I genomi sono il codice della vita, il progetto molecolare che costruisce ogni organismo vivente. Trovato codificato nel DNA nel nucleo della cellula, il genoma umano ha circa 3 miliardi di coppie di basi di amminoacidi e 20,000-25,000 geni codificanti proteine. Questo è relativamente tipico con un organismo metazoo. La dimensione del genoma non è direttamente correlata alla complessità dell’organismo, ma lo fa in modo astratto, specialmente quando si confrontano le lunghezze del genoma tra organismi multicellulari e unicellulari. I parassiti hanno i genomi più piccoli di qualsiasi organismo multicellulare, avendo subito un processo noto come razionalizzazione genetica.
Alcuni organismi hanno genomi veramente minuscoli, i genomi più piccoli mai scoperti. A partire dal 2011, il genoma più piccolo segnalato trovato al di fuori di un organello era il genoma di Tremblaya, che ha solo 121 geni e si trova in un batterio trovato nelle cocciniglie. Altri genomi estremamente piccoli includono Candidatus Carsonella rudii, noto anche come C. rudii, a sole 159,662 coppie di basi, con circa 182 geni. Questo batterio si trova negli insetti succhiatori di linfa chiamati pidocchi delle piante saltanti. Un endosimbionte, C. rudii vive in organi specializzati all’interno dell’insetto chiamati batteriomi. Hanno una relazione reciprocamente vantaggiosa, con il corpo dell’insetto che fornisce ai batteri nutrienti e riparo e i batteri che danno all’insetto vitamine e amminoacidi.
Il secondo genoma non virale più piccolo si trova in Nanoarchaeum equitaans, un archaea termofilo trovato tra le bocche idrotermali sul fondo dell’Oceano Atlantico, intorno alla dorsale medio-atlantica. N. equitaans è un organismo molto insolito, privo di determinate vie metaboliche che si trovano praticamente in ogni altro essere vivente e dotato di un proprio phylum nel dominio Archaea. Il suo genoma è lungo 490,885 paia di basi. Questo è uno dei genomi più piccoli di qualsiasi essere vivente. Come C. rudii, N. equitaans è un simbionte obbligato di un altro organismo, in questo caso l’archeon Ignicoccus, dal quale ricava molte biomolecole essenziali.
Di tutti i genomi più piccoli menzionati in precedenza, l’organismo portatore del genoma era un simbionte obbligato di un altro. Ma il genoma più piccolo di qualsiasi organismo a vita libera si trova nel batterio Mycoplasma genitalium, che si trova sulle vie respiratorie e sui genitali dei primati, come gli umani. Questo batterio è stato isolato per la prima volta nel 1980 da campioni uretrali di due pitture maschili con infiammazione dell’uretra. Considerato il primo tra i genomi più piccoli alla scoperta di C. rudii nel 2002, M. gentalium ha solo 582,970 paia di basi e 482 geni codificanti proteine. M. genitalium è stato utilizzato come modello per il Minimal Genome Project, che cerca di creare un batterio con il genoma minimo necessario per sostenere la vita.