Genomprojekt, Sammelbezeichnung für Projekte zur vollständigen Sequenzierung und Analyse der Genome von Mensch, Hefe und anderen Organismen. Tab. 1 zeigt die geschätzte Genomgröße verschiedener Organismen. Bis August 1998 war für 15 Mikroorganismen die Sequenzierung des gesamten Genoms abgeschlossen (Tab.2).
Caenorhabditis elegans diente dabei als Modellorganismus für die geplante vollständige Sequenzierung des menschlichen Genoms. Dieses Mitte der 80er Jahre initiierte große amerikanische Sequenzierprojekt, mit dem das Erbgut des Menschen entschlüsselt werden soll, wird als Humangenomprojekt bezeichnet. Bis Oktober 1998 wurden von Wissenschaftlern weltweit in der Datenbank GenBank (Tab. 3) über 175 × 10⁶ Nucleotide von Human-DNA-Sequenzen veröffentlicht (das entspricht ungefähr 5% der Gesamtsequenz). Zum gleichen Zeitpunkt waren – basierend auf YACs (künstliche Hefechromosomen) – 30.181 menschliche Gene kartiert. Dies entspricht ungefähr der Hälfte aller menschlichen Gene, deren Anzahl auf 60.000-80.000 geschätzt wird. In den ersten Jahren des Projekts konzentrierten sich die Bemühungen auf die Entwicklung neuer, schnellerer und kosteneffizienterer Sequenzierungs- und Kartierungsmethoden. Dies ist z. B. mit der Einführung der YACs und neuerdings der BACs (künstliche Bakterienchromosomen) sowie von Nucleotidchips gelungen, so dass zur Zeit die Hoffnung besteht, dass das Humangenom sogar schon im Jahr 2003 -zwei Jahre früher als geplant – vollständig sequenziert und kartiert ist und die Budgetvorgaben eingehalten werden.
Die Probleme bei der Sequenzierung des Humangenoms bestehen vor allem darin, dass 96% der menschlichen genomischen DNA nicht aus Genen, sondern aus nichtcodierenden DNA-Sequenzen bestehen. Weiter wird die Ermittlung der Basensequenz der Gene kompliziert durch die Fragmentierung ihrer DNA in codierende Exons und nichtcodierende Introns. Im Zuge der Sequenzierung des bisher umfangreichsten Genoms (von Caenorhabditis elegans) hat man herausgefunden, dass sich für 92% der Introns die Exon/Intron-Grenzen voraussagen lassen. Geht man aber davon aus, dass ein durchschnittliches Gen von C.elegans aus fünf Exons besteht, dann sinkt die Wahrscheinlichkeit für eine korrekte Vorhersage aller fünf Exons auf 65,9%. Bei weiterer Berücksichtigung der Tatsache, dass die Termini nur zu 70 % ausgehend von den Basensequenzen der DNA nachweisbar sind, so lassen sich letztlich für C. elegans nur etwa 46% aller Gene korrekt vorhersagen. Für das menschliche Genom führen diese Betrachtungen bei Berücksichtigung des weitaus höheren Anteils nichtcodierender Sequenzen (C. elegans: 73%; Mensch: 96%) zu der Schlussforderung, dass eine Vorhersagbarkeit von 100 % nicht zu erreichen ist. Darüber hinaus zeigt die Existenz von unterschiedlich gespleißten mRNAs, dass eine eindeutige Identifizierung von Introns und Exons selbst im zellulären Bereich nicht möglich ist.
Tab. 1. Genomprojekt. Die Genomgröße verschiedener Organismen im Vergleich.