Genom

U modernoj molekularnoj biologiji i genetici genom je genetički materijal organizma. Kodiran je ili u DNK ili, kod RNK virusa, u RNK. Objedinjuje i gene i nekodirajuću DNK, nekodirajuće sekvence DNK/RNK. Naziv genom je prvi koristio Hans Winkler, profesor botanike na Univerzitetu u Hamburgu, Njemačka, 1920. godine.^[1]Oxford English Dictionary sugerira da je ovo ime nastalo spajanjem riječi gen i hromosom.^[2] Uz ovu, nekoliko srodnih riječi u biologiji (sa sufiksom –om) čine sistematiziranu cjelinu, kao što su: biom, rizom i savremeniji naziv konektom.^[3][4][5]

Diploidna hromosomska garnitura (jedarni dio genoma) čovjeka (2n=46). Na slici su hromosomi muškarca. (Mitohondrijska DNK i mitohondrijski hromosom nisu prikazani.)

Neki organizmi imaju više kopija hromosoma: diploidni, triploidni, tetraploidni i tako dalje. U klasičnoj genetici takvo stanje se obično pojavljuje kod organizama sa spolnim razmnožavanjem (eukariota, kod kojih gameti imaju upola manji broj hromosoma nego somatske ćelije, a genom je kompletna cjelina hromosoma diploidne ćelije.

Odvajanje genetičkog materijala u gamete se postiže odvajanjem rekombiniranih (krosing-over) homologa tokom mejoze.^[6] Kod haploidnih organizama, uključujući i ćelije bakterija, arhea, organele (mitohondrije i hloroplaste) ili viruse, koji na sličan način sadrže gene u jednom ili nizu kružnih ili linearnih lanaca DNK (ili RNK za RNK nekih virusa). Isto tako, naziv genom može se primijeniti i konkretno, a to znači da ono što je pohranjeno u kompletnom jedru (nukleusni genom), kao i za ono što je pohranjeno u organelama koje sadrže vlastitu DNK, kao mitohondrijski genom ili hloroplastni genom. Pored toga, genom se može sastojati i od nehromosomskih genetičkih elemenata, kao što su virusi, plazmidi i transpozoni.

Kad se kaže da je genom kod biseksualnih vrsta sekvenciran, to se obično odnosi na utvrđivanje sekvence jedne grupe autosoma, a i svih spolnih hromosoma koji zajedno predstavljaju oba moguća spola. Odnosi se i na jednospolne vrste, kada se opisuje kao genom sekvenca. Kolokvijalni izraz genetička kozmetika se ponekad koristi da označi genom određenog pojedinca ili organizma.

Nauka koja proučava opštih osobina genoma srodnih organizama naziva se genomika, koja se razlikuje od genetike, koja uglavnom proučava osobine pojedinačnih gena ili grupe gena. Obje procjenjuju bazne parove, a broj gena se mijenja od jedne do druge vrste. Postoji samo gruba uzajamna povezanost između te dvije vrste poznata kao paradoks C-vrijednosti. Trenutno, najveći poznati broj gena je oko 60.000 (protozoa, koje uzrokuju trihomonijazu), što je tri puta više nego u ljudskom genomu.

Veličina genoma

Analogiju veličine ljudskog genoma (pohranjene DNK korisno je pogledati u poređenju sa proporcijama hipotetske knjige:

• Knjiga (genom) će sadržavati 23 poglavlja (hromosoma);
• Svako poglavlje sadrži 48-250 miliona slova (A, C, G, T), bez razmaka;
• Knjiga ukupno sadrži više od 3,2 milijarde slova;
• Knjiga se uklapa u ćelijski nukleus veličine sićušne čestice;
• Barem jedan primjerak knjige (svih 23 poglavlja) sadržan je u većini ćelija našeg tijela. Jedini izuzetak kod ljudi su zreli eritrociti kod kojih se tokom razvoja jedro razgrađuje pa zato i nemaju genom.
• Veličina genoma odabranih organizama

Organizam	Naučno ime	Haploidni hromosomski broj	Veličina genoma (kb)	Broj gena	Kodirajući dio (%)
Mikoplazma	Mycoplasma genitalium	1	580	483	88
Bakterija	Escherichia coli	1	4.639	4.377	88
Kvasac	Saccharomyces cerevisiae	16	12.069	6.241	70
Obla glista (Nematoda)	Caenorhabditis elegans	6	97.100	19.820	27
Vinska mušica	Drosophila melanogaster	4	180.000	13.601	20
Talijin urokljivac	Arabidopsis thaliana (Brassicaceae)	5	117.000	25.498	29
Miš	Mus musculus	20	3,059.000	~30,000	< 3 %
Čovjek	Homo sapiens	23	3,286.000	~30.000	< 3 %

Također pogledajte

• Gen
• Genomika
• Genotip
• Jedro
• Kariologija
• Hromosomska garnitura
• Citogenetika