Genomisch DNA in Prokaryoten

Het genoom van de meeste prokaryote organismen bestaat uit dubbelstrengs DNA dat is georganiseerd in één circulair chromosoom in een gebied van het cytoplasma dat de nucleoïde wordt genoemd. Het chromosoom is strak opgerold voor efficiënte opslag. Prokaryoten bevatten ook andere ronde stukjes DNA die plasmiden worden genoemd. Deze plasmiden zijn kleiner dan het chromosoom en dragen vaak genen die adaptieve functies verlenen, zoals antibioticaresistentie.

Genomische diversiteit in bacteriën

Hoewel bacteriële genomen veel kleiner zijn dan eukaryote genomen, variëren ze aanzienlijk in grootte en gengehalte. Een van de kleinste bekende bacteriële genomen is die van Mycoplasma genitalium , een seksueel overdraagbare ziekteverwekker die bij menseninfecties aan de urinewegen en het geslachtskanaal kunnen veroorzaken. Het M. genitalium- genoom is 580.076 basenparen lang en bestaat uit 559 (476 coderende en 83 niet-coderende) genen. Aan de andere kant van het spectrum ligt een bepaalde stam van Sorangium cellulosum, een grondbewonende bacterie. Het genoom van S. cellulosum is 14.782.125 basenparen lang, wat enorm is voor een bacterie, en codeert 11.599 genen.

Bacteriën kunnen antibioticaresistentie krijgen door plasmiden

Vóór de ontdekking van antibiotica konden kleine verwondingen dodelijk worden, omdat het onmogelijk was om eenvoudige bacteriële infecties te stoppen. De ontdekking van penicilline in 1928 luidde het antibioticumtijdperk in, dat werd gekenmerkt door een revolutie in medische behandelingen en een langere levensverwachting. Het overmatig gebruik van antibiotica bij mensen en landbouwhuisdieren heeft er echter voor gezorgd dat sommige bacteriën resistent zijn geworden tegen antibiotica, waardoor ze minder effectief worden. Antibioticumresistentiegenen kunnen worden gedragen op plasmiden, wat problematisch is omdat veel bacteriën plasmiden kunnen uitwisselen met ver verwante soorten via een proces dat bacteriële conjugatie wordt genoemd. Antibioticaresistentie kan zich daarom snel verspreiden onder bacteriële populaties. Het is daarom van het hoogste belang om nieuwe antibiotica te ontwikkelen.