Genom

Als (physisches) Genom bezeichnet man die "Gesamtheit der DNA eines vielzelligen Organismus, einer Zelle oder eines Virus" ^[1]. Graw definiert in seinem Lehrbuch "Genetik" den Begriff "Genom" wie folgt:

Genom = "Die Gesamtheit der genetischen Informationen, die in einem Virus, einer Bakterien- oder Protozoenzelle bzw. in der Keimzelle eines mehrzelligen Organismus enthalten ist." ^[2]

Wer nun meint, die beiden Definitionen widersprechen sich, sollte bedenken, dass ja jede Zelle eines Vielzellers im Prinzip die gleiche genetische Information enthält.

Was gehört alles zu einem Genom?

Zu dem Genom gehören:

1. DNA-Abschnitte, die ein Protein codieren (gemeinhin als "Gene" bezeichnet).
2. DNA-Abschnitte, die die Transkription von Genen regulieren (Promotoren, Operatoren, Enhancer, Silencer etc.)
3. DNA-Abschnitte, die ein RNA-Molekül codieren, das nicht in ein Protein übersetzt wird (zum Beispiel ribosomale RNA, transfer-RNA, regulatorische RNA etc.).
4. Und auch alle anderen DNA-Abschnitte, von denen man teils noch gar nicht weiß, welche Bedeutung sie haben.

Genom- und Gengrößen

Viren und Prokaryoten (Bakterien, Archaeen) haben sehr kleine Genome mit maximal 10⁷ Basenpaaren. Die Genome von Eukaryotenzellen sind um mehrere Zehnerpotenzen größer. Manche Einzeller haben mit über 10¹¹ Basenpaaren sogar deutlich größere Genome als die Säugetiere mit 10⁹ bis 10¹⁰ Basenpaaren. Das zeigt doch, dass die Genomgröße überhaupt keine Rückschlüsse auf den Organisationsgrad oder die "Evolutionshöhe" eines Lebewesens aussagt.

Die menschliche DNA enthält über 3 Milliarden Basenpaare pro Zelle, aber nur 21.000 bis 25.000 Gene (also ca. 2%). Insgesamt codieren nur 1,5% unserer DNA für Proteine, das ist sehr wenig. 50% der DNA bestehen aus mobilen Elementen (springenden Genen, Transposons), die sich im Laufe der Evolution quasi von selbst in die DNA eingebaut haben.

Ein durchschnittliches Gen ist ca. 27.000 Basenpaare groß und enthält 10 Exons mit zusammen ca. 1.300 Basenpaaren ^[3].