Vad är ett bakteriegenom?
Ett bakteriegenom är samlingen av hela bakteriens genetiska information. I huvudsak avgör den hur en bakterie ser ut och fungerar, både externt och internt. Denna genetiska information är organiserad i gener som kodas i organismens deoxiribonukleinsyra (DNA). Dessa gener organiseras vidare i kromosomer. I själva verket är ordet "genom" faktiskt en kombination av orden "gen" och "kromosom." Även om det finns många olika variationer av hur genom är strukturerade i olika organismer, är alla bakterier haploida, vilket innebär att de bara har en kromosom. All genetisk information som finns i ett bakteriegenom är alltså inne i en enda kromosom.
En bakteries kromosom består av baspar av nukleotider, de grundläggande strukturella komponenterna i DNA. Endast fyra nukleotider finns i DNA - adenin, tymin, guanin och cytosin. Dessa nukleotider binds alltid på samma sätt - adeninbindningar med tymin och guaninbindningar med cytosin. Alla fyra bildar tillsammans vad som kallas ett "baspar".
Bakteriella genomer kan innehålla valfritt antal baspar. Vissa bakteriegenom innehåller mindre än 200 000 baspar, medan andra innehåller över 12 miljoner baspar. Följaktligen är antalet gener som finns i bakterier mycket varierande, var som helst mellan 575 och 5 500 gener som rapporteras i bakterier, beroende på art. Som jämförelse innehåller det mänskliga genomet över 3 miljarder baspar och cirka 23 000 gener.
Intressant nog är de flesta bakteriegener organiserade i en cirkulär kromosomal struktur. Människor har däremot en linjär kromosomstruktur. Den cirkulära strukturen i ett bakteriegenom möjliggör emellertid dess DNA-replikation att starta och stoppa på samma plats - ett drag som inte ses i de andra linjära genomerna hos andra organismer.
Som organismer som reproducerar oexuellt är bakterier i huvudsak kloner med identiskt DNA till deras förälders genom. Förändringar av bakteriens genom, även känd som evolution, kan föras genom antingen genetisk rekombination eller mutationer. Mutationer kan ske antingen genom fel gjorda i DNA-replikering eller genom exponering för mutagener som påverkar hur nukleotider interagerar med varandra. Bakterier kan också utbyta och rekombinera genetisk information med varandra genom separata processer kända antingen transformation, transduktion eller konjugering, beroende på hur det genetiska utbytet sker. Förändringar av en bakteries genom kan resultera i bildandet av en ny art.
DNA-sekvensering är bestämningen av ordningen av nukleotider i en organisms DNA. Denna information har varit en viktig komponent i biologisk forskning. Det första bakteriegenomet som fullständigt sekvenserades var Haemophilus influenzae, vilket kan orsaka en mängd olika opportunistiska sjukdomar såsom lunginflammation, meningit och luftvägsinfektioner. Det sekvenserades framgångsrikt 1995 av Institute for Genomic Research. Sedan detta genombrott har hundratals bakterien genom sekvenserats och forskare fortsätter att undersöka och sekvensera andra bakteriers genom.