Genome sind der Code des Lebens – der molekulare Bauplan, aus dem jeder lebende Organismus besteht. Das menschliche Genom, das in der DNA im Zellkern codiert gefunden wird, enthält etwa 3 Milliarden Aminosäure-Basenpaare und 20,000 bis 25,000 proteincodierende Gene. Dies ist relativ typisch für einen Metazoen-Organismus. Die Genomgröße korreliert nicht direkt mit der Komplexität des Organismus, aber abstrakt, insbesondere beim Vergleich der Genomlängen zwischen mehrzelligen und einzelligen Organismen. Parasiten haben die kleinsten Genome aller vielzelligen Organismen, nachdem sie einen Prozess durchlaufen haben, der als genetische Optimierung bekannt ist.
Einige Organismen haben wirklich winzige Genome, die kleinsten bisher entdeckten Genome. Ab 2011 war das kleinste gemeldete Genom, das außerhalb einer Organelle gefunden wurde, das Tremblaya-Genom, das nur 121 Gene hat und in einem Bakterium gefunden wird, das in Wollläuse gefunden wird. Andere extrem kleine Genome sind Candidatus Carsonella rudii, auch bekannt als C. rudii, mit nur 159,662 Basenpaaren und ungefähr 182 Genen. Dieses Bakterium kommt in saftsaugenden Insekten vor, die als springende Pflanzenläuse bezeichnet werden. Ein Endosymbiont, C. rudii, lebt in spezialisierten Organen innerhalb des Insekts, die als Bakteriome bezeichnet werden. Sie haben eine für beide Seiten vorteilhafte Beziehung, wobei der Körper des Insekts die Bakterien mit Nährstoffen und Schutz versorgt und die Bakterien den Insekten Vitamine und Aminosäuren geben.
Das zweitkleinste nicht-virale Genom wird in Nanoarchaeum equitaans gefunden, einer thermophilen Archaea, die zwischen hydrothermalen Quellen auf dem Boden des Atlantischen Ozeans rund um den Mittelatlantischen Rücken gefunden wird. N. equitaans ist ein sehr ungewöhnlicher Organismus, dem bestimmte Stoffwechselwege fehlen, die in praktisch jedem anderen Lebewesen vorkommen, und der in der Domäne Archaea einen eigenen Stamm erhält. Sein Genom ist 490,885 Basenpaare lang. Dies ist eines der kleinsten Genome aller Lebewesen. Wie C. rudii ist N. equitaans obligatorischer Symbiont eines anderen Organismus, in diesem Fall des Archeon Ignicoccus, von dem er viele lebenswichtige Biomoleküle erhält.
Von allen zuvor erwähnten kleinsten Genomen war der genomtragende Organismus ein obligatorischer Symbiont eines anderen. Aber das kleinste Genom eines frei lebenden Organismus findet sich in dem Bakterium Mycoplasma genitalium, das auf den Atemwegen und Genitalien von Primaten wie dem Menschen vorkommt. Dieses Bakterium wurde erstmals 1980 aus Harnröhrenproben von zwei männlichen Farben mit Harnröhrenentzündung isoliert. Nach der Entdeckung von C. rudii im Jahr 2002 gilt M. gentalium als erstes unter den kleinsten Genomen und hat nur 582,970 Basenpaare und 482 proteinkodierende Gene. M. genitalium wurde als Modell für das Minimal Genome Project verwendet, das darauf abzielt, ein Bakterium mit dem minimalen Genom zu schaffen, das für die Erhaltung des Lebens erforderlich ist.