Cos'è un genoma batterico?
Un genoma batterico è la raccolta dell'intera informazione genetica di un batterio. In sostanza, determina come appare un batterio e funzioni, sia esternamente che internamente. Queste informazioni genetiche sono organizzate in geni, che sono codificati nell'acido desossiribonucleico dell'organismo (DNA). Questi geni sono ulteriormente organizzati in cromosomi. In effetti, la parola "genoma" è in realtà una combinazione delle parole "gene" e "cromosoma". Sebbene ci siano molte diverse varianti di come i genomi sono strutturati in diversi organismi, tutti i batteri sono aploidi, il che significa che possiedono solo un cromosoma. Pertanto, tutte le informazioni genetiche contenute in un genoma batterico sono contenute in un singolo cromosoma.
Il cromosoma di un batterio è composto da coppie di basi di nucleotidi, i componenti strutturali di base del DNA. Esistono solo quattro nucleotidi nel DNA: adenina, timina, guanina e citosina. Questi nucleotidi si uniscono sempre insieme allo stesso modo: l'adenina si lega alla timina AND Guanine si lega con citosina. Tutti e quattro insieme formano quella che è conosciuta come una "coppia di basi".
Genomi batterici potrebbero contenere un numero qualsiasi di coppie di basi. Alcuni genomi batterici contengono meno di 200.000 coppie di basi, mentre altri contengono oltre 12 milioni di coppie di basi. Di conseguenza, il numero di geni trovati nei batteri è altamente variabile, con ovunque tra 575 e 5.500 geni riportati nei batteri, a seconda della specie. Come confronto, il genoma umano contiene oltre 3 miliardi di coppie di basi e circa 23.000 geni.
È interessante notare che la maggior parte dei genomi batterici sono organizzati in una struttura cromosomica circolare. Gli umani, al contrario, hanno una struttura cromosomica lineare. La struttura circolare di un genoma batterico, tuttavia, consente alla sua replicazione del DNA di iniziare e fermarsi nella stessa posizione - una caratteristica non osservata nei genomi lineari di altri organismi.
come organismi che riproducono ASEXualmente, i batteri sono essenzialmente cloni con DNA identico al genoma dei loro genitori. I cambiamenti al genoma di un batterio, noto anche come evoluzione, possono essere portati da ricombinazione genetica o mutazioni. Le mutazioni possono verificarsi attraverso errori commessi nella replicazione del DNA o mediante esposizione a mutageni che influenzano il modo in cui i nucleotidi interagiscono tra loro. I batteri possono anche scambiare e ricombinare le informazioni genetiche tra loro attraverso processi separati noti come trasformazione, trasduzione o coniugazione, a seconda di come si verifica lo scambio genetico. Le modifiche al genoma di un batterio possono comportare la formazione di una nuova specie.
Il sequenziamento del DNA è la determinazione dell'ordine dei nucleotidi nel DNA di un organismo. Questa informazione è stata una componente chiave nella ricerca biologica. Il primo genoma batterico ad essere completamente sequenziato fu quello di Haemophilus influenzae, che può causare una varietà di malattie opportunistiche come polmonite, meningite e infezioni respiratorie. IOT è stato sequenziato con successo nel 1995 dall'Institute for Genomic Research. Da questa svolta, centinaia di genomi batterici sono stati sequenziati e gli scienziati continuano a ricercare e sequenziare i genomi di altri batteri.