Warum unterscheidet sich die Genomgröße bei verschiedenen Organismen?

Die Genomgröße unterscheidet sich in verschiedenen Organismen aus Gründen, die der modernen Wissenschaft nicht vollständig bekannt sind. Die Genomgröße korreliert in vielen Fällen lose mit der Komplexität, aber es gibt zahlreiche bemerkenswerte Ausnahmen. Bestimmte Bakterien und viele Pflanzenarten haben beispielsweise größere Genome als der Mensch. Ein häufig synonym mit Genomgröße verwendeter Begriff ist „C-Wert“. Dies ist eine Abkürzung für das Wort „Konstante“, ein Hinweis darauf, dass die Genomgröße zwischen Individuen derselben Art ungefähr konstant ist. Die Frage, warum bestimmte einfache Organismen große Genome haben, wird in der Biologie als „C-Wert-Rätsel“ bezeichnet.

Die Entdeckung von „Junk-DNA“ oder nicht-kodierender DNA in den frühen 1970er Jahren löste das C-Wert-Rätsel teilweise. Junk-DNA kodiert nicht für Proteine, und obwohl es neuere Beweise dafür gibt, dass sie das Ein- und Ausschalten von Genen regulieren kann, trägt sie nicht annähernd so viel zur biologischen Komplexität bei wie der Teil der DNA, der die tatsächlichen Gene enthält. Wenn Sie Junk-DNA berücksichtigen, korreliert die Anzahl der Gene in einem Organismus ungefähr mit dem, was wir intuitiv als biologische Komplexität bezeichnen würden.

Die einfachste Antwort auf die Frage nach dem Zusammenhang zwischen Genomgröße und Organismustyp ist, dass es keinen Zusammenhang gibt. Die Genomgrößen variieren stark sogar innerhalb derselben Organismenkategorie; zum Beispiel gibt es bei Tieren eine Varianz um den Faktor 3,300, bei Landpflanzen um den Faktor 1,000 und bei Protisten sogar um den Faktor 300,000.

Die Genomgröße wird auf zwei Arten gemessen: nach Gewicht, in Pikogrammen und nach Basenpaaren, in Millionen von Basen oder Megabasen. Das menschliche Genom enthält etwa 3,000 Megabasen, aber nur 1.5 % des Genoms kodieren tatsächlich für echte Gene. Das Genom eines Huhns enthält etwa 1,300 Megabasen. Eine Muschel hat etwa 3,200, ebenso wie Mäuse. Einige Frösche takten mit 6,500 Megabasen, mehr als doppelt so groß wie das menschliche Genom. ein Marienkäfer hat etwa 300 Megabasen. Es ist unmöglich, die Genomgröße eines Organismus durch bloßes Hinsehen zu erraten, es sei denn, Sie kennen die Antwort bereits.