De verzameling DNA-sequenties van alle individuen van een soort, inclusief genen of allelen die specifiek zijn voor bepaalde stammen van de soort
Terwijl het metagenoom alle DNA van een hele levensgemeenschap omvat heeft de term pan-genoom een beperktere betekenis: al het DNA van één duidelijk omschreven soort of geslacht. Beide termen komen uit de microbiologie. Het metagenoom heeft vooral betekenis voor de microbiële ecologie, het pan-genoom voor de microbiële fysiologie en biotechnologie.
De term pan-genoom werd geïntroduceerd toen bleek dat het volledige genoom van een bacteriesoort niet altijd alle genen omvat die in die soort kunnen voorkomen. Sommige genen komen voor bij stammen of ecotypen die specifieke fysiologische eigenschappen hebben zoals resistenties, pathogeniteit of de productie van toxische metabolieten, eigenschappen die vaak gecodeerd zijn op plasmiden die niet bij alle stammen van de soort voorkomen. Men maakt dan onderscheid tussen het kerngenoom en het accessoire genoom, samen het pan-genoom. Voor sommige bacteriesoorten is het moeilijk aan te geven hoe groot het pan-genoom is omdat bij het uitlezen van elke nieuwe stam weer nieuwe genen gevonden worden. Zo bevat het genoom van de darmbacterie Escherichia coli normaal zo’n 5000 genen, maar in totaal zijn er meer dan 45.000 genen bekend die in E. coli kunnen voorkomen. Dit geldt ook voor melkzuurbacteriën (Lactobacillus) die zich op deze manier een groot aantal verschillende levensstijlen (elk met een specifiek koolhydraatmetabolisme) kunnen aanmeten.
Het pan-genoom-karakter van een bacterieel genoom blijkt ook uit het feit dat het chromosoom sterk conservatieve gebieden heeft die steeds dezelfde verzameling genen bevatten, naast “flexibele” gebieden met een variabele geninhoud die per stam varieert. Deze flexibele gebieden zijn vaak onderworpen aan horizontale genoverdracht.
