genòmas (angl. genome < gr. genos – kilmė), genų visuma chromosomose arba konkrečioje ląstelės struktūroje, kuriai būdinga savarankiška genetinė funkcija. Genomą turi ir nebranduolinės genetinės struktūros (mitochondrijos, chloroplastai, plazmidės). Bakterijų ir virusų genomą sudaro genų visuma vienoje, dažniausiai žiedinėje, deoksiribonukleorūgšties (DNR), virusų – gali būti ir ribonukleorūgšties (RNR), molekulėje. Genomas apibūdina rūšies genetines galimybes, o genotipas – konkretų individą. Tos pačios rūšies individų genomas skiriasi nedaug. Apskaičiuota, kad skirtumai tarp žmonių genomų yra 0,1 %.
Genomo sąvoka iš dalies yra sąlyginė. Pvz., nehibridinės kilmės diploidinis organizmas turi du chromosomų rinkinius, bet jo genomas yra vienas. Norint pabrėžti skirtumus tarp motinos ir tėvo genų diploidinio organizmo ląstelėse nurodomi motinos ir tėvo genomai. Kai kurių organizmų (tarp jų ir žmogaus), kurie dauginasi autbrydingo būdu, tėvo ir motinos genomai žymimi ypatingu būdu (genomo imprintingas). Žymimas ne visas genomas, o tik tam tikri genai. Dėl mutacijų sutrikus genomo imprintingui gimsta negyvybingi, su įvairiais defektais palikuoniai. Hibridinės organizmų rūšys gali turėti kelis genomus. Pvz., minkštieji kviečiai Triticum aestivum yra heksaploidai, turi tris genomus: A, B ir D, bet lytinėse ląstelėse chromosomos pasiskirsto taisyklingai, kaip diploido – po vieną chromosomų rinkinį su A, B ar D genomais. Šiuos kviečius kryžminant su rugiais kviečio A, B ir D vertinami kaip vienas bendras genomas.
Genomo dydis išreiškiamas bazių poromis (bp) ir labai svyruoja – nuo 5·103 bp (viruso SV 40) iki 1011 bp (Trillium genties augalo); žmogaus genomą sudaro 3,3·109 bazių porų. Genomo dydis dažniausiai proporcingas organizmo sudėtingumui (evoliucijos lygmeniui) ir genetinės informacijos kiekiui jame. Augalų ir varliagyvių genomai dideli ir jų dydžiai labai skiriasi, įvairių žinduolių genomo dydis skiriasi nedaug. Genomo dydis priklauso nuo jį sudarančių genų ir nuo nekoduojamų DNR sekų skaičiaus bei dydžio. Žmogaus koduojančios sekos sudaro tik 3 % genomo. Eukariotų genome gausu nukleotidų kartotinių sekų, kurių reikšmė siejama su organizmų prisitaikymu prie kintančios aplinkos, stresų. Gyvūnų genomo kartotinės DNR sekos sudaro apie 50 %, augalų ir varliagyvių – iki 80 %, žemesniųjų eukariotų – dažniausiai apie 20 %; prokariotai (bakterijos) kartotinių DNR sekų (išskyrus rRNR ir tRNR koduojančius genus) neturi. Eukariotų genomo dydį lemia ir pačių genų dydis. Sudėtingesnės sandaros organizmų genai didesni dėl jų netranskribuojamų reguliacinių dalių ir intronų. Pvz., grybų geno vidutinis dydis 1,5–1,6 kilobazių (1 kilobazė (kb) = 1000 b), nematodo Caenorhabditis elegans – 4,0 kb, drozofilos – 11,3 kb, žinduolių – 16,6 kilobazių.
Somatinių ląstelių genomas gali skirtis nuo zigotos, iš tėvų paveldėto genomo. Kai kuriose ląstelėse, pvz., žmogaus eritrocituose, branduolys sunyksta, išlieka tik ilgalaikiai genų veiklos produktai (mRNR). Genomas yra suderinta sistema, kurioje kiekvienas genas, nukleotidų seka turi savo vietą, o ją pakeitus kinta viso genomo ar jo dalies veikla. Vietos kaita gali būti užprogramuota (judrieji genomo elementai).
Konkrečių organizmų genomo evoliuciją pavyko nustatyti tik klonavus ir sekvenavus genus (DNR sekoskaita). 1976 sekvenuotas pirmasis viengrandžio bakteriofago ∅X174 (tik 5375 bazių porų) genomas, vėliau – kitų virusų, mitochondrijų, chloroplastų genomai, 1996 – mielių Saccharomyces serevisiae branduolio, 2000 04 – žmogaus, 2001 – pirmasis augalo Arabidopsis thaliana genomas. Organizmų tyrimams palengvinti sudaroma genomo biblioteka – klonuotų DNR fragmentų rinkinys, – kurioje telpa viso genomo DNR sekos. Genomų bibliotekoje DNR fragmentai klonuoti į bakteriofagų, plazmidžių DNR arba į dirbtines chromosomas – vektorius. Genomų ir chromosomų bibliotekos yra dviejų tipų: vienose saugomi tiesiogiai klonuoti DNR arba chromosomos fragmentai, kitose saugomos DNR kopijos (kDNR, arba cDNR), gautos sintetinant DNR nuo mRNR, naudojant atvirkštinę transkriptazę. kDNR – tai tam tikrose ląstelėse arba audiniuose veikiančių (ekspresuojamų) genų transkribuojamosios geno dalies kopijos.
Genomą molekuliniu lygiu tiria genetikos sritis – genomika. Pagal tyrimo tikslus skiriama struktūrinė genomika (apibūdina viso genomo fizinę struktūrą) ir funkcinė genomika (tiria viso genomo genų suderintą funkcionavimą; transkriptomika apibūdina transkribuojamų RNR visumą, proteomika – koduojamų baltymų visumą). Genomo terminą 1920 pasiūlė H. Winkleris (Vokietija).
3163