Kas ir baktēriju genoms?

Īsā atbilde

Baktērijas genoms ir visas baktērijas ģenētiskās informācijas apkopojums. Būtībā tas nosaka, kā baktērija izskatās un darbojas gan ārēji, gan iekšēji. Šī ģenētiskā informācija ir sakārtota gēnos, kas ir kodēti organisma dezoksiribonukleīnskābē (DNS). Šie gēni tiek tālāk sakārtoti hromosomās. Faktiski vārds “genoms” faktiski ir vārdu “gēns” un “hromosoma” kombinācija. Lai gan ir daudz dažādu variāciju, kā genomi ir strukturēti dažādos organismos, visas baktērijas ir haploīdas, kas nozīmē, ka tām ir tikai viena hromosoma. Tādējādi visa ģenētiskā informācija, kas atrodas baktēriju genomā, ir ietverta vienā hromosomā.

Baktērijas hromosoma sastāv no nukleotīdu bāzes pāriem, kas ir DNS pamata struktūras komponenti. DNS ir tikai četri nukleotīdi – adenīns, timīns, guanīns un citozīns. Šie nukleotīdi vienmēr saistās kopā vienādi – adenīna saites ar timīnu un guanīna saites ar citozīnu. Visi četri kopā veido tā saukto “bāzes pāri”.

Baktēriju genomi var saturēt jebkuru bāzes pāru skaitu. Daži baktēriju genomi satur mazāk nekā 200,000 12 bāzes pāru, savukārt citi satur vairāk nekā 575 miljonus bāzes pāru. Līdz ar to baktērijās atrasto gēnu skaits ir ļoti mainīgs, un baktērijās ir ziņots no 5,500 līdz 3 gēniem atkarībā no sugas.

Interesanti, ka lielākā daļa baktēriju genomu ir sakārtoti apļveida hromosomu struktūrā. Turpretim cilvēkiem ir lineāra hromosomu struktūra. Tomēr baktēriju genoma apļveida struktūra ļauj tās DNS replikācijai sākt un apstāties vienā un tajā pašā vietā – šī iezīme nav redzama citu organismu lineārajos genomos.

Kā organismi, kas vairojas aseksuāli, baktērijas būtībā ir kloni ar identisku DNS viņu vecāku genomam. Izmaiņas baktērijas genomā, kas pazīstamas arī kā evolūcija, var izraisīt ģenētiska rekombinācija vai mutācijas. Mutācijas var rasties DNS replikācijas kļūdu vai mutagēnu iedarbības rezultātā, kas ietekmē to, kā nukleotīdi mijiedarbojas viens ar otru. Baktērijas var arī apmainīties un rekombinēt ģenētisko informāciju savā starpā, izmantojot atsevišķus procesus, kas pazīstami kā transformācija, transdukcija vai konjugācija, atkarībā no tā, kā notiek ģenētiskā apmaiņa. Izmaiņas baktērijas genomā var izraisīt jaunas sugas veidošanos.

DNS sekvencēšana ir nukleotīdu secības noteikšana organisma DNS. Šī informācija ir bijusi galvenā sastāvdaļa bioloģiskajos pētījumos. Pirmais pilnībā sekvencētais baktēriju genoms bija Haemophilus influenzae, kas var izraisīt dažādas oportūnistiskas slimības, piemēram, pneimoniju, meningītu un elpceļu infekcijas. 1995. gadā to veiksmīgi sekvencēja Genomikas pētījumu institūts. Kopš šī izrāviena ir sekvencēti simtiem baktēriju genomu, un zinātnieki turpina pētīt un secināt citu baktēriju genomus.

Īsā atbilde

Saistītie jautājumi