Геном

Геном — совокупность генов, характерных для гаплоидного (одинарного) набора хромосом определенного вида организмов. Геном также считается совокупностью наследственного материала, заключенного в клетке организма. Геном содержит биологическую информацию, которая необходима для построения и поддержания организма. У человека геном состоит из 23 пар хромосом, расположенных в ядре и ДНК митохондрий.

В отличие от прокариот, основная часть генома эукариот находится в ядре клетки, а меньшая часть — в митохондриях, хлоропластах и других пластидах. Так же, как и у прокариот, информационной макромолекулой генома эукариот является ДНК, которая неравномерно распределена по нескольким хромосомам в виде комплексов с многочисленными белками. Считается, что содержание ДНК у эукариот в расчете на одну клетку в среднем на два-три порядка выше, чем у прокариот.

Геном определяется количеством ДНК и измеряется числом пар образующих ДНК нуклеотидов или в единицах массы. В отличие от генотипа, геном представляет собой характеристику вида, а не отдельной особи. Чтобы определить число и сходство геномов у разных видов, используют геномный анализ.

Диплоидные организмы содержат два генома — отцовский и материнский. Также можно встретить виды (чаще — среди растений), у которых хромосомный набор представлен несколькими геномами. Такое явление называется полиплоидией. Полиплоидию можно вызвать искусственно. С помощью гибридизации разных видов получают организмы аллополиплоиды, в клетках которых одновременно присутствуют геномы разных видов.

Геном различается у разных групп организмов. Так, геном бактерий состоит в среднем из 106 пар нуклеотидов, грибов — из 107 пар, большинства животных и многих растений — из 109 пар. У значительной части семенных растений, а также у саламандр и некоторых рыб он достигает размера в 1010 пар нуклеотидов. Геном человека включает 22 пары аутосом (парные хромосом, одинаковые у живых мужских и женских организмов с хромосомным определением пола), две половые хромосомы Х и Y, а также митохондриальная ДНК, что в совокупности составляет примерно 3,1 млрд пар оснований.

Термин был предложен немецким биологом Гансом Винклером в 1920 году. В 2015 году завершился семилетний международный проект «1000 геномов» (The 1000 Genomes Project), цель которого — полное секвенирование, или расшифровка, геномов тысячи человек. В проекте приняло участие множество исследовательских организаций, в том числе из США, Великобритании, Дании, Германии, Финляндии, Китая, Южной Кореи, Франции и Швейцарии. Российские институты в проекте не участвовали. Основная задача проекта — обнаружить и описать более 95% генетических вариаций, которые встречаются у людей с частотой более 1%. В результате генетики полностью расшифровали геномы более чем 2,5 тыс. человек, каждый из которых состоит из 3 млрд генов.