Quali sono i più piccoli genomi?

I genomi sono il codice della vita - il progetto molecolare che costruisce ogni organismo vivente. Trovato nel DNA nel nucleo della cellula, il genoma umano ha circa 3 miliardi di coppie di basi di aminoacidi e 20.000-25.000 geni codificanti per proteine. Questo è relativamente tipico con un organismo metazoano. La dimensione del genoma non è direttamente correlata alla complessità dell'organismo, ma in modo astratto, soprattutto quando si confrontano le lunghezze del genoma tra organismi multicellulari e unicellulari. I parassiti hanno i più piccoli genomi di qualsiasi organismo pluricellulare, avendo subito un processo noto come razionalizzazione genetica.

Alcuni organismi hanno genomi veramente minuscoli, i genomi più piccoli mai scoperti. A partire dal 2011, il genoma più piccolo riportato al di fuori di un organello era il genoma di Tremblaya , che ha solo 121 geni, e si trova in un batterio presente nei cocciniglie. Altri genomi estremamente piccoli includono Candidatus Carsonella rudii, noto anche come C. rudii , a sole 159.662 coppie di basi, con circa 182 geni. Questo batterio si trova negli insetti succhiatori di linfa chiamati pidocchi delle piante che saltano. Un endosymbiont , C. rudii vive in organi specializzati all'interno dell'insetto chiamato batteriomi. Hanno una relazione reciprocamente vantaggiosa, con il corpo dell'insetto che fornisce ai batteri nutrienti e riparo, e i batteri che danno alle vitamine e agli aminoacidi dell'insetto.

Il secondo genoma non virale più piccolo si trova nei Nanoarchaeum equitaans , un archaea termofilo che si trova tra le aperture idrotermali sul fondo dell'Oceano Atlantico, intorno alla dorsale medioatlantica . N. equitaans è un organismo molto insolito, privo di determinate vie metaboliche che si trovano praticamente in ogni altro essere vivente, e che riceve il proprio phylum nel dominio di Archaea. Il suo genoma è lungo 490.885 coppie di basi. Questo è tra i più piccoli genomi di qualsiasi essere vivente. Come C. rudii , N. equitaans è un simbionto obbligatorio di un altro organismo, in questo caso, l'archeon Ignicoccus , dal quale ricava molte biomolecole essenziali.

Di tutti i più piccoli genomi menzionati in precedenza, l'organismo portatore del genoma era un simbolo obbligatorio di un altro. Ma il più piccolo genoma di qualsiasi organismo vivente si trova nei batteri Mycoplasma genitalium , che si trova sulle vie respiratorie e sui genitali dei primati, come gli umani. Questo batterio fu isolato per la prima volta nel 1980 da campioni di uretra di due pitture maschili con infiammazione dell'uretra. Pensato per essere il primo tra i più piccoli genomi sotto la scoperta di C. rudii nel 2002, M. gentalium ha solo 582.970 coppie di basi e 482 geni che codificano le proteine. Il M. genitalium è stato usato come modello per il Minimal Genome Project, che cerca di creare un batterio con il genoma minimo necessario per sostenere la vita.