Wat zijn de kleinste genomen?

Genomen zijn de code van het leven - de moleculaire blauwdruk die elk levend organisme bouwt. Gevonden in DNA in de kern van de cel, heeft het menselijke genoom ongeveer 3 miljard aminozuurbaseparen en 20.000-25.000 eiwitcoderende genen. Dit is relatief typisch bij een metazoan organisme. Genoomgrootte correleert niet direct met de complexiteit van het organisme, maar doet dat abstract, vooral bij het vergelijken van genoomlengtes tussen meercellige en eencellige organismen. Parasieten hebben de kleinste genomen van elk meercellig organisme en hebben een proces ondergaan dat bekend staat als genetische stroomlijning.

Sommige organismen hebben echt kleine genomen, de kleinste genomen die tot nu toe zijn ontdekt. Vanaf 2011 was het kleinste gerapporteerde genoom buiten een organel het Tremblaya- genoom, dat slechts 121 genen heeft en wordt aangetroffen in een bacterie die voorkomt in wolluis. Andere extreem kleine genomen omvatten Candidatus Carsonella rudii, ook bekend als C. rudii , op slechts 159.662 basenparen, met ongeveer 182 genen. Deze bacterie wordt aangetroffen in sapzuigende insecten die plantluizen worden genoemd. Een endosymbiont, C. rudii leeft in gespecialiseerde organen in het insect dat bacteriomen wordt genoemd. Ze hebben een wederzijds voordelige relatie, waarbij het lichaam van het insect de bacteriën voorziet van voedingsstoffen en beschutting, en de bacteriën die het insect vitamines en aminozuren geven.

Het op een na kleinste niet-virale genoom wordt gevonden in Nanoarchaeum equitaans , een thermofiele archaea gevonden tussen hydrothermale openingen op de bodem van de Atlantische Oceaan, rond de Mid-Atlantische Rug. N. equitaans is een zeer ongebruikelijk organisme, dat bepaalde metabole routes mist die in vrijwel elk ander levend wezen voorkomen, en een eigen phylum in domein Archaea krijgen. Het genoom is 490.885 basenparen lang. Dit is een van de kleinste genomen van elk levend wezen. Net als C. rudii is N. equitaans een verplichte symbiont van een ander organisme, in dit geval de archeon Ignicoccus , waaruit het veel essentiële biomoleculen krijgt.

Van alle eerder genoemde kleinste genomen was het genoomdragende organisme een verplichte symbiont van een ander. Maar het kleinste genoom van een vrij levend organisme is te vinden in de bacterie Mycoplasma genitalium , die wordt aangetroffen op de luchtwegen en geslachtsorganen van primaten, zoals mensen. Deze bacterie werd voor het eerst geïsoleerd in 1980 uit urethrale specimens van twee mannelijke verven met ontsteking van de urethra. Dacht als eerste van de kleinste genomen onder de ontdekking van C. rudii in 2002, M. gentalium heeft slechts 582.970 basenparen en 482 eiwitcoderende genen. M. genitalium is gebruikt als model voor het Minimal Genome Project, dat een bacterie probeert te creëren met het minimale genoom dat nodig is om het leven in stand te houden.