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Genomgröße Die bezeichnet die Gesamtmenge an DNA in einer Kopie des Genoms n verschiedener Lebewesen in Basenpaaren Inha

Genomgröße

Die Genomgröße bezeichnet die Gesamtmenge an DNA in einer Kopie des Genoms.

Genomgrößen verschiedener Lebewesen (in Basenpaaren)

Eigenschaften Bearbeiten

Abstammungsbaum mit Genomgrößen
Genomgrößen und Genanzahl

Die Genomgröße wird entweder in Picogramm, Dalton oder in Megabasenpaaren (Mbp) angegeben. Ein Picogramm entspricht 978 Megabasenpaaren. Bei diploiden Genomen entspricht die Genomgröße konventionsgemäß dem C-Wert, d. h., es wird haploid betrachtet.

Das C-Wert-Paradoxon beschreibt den fehlenden linearen Zusammenhang zwischen DNA-Menge und der Komplexität eines Lebewesens bei Eukaryoten, der sich aus einer variierender Menge nichtcodierender DNA ergibt. Es gibt eine gewisse lineare Korrelation bei Bakterien, Archaeen, Viren und Organellen, nicht aber bei Eukaryoten. Weiterhin gibt es eine gewisse Korrelation mit der Zellgröße, der Zellteilungsrate, und innerhalb einzelner Taxa auch weitere Parameter. Daneben gibt es einen Zusammenhang zwischen der Genomgröße und der Chromatinkondensation. Weitere Parameter zur Beschreibung eines Genoms sind die Gendichte und der GC-Anteil. Während bei der Entwicklung des Lebens eine generelle Tendenz zur Zunahme der Genomgröße mit der Zeit auftritt, sind die Reiche unter den Tieren mit den größten Genomen die Fische mit den Lungenfischen (142 pg, entsprechend 139.000 MB) und die Amphibien mit den Salamandern (83 pg, entsprechend 81.000 MB),

Die Genomgröße in Tieren variiert um den Faktor 3.300 und bei Pflanzen um den Faktor 2.300.

Art ungefähre Genomgröße (in Mbp) ungefähre Genanzahl Gendichte (in Genen/Mbp) Anmerkungen
Porcines Circovirus-1 0,001759 2 1.137 kleinstes Genom eines autonom replizierenden Virus.
Carsonella ruddii 0,16 182 1.138 kleinstes Genom eines Lebewesens, endosymbiontisches Bakterium
Nanoarchaeum equitans 0,49 536 914 Archaee, parasitär
Mycoplasma genitalium 0,58 800 860 Bakterium
Streptococcus pneumoniae 2,2 2.300 1.060 Bakterium
Escherichia coli K12 4,6 4.400 950 Bakterium
Saccharomyces cerevisiae 12,05 6.213 516 Hefe
Schizosaccharomyces pombe 12 4.900 410 Hefe
Plasmodium falciparum 22,85 5.268 231 Erreger der Malaria
Entamoeba histolytica 23,75 9.938 418 Amöbe
Trypanosoma spp. 39,2 10.000 255 Flagellat
Tetrahymena thermophilus 125 27.000 220 Protist
Aspergillus nidulans 30,07 9.541 317 Schimmelpilz
Neurospora crassa 38,64 10.082 261 Schimmelpilz
Caenorhabditis elegans 103 20.000 190 Fadenwurm
Drosophila melanogaster 180 14.700 82 Taufliege
Locusta migratoria 5.000 Heuschrecke
Takifugu rubripes 393 22.000 56 Kugelfisch
Gallus gallus 1.050 21.500 20,5 Huhn
Homo sapiens 3.200 20.000 6,25 Mensch
Mus musculus 2.600 22.000 8,5 Hausmaus
Arabidopsis thaliana 120 26.500 220 Pflanze
Oryza sativa 466 60.256 129 Reis
Zea mays 2.200 45.000 20 Mais
Picea glauca 20.800 56.064 2,7 Fichte
Lepidosiren paradoxa 78.400 Lungenfisch
Protopterus aethiopicus 139.000 größtes tierisches Genom, Lungenfisch

Die Genomgröße wird an einer Zellkultur mit anschließender Feulgenreaktion unter einem Lichtmikroskop betrachtet und per Software ausgezählt oder per Durchflusszytometrie bestimmt.

Für kleine Genome (DNA-Viren, Einzeller) wurde im Jahr 1991 von John W. Drake ein reziproker Zusammenhang zwischen der Mutationsrate und der Genomgröße postuliert. Bei RNA-Viren ist die tendenziell noch kleinere Genomgröße ein Kompromiss zwischen der Mutationsrate und der Anzahl an Genen (Eigen-Paradoxon). Die RNA-Polymerasen von RNA-Viren besitzen keine Fehlerkorrekturfunktion (kein proof-reading), wodurch die Genomgröße begrenzt wird. Eine Ausnahme bilden die Nidovirales, die eine proof-reading-Funktion mit der Exoribonuklease ExoN aufweisen, wodurch die Genomgröße weniger begrenzt wird.

Umrechnung Bearbeiten

oder umgestellt:

Weblinks Bearbeiten

Einzelnachweise Bearbeiten

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Die Genomgrosse bezeichnet die Gesamtmenge an DNA in einer Kopie des Genoms Genomgrossen verschiedener Lebewesen in Basenpaaren Inhaltsverzeichnis 1 Eigenschaften 2 Umrechnung 3 Weblinks 4 EinzelnachweiseEigenschaften Bearbeiten nbsp Abstammungsbaum mit Genomgrossen nbsp Genomgrossen und Genanzahl 1 Die Genomgrosse wird entweder in Picogramm Dalton oder in Megabasenpaaren Mbp angegeben Ein Picogramm entspricht 978 Megabasenpaaren 2 Bei diploiden Genomen entspricht die Genomgrosse konventionsgemass dem C Wert d h es wird haploid betrachtet 3 Das C Wert Paradoxon beschreibt den fehlenden linearen Zusammenhang zwischen DNA Menge und der Komplexitat eines Lebewesens bei Eukaryoten der sich aus einer variierender Menge nichtcodierender DNA ergibt Es gibt eine gewisse lineare Korrelation bei Bakterien Archaeen Viren und Organellen nicht aber bei Eukaryoten 4 Weiterhin gibt es eine gewisse Korrelation mit der Zellgrosse der Zellteilungsrate und innerhalb einzelner Taxa auch weitere Parameter 5 6 Daneben gibt es einen Zusammenhang zwischen der Genomgrosse und der Chromatinkondensation 7 Weitere Parameter zur Beschreibung eines Genoms sind die Gendichte und der GC Anteil Wahrend bei der Entwicklung des Lebens eine generelle Tendenz zur Zunahme der Genomgrosse mit der Zeit auftritt sind die Reiche unter den Tieren mit den grossten Genomen die Fische mit den Lungenfischen 142 pg entsprechend 139 000 MB und die Amphibien mit den Salamandern 83 pg entsprechend 81 000 MB 8 Die Genomgrosse in Tieren variiert um den Faktor 3 300 und bei Pflanzen um den Faktor 2 300 9 6 Art ungefahre Genomgrosse in Mbp ungefahre Genanzahl Gendichte in Genen Mbp AnmerkungenPorcines Circovirus 1 10 0 001759 2 1 137 kleinstes Genom eines autonom replizierenden Virus Carsonella ruddii 11 0 16 182 1 138 kleinstes Genom eines Lebewesens endosymbiontisches BakteriumNanoarchaeum equitans 12 0 49 536 914 Archaee parasitarMycoplasma genitalium 13 0 58 800 860 BakteriumStreptococcus pneumoniae 13 2 2 2 300 1 060 BakteriumEscherichia coli K12 13 4 6 4 400 950 BakteriumSaccharomyces cerevisiae 14 12 05 6 213 516 HefeSchizosaccharomyces pombe 13 12 4 900 410 HefePlasmodium falciparum 14 22 85 5 268 231 Erreger der MalariaEntamoeba histolytica 14 23 75 9 938 418 AmobeTrypanosoma spp 14 39 2 10 000 255 FlagellatTetrahymena thermophilus 13 125 27 000 220 ProtistAspergillus nidulans 14 30 07 9 541 317 SchimmelpilzNeurospora crassa 14 38 64 10 082 261 SchimmelpilzCaenorhabditis elegans 13 103 20 000 190 FadenwurmDrosophila melanogaster 13 180 14 700 82 TaufliegeLocusta migratoria 13 5 000 HeuschreckeTakifugu rubripes 13 393 22 000 56 KugelfischGallus gallus 14 1 050 21 500 20 5 HuhnHomo sapiens 13 3 200 20 000 6 25 MenschMus musculus 13 2 600 22 000 8 5 HausmausArabidopsis thaliana 13 120 26 500 220 PflanzeOryza sativa 14 466 60 256 129 ReisZea mays 13 2 200 45 000 20 MaisPicea glauca 15 20 800 56 064 2 7 FichteLepidosiren paradoxa 7 78 400 LungenfischProtopterus aethiopicus 16 139 000 grosstes tierisches Genom LungenfischDie Genomgrosse wird an einer Zellkultur mit anschliessender Feulgenreaktion unter einem Lichtmikroskop betrachtet und per Software ausgezahlt 17 oder per Durchflusszytometrie bestimmt Fur kleine Genome DNA Viren Einzeller wurde im Jahr 1991 von John W Drake ein reziproker Zusammenhang zwischen der Mutationsrate und der Genomgrosse postuliert 18 Bei RNA Viren ist die tendenziell noch kleinere Genomgrosse ein Kompromiss zwischen der Mutationsrate und der Anzahl an Genen Eigen Paradoxon 19 Die RNA Polymerasen von RNA Viren besitzen keine Fehlerkorrekturfunktion kein proof reading wodurch die Genomgrosse begrenzt wird Eine Ausnahme bilden die Nidovirales die eine proof reading Funktion mit der Exoribonuklease ExoN aufweisen wodurch die Genomgrosse weniger begrenzt wird 20 Umrechnung Bearbeitenbp pg 9 78 10 8 displaystyle text bp text pg times 9 78 times 10 8 nbsp oder umgestellt 1 pg 978 Mbp displaystyle 1 text pg 978 text Mbp nbsp 2 Weblinks BearbeitenDatenbank tierischer Genomgrossen Datenbank pflanzlicher C Werte Datenbank zu Genomgrossen von PilzenEinzelnachweise Bearbeiten Eugene V Koonin The Logic of Chance The Nature and Origin of Biological Evolution FT Press 2011 ISBN 978 0 13 254249 4 a b Dolezel J Bartos J Voglmayr H Greilhuber J Bartos Voglmayr Greilhuber Nuclear DNA content and genome size of trout and human In Cytometry Part A 51 Jahrgang Nr 2 2003 S 127 128 doi 10 1002 cyto a 10013 PMID 12541287 S Ohno The Number of Genes in the Mammalian Genome and the Need for Master Regulatory Genes In Major Sex Determining Genes Monographs on Endocrinology Band 11 Springer Berlin 1979 ISBN 978 3 642 81261 3 S 17 Y Hou S Lin Distinct gene number genome size relationships for eukaryotes and non eukaryotes gene content estimation for dinoflagellate genomes In PloS one Band 4 Nummer 9 September 2009 S e6978 doi 10 1371 journal pone 0006978 PMID 19750009 PMC 2737104 freier Volltext Bennett MD Leitch IJ The Evolution of the 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