จีโนมที่เล็กที่สุดคืออะไร?

จีโนมเป็นรหัสของชีวิต - พิมพ์เขียวโมเลกุลที่สร้างสิ่งมีชีวิตทุกชนิด พบว่ามีรหัสใน DNA ในนิวเคลียสของเซลล์จีโนมมนุษย์มีคู่เบสกรดอะมิโนประมาณ 3 พันล้านคู่และยีนเข้ารหัสโปรตีน 20,000-25,000 ตัว นี่เป็นเรื่องปกติกับสิ่งมีชีวิต metazoan ขนาดของจีโนมไม่ได้สัมพันธ์โดยตรงกับความซับซ้อนของสิ่งมีชีวิต แต่มีความเป็นนามธรรมโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเปรียบเทียบความยาวจีโนมระหว่างสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์และเซลล์เดียว ปรสิตมีจีโนมที่เล็กที่สุดของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์โดยผ่านกระบวนการที่เรียกว่าการทำให้เพรียวลมทางพันธุกรรม

สิ่งมีชีวิตบางชนิดมีจีโนมเล็ก ๆ อย่างแท้จริงจีโนมที่เล็กที่สุดที่ค้นพบ ในปี 2011 จีโนมรายงานที่เล็กที่สุดที่พบนอกออร์แกเนลล์คือจีโนม Tremblaya ซึ่งมีเพียง 121 ยีนและพบในแบคทีเรียที่พบในเพลี้ยแป้ง จีโนมขนาดเล็กมากอื่น ๆ ได้แก่ Candidatus Carsonella rudii หรือที่รู้จักกันในชื่อ C. rudii ที่ฐานคู่ 159,662 คู่มียีนประมาณ 182 ตัว แบคทีเรียชนิดนี้พบได้ในแมลงดูดนมที่เรียกว่าเหากระโดดพืช endosymbiont, C. rudii อาศัยอยู่ในอวัยวะเฉพาะภายในแมลงที่เรียกว่า bacteriomes พวกมันมีความสัมพันธ์ที่เป็นประโยชน์ร่วมกันกับร่างกายของแมลงที่ให้สารอาหารและที่พักพิงแก่แบคทีเรียและแบคทีเรียที่ให้วิตามินแมลงและกรดอะมิโน

จีโนมที่ไม่ใช่ไวรัสที่มีขนาดเล็กที่สุดเป็นอันดับสองพบได้ใน Nanoarchaeum equitaans ซึ่งเป็นเทอร์โมฟิลิกอาร์ คี ที่พบในปล่องน้ำพุร้อนบนพื้นมหาสมุทรแอตแลนติกรอบสันกลางมหาสมุทรแอตแลนติก N. equitaans เป็นสิ่งมีชีวิตที่ผิดปกติอย่างมากขาดเส้นทางการเผาผลาญบางอย่างที่พบได้ในสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ และได้รับไฟลัมของตัวเองในโดเมน Archaea จีโนมของมันมีความยาว 490,885 คู่เบส นี่เป็นหนึ่งในจีโนมที่เล็กที่สุดของสิ่งมีชีวิตใด ๆ เช่น C. rudii , N. equitaans เป็น symbiont แบบบังคับของสิ่งมีชีวิตอื่นในกรณีนี้ arche Ignicoccus ซึ่งมันได้รับชีวโมเลกุลที่จำเป็นมากมาย

จากจีโนมที่เล็กที่สุดทั้งหมดที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้สิ่งมีชีวิตที่มีจีโนมเป็นองค์ประกอบที่จำเป็นอีกอย่างหนึ่ง แต่จีโนมที่เล็กที่สุดจากสิ่งมีชีวิตอิสระสามารถพบได้ในแบคทีเรีย Mycoplasma genitalium ซึ่งพบได้ในระบบทางเดินหายใจและอวัยวะเพศของไพรเมตเช่นมนุษย์ แบคทีเรียนี้แยกได้ครั้งแรกในปีพ. ศ. 2523 จากตัวอย่างปัสสาวะของชายสองคนที่มีการอักเสบของท่อปัสสาวะ คิดว่าจะเป็นครั้งแรกในจีโนมที่เล็กที่สุดภายใต้การค้นพบของ C. rudii ในปี 2002 เอ็ม gentalium มีเพียง 582,970 คู่ฐานและยีนเข้ารหัสโปรตีน 482 M. genitalium ถูกใช้เป็นแบบจำลองสำหรับโครงการ Minimal Genome ซึ่งพยายามสร้างแบคทีเรียที่มีจีโนมขั้นต่ำที่จำเป็นต่อการดำรงชีวิต