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基因组在分子生物学和遗传学领域，基因组是指生物体所有遗传物质的总和。这些遗传物质包括DNA或RNA（病毒RNA）。
基因组包括编码DNA和非编码DNA、线粒体DNA和叶绿体DNA。
研究基因组的科学称为基因组学。
中文名:基因组
外文名:Genome
组 成:DNA 和RNA（病毒
类 型:生物遗传
简介
在分子生物学和遗传学领域，基因组指生物体所有遗传物质的总和。这些遗传物质包括DNA或RNA（病毒RNA）。
基因组DNA包括编码DNA和非编码DNA、线粒体DNA和叶绿体DNA。
基因组这个术语由德国汉堡大学植物学教授Hans Winkler于1920年创建。
研究基因组的科学称为基因组学。
分类
病毒基因组
病毒基因组可以由RNA或DNA组成。 RNA病毒的基因组包含单链或双链RNA，也包含一种或多种单独的RNA分子。 DNA病毒基因组可以是单链或双链DNA。大多数DNA病毒基因组由单个线性DNA分子组成，但有些由DNA病毒基因组由环状DNA分子组成 [1] 。
原核基因组
原核生物和真核生物基因组由DNA组成。古细菌有一个环状染色体组成的DNA基因组 ；[2] 。大多数细菌也有一个环状染色体，然而，一些细菌物种含有线性染色体 [3] 或多个染色体。大多数原核生物基因组中不含有重复DNA ；[4] 。一些共生细菌基因组种含有高比例的假基因，例如Serratia symbiotica基因组种只有约40%的DNA编码蛋白质 [5] 。 一些细菌基因组还含有辅助遗传物质，它们在质粒中存在。为此，基因组这个词不应该用作染色体的同义词。
真核基因组
真核基因组由一条或多条线性DNA染色体组成。组成真核生物基因组的染色体的数量差异很大，杰克跳线蚂蚁和无性线虫的基因组每个只有一对染色体 ；[6] ，而蕨类物种有720对染色体 。人类细胞具有22对常染色体和1对性染色体。
除了细胞核中的染色体外，真核生物的细胞器如叶绿体和线粒体都有自己的DNA和染色体，因此，也有“线粒体基因组”和“质体基因组”的说法。与它们来源的细菌一样，线粒体和叶绿体都含有环状染色体。[7]
与原核生物不同，真核生物具有蛋白质编码基因的外显子 -内含子组织和一定数量的重复DNA。哺乳动物和植物基因组的大多数由重复DNA组成 。
编码序列
携带合成蛋白质遗传信息的DNA序列是编码序列。不同物种中编码序列占基因组的比例差异很大。较大的基因组不一定含有更多的基因，并且复杂真核生物中非重复DNA的比例随着基因组大小的增加而减少 。简单的真核生物如秀丽隐杆线虫和果蝇中，编码DNA比例高于重复DNA ，而更复杂真核生物基因组则往往主要由重复DNA组成。一些植物和两栖动物基因组中重复DNA的比例超过80% 。同样，人类基因组中只有2%编码DNA。
非编码序列
非编码序列包括内含子，非编码RNA的序列，调控DNA和重复DNA。人类基因组的98%属于非编码序列。基因组的重复DNA有串联重复序列和分散重复序列 ；[8] 。
转座子
转座子（TEs）是具有特定结构的DNA序列，它们可以在基因组中跳动，位置不固定 [[9] 。I类TE通过复制和粘贴机制跳动位置，II类TE从基因组中切除并插入新位置。
TE的运动是真核生物基因组进化的驱动力，因为它们的插入可以破坏基因功能，TE之间的同源重组可以导致基因的复制，TE还可以将外显子和调节序列改组到新的位置 ；[10] 。
反转录转座子
反转录转座子可以转录成RNA，然后在另一个位点被复制到基因组中 ；[11] 。反转录转座子可分为长末端重复序列（LTR）和非长终端重复序列（非LTR）两大类反转录转座子 。
基因组大小
基因组大小是一个拷贝的单倍体基因组中DNA碱基对的总数。
基因组大小与原核生物和低等真核生物的形态复杂性呈正相关 。然而，在软体动物和上述所有其它高等真核生物之后，这种相关性已不再存在 ，主要是因为重复DNA的缘故。
基因组改变
生物体所有细胞都源自同一个单细胞，因此它们应该具有相同的基因组。但是，在某些情况下，细胞间会出现差异。细胞分裂期间的DNA复制和环境诱变剂的作用都可导致体细胞发生突变。在某些情况下，这种突变会导致癌症，因为它们会导致细胞更快地分裂并侵入周围组织。 在减数分裂期间，二倍体细胞分裂两次以产生单倍体生殖细胞。在此过程中，重组导致遗传物质从同源染色体重新洗牌，因此每个配子具有独特的基因组。
基因组进化
基因组不仅仅是生物体基因的总和，基因组还含有其它可以考虑特定基因及其产物的特征。
复制在基因组的塑造过程中起了重要作用。复制的范围包括短串联重复序列的延伸、基因簇的复制、整个染色体甚至整个基因组的复制。这种复制可能是创造遗传新性状的基础。
视频
人类基因组的奥秘
参考文献
- ↑ | The University of Texas Medical Branch at Galve
- ↑ [Samson, R.Y., Bell, S.D ．Archaeal chromosome biology：Journal of Molecular Microbiology and Biotechnology ，2014：24 (5–6), 420–427. doi:10.1159/000368854]
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- ↑ [Koonin, E.V., Wolf, Y.I．Constraints and plasticity in genome and molecular-phenome evolution：Nature Reviews Genetics，2010：11 (7), 487–98. doi:10.1038/nrg2810]
- ↑ [Land, M., Hauser, L., Jun, S.R., Nookaew, I., Leuze, M.R., Ahn, T.H., Karpinets, T., Lund, O., Kora, G., Wassenaar, T., Poudel, S., Ussery, D.W．Insights from 20 years of bacterial genome sequencing ：Functional & Integrative Genomics，2015：15 (2)，141–161. doi:10.1007/s10142-015-0433-4.]
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