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Genoom
Teil der DNA-Sequenz-Prototypisierung des gesamten Genoms des Virus

Es Genom ist die vollständige genetische Ausstattung eines Organismus, einer Zelle oder eines Virus.

Geschichte des Begriffs

Das Wort und der Begriff "Genom" wurden eingeführt von Hans Winkler um in eine Diskussion zu kommen apomixis und polyploide das Konzept (aber noch nicht der Begriff[1]) alloploide definieren.[2] Nach Winklers Definition ist das Genom das haploide[3] Chromosomensatz. Das Wort Genom leitet sich ab von Gen. Die Endung -oom ist analog zu einer Gruppe solcher Wörter (Rhizome, Biom, coelom), wobei die Endung -oom so viel wie "das Ganze von ~" bedeutet.[4]

Eine Zeit lang wurde der Begriff "Genom" wenig verwendet, aber ab Mitte der 1960er Jahre tauchte er (oft ohne explizite Definitionen) als

  1. "die Gene eines Organismus" und
  2. „der definierende Chromosomensatz“.

Die Beziehung zwischen ihnen besteht darin, dass der monoploide Chromosomensatz die kleinste Anzahl von Chromosomen ist, die alle Gene umfasst. Beachten Sie, dass ein Genom auf diese Weise nicht alle genetischen Informationen eines Organismus enthält, denn Heterozygotie sein homologe Chromosomen nicht identisch, obwohl sie für dieselben Gene kodieren. Im Falle von Alloploidie nicht einmal alle Genome sind homolog. Mit fortschreitendem Wissen über Gene divergierten die beiden Bedeutungen jedoch zunehmend.

Als sich der Fokus der Forschung von den Chromosomen auf die DNA verlagerte, erhielt das "Genom" des Wettersprungs eine Bedeutung:

  1. die gesamte DNA eines Organismus

und mit dem Aufstieg der Genomik hat dies noch einmal in eine andere Bedeutung verschoben:

  1. alle Gene eines Organismus.

Derzeit werden noch alle vier der obigen Bedeutungen verwendet.[5]

Das zytogenetische Genom

Winklers ursprüngliche Definition von "Genom" wurde als zytogenetisch nennt man die Definition des Genoms.[6].

Biene Eukaryoten das Genom umfasst ein komplettes Set Chromosomen in dem Kern. Es enthält für jede Art eine bestimmte Anzahl von Chromosomen, die sich in Form, Struktur und den darauf befindlichen Genen voneinander unterscheiden.[7]

Jeder Chromosomentyp kommt normalerweise einmal vor, aber aufgrund von alten Polyploidisierung es kann (Überreste von) Polyploidie (Verdopplungen) geben. Eine Kopie der so duplizierten Gene ist für das Überleben der Art nicht notwendig und kann Mutation eine andere Funktion erhalten, da es keinen Auswahlmechanismus zum Beibehalten der duplizierten Merkmale gibt. Durch diesen Prozess von Fraktionierung (ein Teil von diploidisierung) wird das Genom irgendwann wieder funktionsfähig diploide.[8]

Genomgröße

Genomgröße (Englisch: Genomgröße) ist die Menge an genetischem Material in einem (monoploiden) Satz nicht replizierter Chromosomen.[9] Diese Menge kann seit Ende der 1960er Jahre quantifiziert werden. Bis zum Ende des 20. Jahrhunderts war jedoch nicht klar, ob diese Menge an holoploid Genomgröße betroffen, ob die monoploid Genomgröße. Das holoploid Genomgröße umfasst das Ganze haploide Chromosomenkomplement (mit Chromosomennummer) nein); das monoploid Genomgröße das Genom im engeren Sinne, unabhängig von der ploidie (mit der Chromosomenzahl gleich der Base X).[10]

In eukaryontischen Zellen besteht das Genom meist aus mehreren Tausend bis Zehntausenden Gene auf den linearen Chromosomen: Der Mensch hat zum Beispiel etwa 21.000 Gene.[11] Die Größe des Genoms wird ausgedrückt in Symbol, Basenpaare oder (für kleinere) in der Zahl atomare Masseneinheiten (Einheit: Dalton). Eine Kilobase DNA wiegt etwas mehr als ein Millionstel eines Pikogramms und entspricht 6,18×105 Dalton. Die Größe reicht von 4 Genen in 3600 Basen für eine RNABakteriophage auf mehr als 20.000 Gene in 2-3 Milliarden Basenpaaren bei Säugetieren. Rekordhalter im Moment ist der eine BeereParis japonica mit 150 Milliarden Basenpaaren, die den Rekord von Protopterus aethiopicus mit 130 Milliarden Basenpaaren. Das meiste ist nicht kodierend.

Ein weiteres Maß ist der C-Wert, die DNA-Menge in einem nicht replizierten haploiden (gametischen) Zellkern. Im Gegensatz zur Genomgröße ist der C-Wert von polyploiden Organismen immer größer als der von diploiden, da alle haploiden Genome eingeschlossen sind.[12]

Erbgut außerhalb des Zellkerns

Neben dem Kerngenom von Eukaryota gibt es auch die also DNA in gewisser Weise Organellen, wie Mitochondrien und Plastiden.

Es mitochondriales Genom, Chondrom oder mtDNA ist die DNA der Mitochondrien, und der Plastom oder cpDNA ist die DNA der Plastiden (wie Chloroplasten von Pflanzen und Algen). Die Chromosomen dieser Organellen sind oft kreisförmig und ähneln stark der DNA von Bakterien. Das Endosymbiontentheorie erklärt, wie in der Evolution Plastiden und Mitochondrien mit ihrem Erbmaterial gewonnen wurden Endosymbiose. Durch den Prozess der endosymbiotischer Gentransfer ein Teil des Genoms wird vom Endosymbionten in das Zellplasma und vom Zytoplasma zurück in den Zellkern übertragen transferred Gastgeber. Einige der Organellengene, die keine Funktion mehr hatten, gingen wieder verloren.[13][14]

  • Das Chondrom, mitochondriale DNA oder mtDNA ist es im Mitochondrien vorkommende DNA.[15] Mitochondrien liegen außerhalb des Zellkerns und sind asexuell oder über die Eizelle vererbt.
    Beim Menschen werden die Daten der mütterlichen (mütterlichen) Vererbung von mtDNA in der Genographie die Verteilung der Vorfahren (oder besser der Vorfahren) in prähistorischer Zeit zu kartieren.
  • Das Plastom oder cpDNA ist das in Plastiden vorkommende DNA. Die cpDNA wird auch über die weibliche Linie vererbt.

Eukaryoten enthalten neben Exons in den Genen auch ein großer Teil der DNA, der nicht kodiert; so ein stück war mal Junk-DNA Auch wenn der Name inzwischen obsolet geworden ist: Es geht oft nicht um DNA ohne Funktion.

Genom von Prokaryoten

Biene Prokaryoten und Viren das Genom umfasst das gesamte genetische Material, einschließlich der DNA außerhalb der Chromosomen. Es viral Genom besteht aus einem einzigen DNA-Strang RNA[16]. In prokaryotischen Zellen befinden sich die Gene auf einem ringförmigen Chromosom und der größte Teil der DNA kodiert. Darüber hinaus haben Prokaryonten oft Plasmide die Gene für zusätzliche Merkmale enthalten können.

Siehe auch