Was ist der einfachste bekannte Organismus?

Welche Mikrobe der einfachste Organismus ist, hängt von Ihrer Definition eines lebenden Organismus ab. Wenn Viren, Prionen, Satelliten, Nanoben und Nanobakterien (nicht frei lebende subbakterielle Organismen) ausgeschlossen werden, ist der einfachste bekannte frei lebende Organismus Mycoplasma genitalium mit einem Genom von nur 580.000 Basenpaaren und 482 proteinkodierenden Genen. Mycoplasma genitalium ist ein winziges parasitäres Bakterium, das im Verdauungs- und Genitaltrakt von Primaten lebt.

Im Vergleich dazu hat Carsonella ruddii , ein endosymbiotisches Bakterium, das in Pflanzenläusen lebt, ein Genom von nur 159.662 Basenpaaren, wobei nur 182 Gene das kleinste bekannte sind. Carsonella ruddii kann jedoch nicht alleine leben und hängt wie ein Virus vom Wirt ab, um zu überleben. Zuvor galt Nanoarchaeum equitans , ein Thermophiler, der in der Nähe von heißen Unterwasserquellen lebt, als der einfachste Organismus mit einem Genom von 490.885 Basenpaaren und einer Größe von 400 Nanometern.

Mycoplasma genitalium und andere "ultramikroskopische" Bakterien haben im Ballpark einen Durchmesser von 200-300 Nanometern, der kleiner ist als bei einigen großen Viren. 200 nm sind ungefähr die Grenzen eines herkömmlichen Lichtmikroskops, daher ist ein Elektronenmikroskop oder ein Atomkraftmikroskop erforderlich, um diese Organismen zu beobachten. Es kann freilebende Organismen geben, die noch kleiner sind - sogenannte Nanobakterien oder Nanoben sind etwa 10 bis 20 Nanometer groß, obwohl ihr Status als lebende Organismen umstritten ist. Es wurde noch keine DNA erfolgreich aus diesen Objekten extrahiert, bei denen es sich möglicherweise nur um Mineralwachstum handelt. Auf der anderen Seite könnte es sich um den einfachsten Organismus der Welt handeln.

Viren, die sich nicht selbständig vermehren können, sind natürlich kleiner und einfacher als Bakterien. Einige der kleinsten RNA-Viren, Retroviren wie das Rous-Sarkom-Virus, haben Genome mit einer Länge von 3.500 Basenpaaren, einem Durchmesser von etwa 80 nm und besitzen nur vier Gene. Die kleinsten DNA-Viren haben eine kleinere Größe (18-26 nm), aber größere Genome, etwa 5.000 Basenpaare. Bakterien und Viren mit winzigen Genomen weisen im Vergleich zu größeren Genomen wie dem menschlichen Genom, in dem nur 1,5% der Gene für Proteine ​​kodieren, einen hohen Anteil an Protein-kodierenden Genen auf (95-98%).

In einer interessanten Wendung der einfachsten Organismusgeschichte versucht der am J. Craig Venter Institute tätige Wissenschaftler Craig Venter, Nobelpreisträger Hamilton Smith, einen noch einfacheren Organismus zu schaffen, das Mycoplasma-Laboratorium , das im Erfolgsfall auch das erste Beispiel sein wird des synthetischen Lebens. Ausgehend von einem Mycoplasma-Genitalium schaltet das Team Gene zufällig aus und beobachtet den entstehenden Organismus auf Anzeichen von Leben. Venter glaubt, dass 100 der 482 proteinkodierenden Gene in Mycoplasma überflüssig sind, und versucht, ein neues Genom von Grund auf zu synthetisieren, das nur 382 Gene enthält, und es dann in ein ausgenommenes Mycoplasma-Genitalium zu injizieren, das dann Frankenstein-artig wiederbelebt. Dies wird als Minimal-Genom-Projekt bezeichnet. Ziel ist es, mit dem einfachsten Organismus große Mengen Wasserstoff für erneuerbare Brennstoffe zu produzieren.