Ett bakteriegenom är insamlingen av en bakteries hela genetiska information. I huvudsak avgör det hur en bakterie ser ut och fungerar, både externt och internt. Denna genetiska information är organiserad i gener, som kodas i organismens deoxiribonukleinsyra (DNA). Dessa gener är ytterligare organiserade i kromosomer. Faktum är att ordet ”genom” faktiskt är en kombination av orden ”gen” och ”kromosom.” Även om det finns många olika varianter av hur genom är uppbyggda i olika organismer, är alla bakterier haploida, vilket innebär att de bara har en kromosom. Således finns all genetisk information som finns i ett bakteriegenom i en enda kromosom.
En bakteries kromosom är sammansatt av baspar av nukleotider, de grundläggande strukturella komponenterna i DNA. Endast fyra nukleotider finns i DNA – adenin, tymin, guanin och cytosin. Dessa nukleotider binder alltid ihop på samma sätt – adeninbindningar med tymin och guaninbindningar med cytosin. Alla fyra tillsammans bildar vad som kallas ett ”baspar”.
Bakteriegenom kan innehålla valfritt antal baspar. Vissa bakteriegenom innehåller mindre än 200,000 12 baspar, medan andra innehåller över 575 miljoner baspar. Följaktligen är antalet gener som finns i bakterier mycket varierande, med någonstans mellan 5,500 och 3 23,000 gener rapporterade i bakterier, beroende på art. Som en jämförelse innehåller det mänskliga genomet över XNUMX miljarder baspar och cirka XNUMX XNUMX gener.
Intressant nog är de flesta bakteriegenom organiserade i en cirkulär kromosomstruktur. Människor har däremot en linjär kromosomstruktur. Den cirkulära strukturen hos ett bakteriegenom gör det dock möjligt för dess DNA-replikation att starta och stoppa på samma plats – en egenskap som inte syns i andra organismers linjära genom.
Som organismer som förökar sig asexuellt är bakterier i huvudsak kloner med identiskt DNA till deras förälders genom. Förändringar i en bakteries genom, även känd som evolution, kan orsakas av antingen genetisk rekombination eller mutationer. Mutationer kan uppstå antingen genom fel i DNA-replikeringen eller genom exponering för mutagener som påverkar hur nukleotider interagerar med varandra. Bakterier kan också utbyta och rekombinera genetisk information med varandra genom separata processer som kallas antingen transformation, transduktion eller konjugering, beroende på hur det genetiska utbytet sker. Förändringar i en bakteries arvsmassa kan resultera i bildandet av en ny art.
DNA-sekvensering är bestämningen av nukleotidernas ordning i en organisms DNA. Denna information har varit en nyckelkomponent i biologisk forskning. Det första bakteriegenomet som helt sekvenserades var det från Haemophilus influenzae, som kan orsaka en mängd olika opportunistiska sjukdomar som lunginflammation, hjärnhinneinflammation och luftvägsinfektioner. Den sekvenserades framgångsrikt 1995 av Institutet för genomforskning. Sedan detta genombrott har hundratals bakteriegenom sekvenserats och forskare fortsätter att forska och sekvensera andra bakteriers genom.