Genomverlusten

Genomverlusten bezeichnet in der Biologie den Prozess, bei dem Organismen im Verlauf der Evolution Teile ihres Genoms verlieren. Dies kann zu einer Reduktion der Genomgröße führen, ohne dass neue Funktionen hinzukommen. Der Verlust kann gezielt durch Selektion begünstigt sein, wenn entbehrte Gene Kosten verursachen oder redundante Pfade überflüssig werden. Gleichzeitig können DNA-Abschnitte durch zufällige Mutationen deletionen, und nicht funktionale Gene können in Pseudogene überführt und schließlich entfernt werden. Ein weiterer Mechanismus ist die endosymbiontische Genübertragung, bei der Gene von einem Organismus auf den Wirt verlagert werden und so funktional außerhalb des ursprünglichen Genoms weiterbestehen.

Kontext und Ursachen

Genomverlust steht im Zusammenhang mit reductiver Evolution und tritt besonders häufig bei obligat intrazellulären Endosymbionten sowie bei Organellen wie Mitochondrien und Plastiden auf. In solchen Lebensformen ist der parasiteske Lebensstil oft mit einem engen Abhängigkeitverhältnis zum Wirt verbunden, wodurch nicht mehr alle ursprünglichen Gene benötigt werden. Über viele Generationen hinweg geht die Genomgröße durch Delektionen und den Wegfall redundanter Gene zurück.

Beispiele und Auswirkungen

Beispiele umfassen endosymbiontische Bakterien wie Buchnera, die erhebliche Genomreduktionen zeigen, sowie Mitochondrien- und Plastidengenomstrukturen in vielen Eukaryoten. Genomverlust kann die metabolische Autonomie verringern und Abhängigkeiten vom Wirt verstärken, erleichtert aber auch die zelluläre Kompaktheit und Reproduktionsgeschwindigkeit. Allerdings kann zu starker Reduktion die Anpassungsfähigkeit einschränken.

Siehe auch: Genomreduktion, Pseudogenisierung, Endosymbiose.