Hva er et bakteriegenom?
Et bakteriegenom er samlingen av hele bakteriens genetiske informasjon. I hovedsak bestemmer den hvordan en bakterie ser ut og fungerer, både eksternt og internt. Denne genetiske informasjonen er organisert i gener som er kodet i organismens deoksyribonukleinsyre (DNA). Disse genene er videre organisert i kromosomer. Faktisk er ordet "genom" faktisk en kombinasjon av ordene "gen" og "kromosom." Selv om det er mange forskjellige varianter av hvordan genomer er strukturert i forskjellige organismer, er alle bakterier haploide, noe som betyr at de bare har ett kromosom. Dermed er all den genetiske informasjonen som finnes i et bakteriegenom, inneholdt i et enkelt kromosom.
En bakteries kromosom er sammensatt av basepar av nukleotider, de grunnleggende strukturelle komponentene i DNA. Bare fire nukleotider finnes i DNA - adenin, timin, guanin og cytosin. Disse nukleotidene binder seg alltid sammen på samme måte - adeninbindinger med timin og guaninbindinger med cytosin. Alle fire danner sammen det som er kjent som et "basepar".
Bakterielle genomer kan inneholde et hvilket som helst antall basepar. Noen bakteriegenomer inneholder mindre enn 200 000 basepar, mens andre inneholder over 12 millioner basepar. Følgelig er antallet gener som finnes i bakterier svært varierende, med hvor som helst mellom 575 og 5 500 gener rapportert i bakterier, avhengig av art. Til sammenligning inneholder det humane genomet over 3 milliarder basepar og omtrent 23 000 gener.
Interessant er at de fleste bakteriegener er organisert i en sirkulær kromosomal struktur. Mennesker har derimot en lineær kromosomstruktur. Den sirkulære strukturen til et bakteriegenom gjør det imidlertid mulig for sin DNA-replikasjon å starte og stoppe på samme sted - et trekk som ikke sees i de andre lineære genomene til andre organismer.
Som organismer som reproduserer useksuelt, er bakterier i hovedsak kloner med identisk DNA til foreldrenes genom. Endringer i bakteriens genom, også kjent som evolusjon, kan bringes ved enten genetisk rekombinasjon eller mutasjoner. Mutasjoner kan oppstå enten ved feil gjort i DNA-replikasjon eller ved eksponering for mutagener som påvirker hvordan nukleotider interagerer med hverandre. Bakterier kan også utveksle og rekombinere genetisk informasjon med hverandre gjennom separate prosesser kjent enten som transformasjon, transduksjon eller konjugering, avhengig av hvordan den genetiske utvekslingen skjer. Endringer i bakteriets genom kan føre til dannelse av en ny art.
DNA-sekvensering er bestemmelsen av rekkefølgen av nukleotider i en organisms DNA. Denne informasjonen har vært en sentral komponent i biologisk forskning. Det første bakteriegenomet som ble fullstendig sekvensert var Haemophilus influenzae, som kan forårsake en rekke opportunistiske sykdommer som lungebetennelse, hjernehinnebetennelse og luftveisinfeksjoner. Det ble vellykket sekvensert i 1995 av Institute for Genomic Research. Siden dette gjennombruddet har hundrevis av bakteriegenomer blitt sekvensert, og forskere fortsetter å forske og sekvensere genene til andre bakterier.