{"id":9592,"date":"2021-01-05T23:23:28","date_gmt":"2021-01-06T04:23:28","guid":{"rendered":"https:\/\/nebula.org\/blog\/genom\/"},"modified":"2021-02-20T20:23:47","modified_gmt":"2021-02-21T01:23:47","slug":"genom","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/nebula.org\/blog\/de\/genom\/","title":{"rendered":"Genom – Der Code des Lebens in allen lebenden Organismen"},"content":{"rendered":"\n

Was ist ein Genom?<\/strong><\/h2>\n\n

Das Genom ist das gesamte Material, das die Erbinformation einer Zelle oder eines Viruspartikels enth\u00e4lt. Es existiert als Chromosomen, DNA<\/a> oder RNA im Fall von RNA-Viren. In einem abstrakten Sinne umfasst dies auch die Gesamtheit der Erbinformationen eines Individuums.<\/p>\n\n

Der Begriff \u201eGenom\u201c wurde 1920 von Hans Winkler gepr\u00e4gt. Die Genomforschung untersucht normalerweise strukturelle Variationen und die Wechselwirkungen zwischen diesen Gene<\/a> .<\/p>\n\n

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Das menschliche Genom ist in Chromosomen angeordnet, die DNA-Sequenzen enthalten, die Gene enthalten. Quelle: LoStrangolatore \/ CC BY 3.0<\/a><\/figcaption><\/figure>\n\n
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Herausgegeben von Christina Swords, Ph.D.<\/em><\/p>\n\n

Grundlagen<\/strong><\/h2>\n\n

Die f\u00fcr die Vererbung von Merkmalen erforderlichen Informationen sind in der DNA enthalten. Insbesondere liegt es in der Sequenz der DNA-Basen Adenin (A), Guanin (G), Cytosin (C) und Thymin (T). Ribonukleins\u00e4uren verwenden die Base Uracil (U) anstelle von Thymin. Nach der Regel des genetischen Codes bedeuten drei aufeinanderfolgende Basen jeweils eine Aminos\u00e4ure.<\/p>\n\n

Es wird zwischen codierenden und nicht codierenden DNA-Abschnitten unterschieden. Proteine werden aus Aminos\u00e4uren im Verlauf der Genexpression gem\u00e4\u00df der Basensequenz der codierenden Abschnitte gebildet. Nichtkodierende Regionen k\u00f6nnen jedoch auch wichtige Funktionen haben, beispielsweise bei der Genregulation. Es gibt auch Pseudogene: Gene, die aufgrund von Mutationen funktionslos geworden sind und vom Organismus nicht mehr gelesen werden k\u00f6nnen.<\/p>\n\n

Neben der DNA im Zellkern befindet sich in anderen Teilen der Zelle weiteres genetisches Material. In Eukaryoten finden sich in den Mitochondrien (Mitogenom, auch Chondriom) eigene kleine Genomsequenzen. In Algen und Landpflanzen kommen sie fast immer in Chloroplasten und anderen Plastiden (Plastomen) vor. Prokaryoten (Bakterien und Archaeen) enthalten h\u00e4ufig zus\u00e4tzliche, relativ kurze, in sich geschlossene DNA-Molek\u00fcle, die als Plasmide bezeichnet werden.<\/p>\n\n

Organisation von Genomen<\/strong><\/h2>\n\n

Eukaryoten<\/strong><\/h3>\n\n

Bei Eukaryoten besteht das Kerngenom (Karyom) aus mehreren bis zahlreichen strangartigen Chromosomen. Die Kern-DNA wird auch als Kern-DNA (nDNA) bezeichnet. Die Anzahl der Chromosomen ist speziesspezifisch und kann von zwei (beim Pferdewurm) bis zu mehreren hundert (bei einigen Farnen) variieren. <\/p>\n\n

Die Anzahl der Chromosomen \u00e4ndert sich auch, wenn sich die Kernphase \u00e4ndert (Meiose und Karyogamie). Eukaryontische Genome haben auch einen hohen Anteil an nicht-kodierender DNA und die Intron-Exon-Struktur in ihren Genen.<\/p>\n\n

Prokaryoten<\/strong><\/h3>\n\n

In Prokaryoten liegt die DNA als langes, in sich geschlossenes Molek\u00fcl vor. Dar\u00fcber hinaus k\u00f6nnen k\u00fcrzere, ebenfalls in sich geschlossene DNA-Molek\u00fcle, sogenannte Plasmide, in variabler Anzahl vorliegen. Diese k\u00f6nnen unabh\u00e4ngig von der Haupt-DNA amplifiziert und auch \u00fcber Speziesgrenzen hinweg an andere prokaryotische Zellen (Konjugation) weitergegeben werden. Sie enthalten in der Regel nur wenige Gene, die beispielsweise eine Antibiotikaresistenz vermitteln.<\/p>\n\n

Prokaryontische Genome sind im Allgemeinen viel kleiner als eukaryotische Genome. Sie enthalten relativ kleine nichtkodierende Teile (5-20%) und auch nur wenige oder keine Introns.<\/p>\n\n

Organellen<\/strong><\/h3>\n\n

Die Genome der Mitochondrien, Plastiden und anderer Arten von Hydrogenosomen sind wie Prokaryoten organisiert. Nach der endosymbiotischen Theorie wird angenommen, dass diese Organellen fr\u00fcher als frei lebende Prokaryoten existieren. Diese „Mitogenome“ und „Plastome“ enthalten auch einen kleinen Teil der Gene, die f\u00fcr ihre eigene Funktion ben\u00f6tigt werden. Deshalb werden diese Organellen als „halbautonom“ bezeichnet.<\/p>\n\n

Viren<\/strong><\/h3>\n\n

Virale Genome sind sehr klein, da sie nur wenige Proteine enthalten. Die genetische Information ist stark verdichtet, da sich verschiedene Gene \u00fcberlappen. Einige Abschnitte k\u00f6nnen gleichzeitig auch als Gene in den Leserichtungen verschiedener Sequenzen fungieren. Das virale Genom (auch als Virom bekannt) kann<\/p>\n\n