Τι είναι ένα βακτηριακό γονιδίωμα;

Ένα βακτηριακό γονιδίωμα είναι η συλλογή ενός βακτηρίου ολόκληρης της γενετικής πληροφόρησης.Ουσιαστικά, καθορίζει τον τρόπο εμφάνισης και λειτουργιών ενός βακτηρίου, τόσο εξωτερικά όσο και εσωτερικά.Αυτή η γενετική πληροφορία οργανώνεται σε γονίδια, τα οποία κωδικοποιούνται στο δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ του οργανισμού (DNA).Αυτά τα γονίδια οργανώνονται περαιτέρω σε χρωμοσώματα.Στην πραγματικότητα, η λέξη "γονιδίωμα" είναι στην πραγματικότητα ένας συνδυασμός των λέξεων "γονιδίου" και "χρωμοσώματος".Αν και υπάρχουν πολλές διαφορετικές παραλλαγές του τρόπου με τον οποίο τα γονιδιώματα είναι δομημένα σε διαφορετικούς οργανισμούς, όλα τα βακτήρια είναι απλοειδή, πράγμα που σημαίνει ότι διαθέτουν μόνο ένα χρωμόσωμα.Έτσι, όλες οι γενετικές πληροφορίες που περιέχονται σε ένα βακτηριακό γονιδίωμα περιέχονται σε ένα μόνο χρωμόσωμα. Το χρωμόσωμα ενός βακτηρίου αποτελείται από ζεύγη βάσης νουκλεοτιδίων, τα βασικά δομικά συστατικά του DNA.Υπάρχουν μόνο τέσσερα νουκλεοτίδια στο DNA MDASH.αδενίνη, θυμίνη, γουανίνη και κυτοσίνη.Αυτά τα νουκλεοτίδια συνδέονται πάντα μαζί με τον ίδιο τρόπο mdash;δεσμοί αδενίνης με δεσμούς θυμίνης και γουανίνης με κυτοσίνη.Και οι τέσσερις μαζί σχηματίζουν αυτό που είναι γνωστό ως ζεύγος βάσεων.

Τα βακτηριακά γονιδιώματα μπορεί να περιέχουν οποιοδήποτε αριθμό ζευγών βάσεων.Ορισμένα βακτηριακά γονιδιώματα περιέχουν λιγότερα από 200.000 ζεύγη βάσεων, ενώ άλλα περιέχουν πάνω από 12 εκατομμύρια ζεύγη βάσεων.Κατά συνέπεια, ο αριθμός των γονιδίων που βρίσκονται στα βακτήρια είναι πολύ μεταβλητός, με οπουδήποτε μεταξύ 575 και 5.500 γονιδίων που αναφέρονται σε βακτήρια, ανάλογα με το είδος.Συγκριτικά, το ανθρώπινο γονιδίωμα περιέχει πάνω από 3 δισεκατομμύρια ζεύγη βάσεων και περίπου 23.000 γονίδια.Οι άνθρωποι, αντίθετα, έχουν μια γραμμική χρωμοσωμική δομή.Η κυκλική δομή ενός βακτηριακού γονιδιώματος, ωστόσο, επιτρέπει στην αντιγραφή του DNA να ξεκινήσει και να σταματήσει στην ίδια θέση mdash.Ένα χαρακτηριστικό που δεν παρατηρείται στα γραμμικά γονιδιώματα άλλων οργανισμών.

Ως οργανισμοί που αναπαράγουν ασεξικά, τα βακτήρια είναι ουσιαστικά κλώνοι με πανομοιότυπο DNA στο γονιδίωμα του γονέα τους.Οι αλλαγές στο γονιδίωμα ενός βακτηρίου, γνωστού και ως εξέλιξη, μπορούν να μεταφερθούν είτε από γενετικό ανασυνδυασμό είτε από μεταλλάξεις.Οι μεταλλάξεις μπορούν να εμφανιστούν είτε μέσω σφαλμάτων που γίνονται σε αντιγραφή DNA είτε με έκθεση σε μεταλλαξιογόνα που επηρεάζουν τον τρόπο με τον οποίο αλληλεπιδρούν μεταξύ τους νουκλεοτίδια.Τα βακτήρια μπορούν επίσης να ανταλλάσσουν και να ανασυνδυάσουν γενετικές πληροφορίες μεταξύ τους μέσω χωριστών διεργασιών γνωστές είτε ως μετασχηματισμός, μεταγωγή ή σύζευξη, ανάλογα με τον τρόπο με τον οποίο συμβαίνει η γενετική ανταλλαγή.Οι αλλαγές στο γονιδίωμα ενός βακτηρίου μπορούν να οδηγήσουν στον σχηματισμό ενός νέου είδους. Η αλληλουχία του DNA είναι ο προσδιορισμός της τάξης των νουκλεοτιδίων σε ένα DNA οργανισμών.Αυτές οι πληροφορίες αποτελούν βασικό στοιχείο στη βιολογική έρευνα.Το πρώτο βακτηριακό γονιδίωμα που πρέπει να αλληλουχιζόταν πλήρως ήταν αυτό του Haemophilus influenzae, η οποία μπορεί να προκαλέσει ποικιλία ευκαιριακών ασθενειών όπως η πνευμονία, η μηνιγγίτιδα και οι αναπνευστικές λοιμώξεις.Ήταν με επιτυχία αλληλουχία το 1995 από το Ινστιτούτο Γονιδιωματικής Έρευνας.Από αυτή την ανακάλυψη, εκατοντάδες βακτηριακά γονιδιώματα έχουν προσβληθεί από την αλληλουχία και οι επιστήμονες συνεχίζουν να ερευνούν και να ακολουθούν τα γονιδιώματα άλλων βακτηρίων.