مجموع مورثي

تعريف الجينوم

من جهة ثانية، الأكثر صعوبة هو تحديد جينومات حقيقيات النوى لأن جميع أنواع حقيقيات النوى على وجه التقريب تحتوي على كروموسومات نووية إلى جانب جزيئات دنا إضافية في الميتوكوندريون. علاوةً على ذلك، تحتوي الطحالب والنباتات على دنا خاص بالبلاستيدات الخضراء. تميز أغلب الكتب الدراسية بين الجينوم النووي وجينومات العضيات الخلوية (الميتوكوندريون والبلاستيدات الخضراء) لذلك عندما تذكر الكتب الجينوم البشري مثلًا، فإنها تشير فقط إلى المادة الجينية في النواة. هذا هو الاستخدام الأكثر شيوعًا لـ «الجينوم» في المؤلفات العلمية.

وفي هذا الصدد، تتمتع أغلب حقيقيات النوى بصيغة صبغية، ما يعني أن هناك نسختين من كل كروموسوم في النواة ولكن "الجينوم" يشير إلى نسخة واحدة فقط من كل كروموسوم. تحتوي بعض حقيقيات النوى على كروموسومات جنسية مميزة مثل الكروموسوم إكس وواي في الثدييات، بالتالي فإن تعريف الجينوم يجب أن يشمل نسختي الكروموسومات الجنسية. عند الإشارة مثلًا إلى الجينوم المرجعي القياسي في البشر، فإنه يتكون من نسخة واحدة من الصبغيات الجسمية الـ 22 إلى جانب كروموسوم إكس واحد وكروموسوم واي واحد.

في هذا الإطار، من الصعب جدًا تحديد تعريف دقيق لـ «الجينوم». يشير المصطلح عادةً إلى جزيئات الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين، دنا، (أو أحيانًا الحمض النووي الريبوزي (رنا) التي تحمل المعلومات الجينية في الكائنات الحية، ولكن من الصعب في بعض الأحيان تحديد الجزيئات التي يجب تضمينها في التعريف؛ مثلًا، تحتوي البكتيريا عادةً على جزيء واحد أو عدة جزيئات من الدنا (الكروموسومات) التي تحتوي على جميع المواد الجينية الأساسية ولكنها تحتوي كذلك على بلازميدات أصغر موجودة خارج الكروموسومات تحمل معلومات وراثية مهمة. عادةً ما يقتصر تعريف «الجينوم» المستعمل بشكل شائع في المؤلفات العلمية على جزيئات دنا الكبيرة في البكتيريا.

جينومات بدائيات النوى

إضافةً إلى ذلك، تحتوي بدائيات النوى وحقيقيات النوى على جينومات دنا. تحتوي العتائق وأغلب البكتيريا على كروموسوم دائري واحد، ومع ذلك، تحتوي بعض الأنواع البكتيرية على كروموسومات خطية أو متعددة. إذا نُسخ الحمض النووي بشكل أسرع من عملية انقسام الخلايا البكتيرية، يمكن أن توجد نسخ متعددة من الكروموسوم في الخلية الواحدة، وإذا انقسمت الخلايا بمعدل أسرع من عملية نسخ الحمض النووي، يمكن نسخ الكروموسوم عدة مرات قبل حدوث الانقسام، ما يسمح للخلايا الوليدة بوراثة جينومات كاملة وكروموسومات منسوخة جزئيًا بالفعل. تحتوي أغلب بدائيات النوى على نسبة قليلة جدًا من الدنا المكرر في جينوماتها. مع ذلك، تمتلك بعض البكتيريا التكافلية (مثل سيريشيا سيمبوتيكا) جينوم ناقص وجزء كبير من الجينات الكاذبة: فقط 40% من حمضها النووي يقوم بتشفير البروتينات.

• انظر كذلك
• علم الجينوم
• جين
• قائمة الجينات البشرية
• عائلة جينية
• مجموع أيضي
• ميتابولوميات
• جين لازم
• علم التشخيص الجزيئي
• طب دقيق
• الجينوم السعودي

ومن ناحية أخرى، تحتوي بعض أنواع البكتيريا على مادة وراثية مساعدة، التي هي كذلك جزء من جينومها، والتي توجد في البلازميدات. لهذا السبب، لا ينبغي استخدام كلمة الجينوم كمرادف للكروموسوم.

أساسيات

من جهة ثانية، ويفرق بين أجزاء على الدنا بين تتابعات قاعدية لها شفرة جينية وأخرى ليس لها شفرة جينية. وبحسب تتابع القواعد في الجينات التي لها شفرات فهي تنتج أنواعا من البروتينات في إطار التعبير الجيني. وعلاوةً على ذلك فإن أجزاء الدنا التي ليس لها شفرة معينة لإنتاج البروتين فهي لها دور في تنظيم عمل الجينات. كما توجد في الدنا ما يسمى أشباه الجينات Pseudogen: وهي تنشأ عن طريق طفرات في الجينات، قد يتحسن من خلالها النوع أو قد يبطل عمل الجين.

إضافةً إلى ذلك، أغلب الكائنات الحية تحوي الدنا نراها كـالكروموسومات تحت الميكروسكوب في أنوية الخلايا، وعلاوةً على ذلك توجد مواد جينية أخرى في الخلية خارج النواة. فنجد في حقيقيات النوى (مثل الحيوانات والنباتات والفطر والطلائعيات (بروتيستين)) متقدرات؛ وفي النبات والطحالب نجد فيها بلاستيدات وهي عبارة عن مورثة صغيرة تختص بها. كما تحوي بدائيات النوى (البكتيريا والبكتيريا القديمة جزيئات دنا قصيرة عديدة، تسمى بلازميد.

وفي السياق ذاته، إن المعلومات المسؤولة عن الوراثة والصفات الخاصة للخلايا وللأشخاص توجد مخزونة في الدنا ؛ وبصفة خاصة في تتابع القواعد النتروجينية في الدنا. تلك القواعد هي أدينين (A)، غوانين (G) وسيتوزين (C) وثيمين (T).

في هذا الإطار، وأما الرنا فهو فرع واحد وليس لولب مزدوج مثل الدنا، ففي الرنا يستعاض عن الثيمين بالـيوراسيل (U). كل ثلاثة من القواعد المتتالية تحتوي في العادة على شفرة جينية، تستطيع تكوين بروتين أو حمض أميني.

أصل المصطلح

إضافةً إلى ذلك، تم صياغة مصطلح الجينوم في عام 1920 من قبل هانس وينكلر، الذي كان أستاذًا في علم النبات في جامعة هامبورغ، ألمانيا. يقترح قاموس أكسفورد أن الاسم هو مزيج من كلمتي جين وكروموسوم. هناك بالفعل بعض الكلمات ذات الصلة التي تنتهي بلفظ «وم»، مثل بيوم (حيوم) ورايزوم (جذمور)، ما يشكل مفردات يتناسب معها الجينوم بشكل منهجي.

الجينومات الفيروسية

من جانب آخر، يمكن أن تتكون الجينومات الفيروسية إما من دنا أو رنا. يمكن أن تكون جينومات رنا الفيروسية إما رنا ذات شريط أحادي أو رنا ذات شريط مزدوج، وقد تحتوي على جزيء رنا منفصل واحد أو أكثر (جينوم أحادي أو متعدد الأجزاء). يمكن أن تحتوي جينومات دنا الفيروسية على جينوم أحادي الشريط أو جينوم مزدوج الشريط. تتكون أغلب جينومات الدنا الفيروسية من جزيء خطي أحادي من الدنا، لكن بعضها يتكون من جزيء دنا دائري.