10.2: Genomowe DNA u prokariontów

Genom większości organizmów prokariotycznych składa się z dwuniciowego DNA zorganizowanego w jeden okrągły chromosom w regionie cytoplazmy zwanym nukleoidem. Chromosom jest ciasno zwinięty lub superskręcony, co zapewnia efektywne przechowywanie. Prokariota zawierają również inne okrągłe fragmenty DNA zwane plazmidami. Te plazmidy są mniejsze niż chromosom i często przenoszą geny, które nadają funkcje adaptacyjne, takie jak oporność na antybiotyki.

Różnorodność genomowa bakterii

Chociaż genomy bakteryjne są znacznie mniejsze niż genomy eukariotyczne, różnią się znacznie pod względem wielkości i zawartości genów. Jednym z najmniejszych znanych genomów bakteryjnych jest genom Mycoplasma genitalium, patogenu przenoszonego drogą płciową, który powoduje infekcje dróg moczowych i płciowych u ludzi. Genom M. genitalium ma długość 580 076 par zasad i składa się z 559 genów (476 kodujących i 83 niekodujących). Na drugim końcu spektrum znajduje się szczególny szczep Sorangium cellulosum, bakterii żyjącej w glebie. Genom S. cellulosum jest ogromny jak na bakterię i ma długość 14 782 125 par zasad, kodując 11 599 genów.

Bakterie mogą uzyskać oporność na antybiotyki od plazmidów

Przed odkryciem antybiotyków drobne urazy mogły okazać się śmiertelne z powodu niemożności powstrzymania prostych infekcji bakteryjnych. Odkrycie penicyliny w 1928 roku zapoczątkowało erę antybiotyków, charakteryzującą się zrewolucjonizowaniem metod leczenia i wydłużeniem średniej długości życia. Jednak nadużywanie antybiotyków u ludzi i zwierząt hodowlanych spowodowało, że niektóre bakterie rozwinęły oporność na antybiotyki, co czyni je mniej skutecznymi lub nieskutecznymi. Geny oporności na antybiotyki mogą być przenoszone na plazmidach, co jest problematyczne, ponieważ wiele bakterii może wymieniać plazmidy z daleko spokrewnionymi gatunkami w procesie zwanym koniugacją bakteryjną. Oporność na antybiotyki może zatem szybko rozprzestrzeniać się w populacjach bakterii, co podkreśla pilną potrzebę opracowania nowych antybiotyków.