Hvad er et bakterielt genom?
Et bakteriegenom er samlingen af hele bakteriens genetiske information. I det væsentlige bestemmer det, hvordan en bakterie ser ud og fungerer, både eksternt og internt. Denne genetiske information er organiseret i gener, der er kodet i organismens deoxyribonukleinsyre (DNA). Disse gener er yderligere organiseret i kromosomer. Faktisk er ordet "genom" faktisk en kombination af ordene "gen" og "kromosom." Selvom der er mange forskellige variationer af, hvordan genomer er struktureret i forskellige organismer, er alle bakterier haploide, hvilket betyder, at de kun har et kromosom. Al den genetiske information indeholdt i et bakteriegenom er således indeholdt i et enkelt kromosom.
En bakteries kromosom er sammensat af basepar af nukleotider, de grundlæggende strukturelle bestanddele af DNA. Der findes kun fire nukleotider i DNA - adenin, thymin, guanin og cytosin. Disse nukleotider binder altid sammen på samme måde - adeninbindinger med thymin og guaninbindinger med cytosin. Alle fire danner sammen, hvad der er kendt som et "basepar".
Bakterielle genomer kan indeholde et vilkårligt antal basepar. Nogle bakterielle genomer indeholder mindre end 200.000 basepar, mens andre indeholder over 12 millioner basepar. Følgelig er antallet af gener, der findes i bakterier, meget varierende, med overalt mellem 575 og 5.500 gener rapporteret i bakterier, afhængigt af arten. Til sammenligning indeholder det humane genom over 3 milliarder basepar og ca. 23.000 gener.
Interessant nok er de fleste bakterielle genomer organiseret i en cirkulær kromosomal struktur. Mennesker har derimod en lineær kromosomal struktur. Den cirkulære struktur af et bakteriegenom gør det imidlertid muligt for dens DNA-replikation at starte og stoppe på det samme sted - et træk, der ikke ses i de andre lineære genomer fra andre organismer.
Som organismer, der formerer sig aseksuelt, er bakterier i det væsentlige kloner med identisk DNA til deres forældres genom. Ændringer i en bakteries genom, også kendt som evolution, kan bringes ved enten genetisk rekombination eller mutationer. Mutationer kan forekomme enten gennem fejl foretaget i DNA-replikation eller ved eksponering for mutagener, der påvirker, hvordan nukleotider interagerer med hinanden. Bakterier kan også udveksle og rekombinere genetisk information med hinanden gennem separate processer kendt som transformation, transduktion eller konjugering, afhængigt af hvordan den genetiske udveksling finder sted. Ændringer i en bakteries genom kan resultere i dannelse af en ny art.
DNA-sekventering er bestemmelsen af rækkefølgen af nukleotider i en organisms DNA. Denne information har været en nøglekomponent i biologisk forskning. Det første bakteriegenom, der blev fuldstændigt sekventeret, var Haemophilus influenzae, som kan forårsage en række opportunistiske sygdomme såsom lungebetændelse, meningitis og luftvejsinfektioner. Det blev med succes sekventeret i 1995 af Institut for Genomisk Forskning. Siden dette gennembrud er hundredvis af bakteriegenomer blevet sekventeret, og forskere fortsætter med at forske og sekvensere andre bakteriers genomer.