Aktuální číslo:

2017/12

Téma měsíce:

Kontakty

Konec genetiky?

aneb Co najdeme a co nenajdeme v genomech
 |  5. 8. 2000
 |  Vesmír 79, 430, 2000/8

Při vší rozmanitosti, kterou najdeme mezi pěti a půl miliardami lidí celého světa s veškerou jejich tvořivostí i všemi rozpory, vzniká a funguje soustrojí každé lidské mysli i těla s méně než 100 000 druhy bílkovinných molekul. [...] V hmotném smyslu je tedy veškerá rafinovanost našeho druhu (všechno umění i věda) v posledku odvozena z překvapivě malého počtu diskrétních genetických instrukcí. Ještě překvapivější je, že rozdíly mezi dvěma nepříbuznými jedinci, mezi naším sousedem a Mozartem, mohou být odrazem pouhé hrstky rozdílů v jejich genomových návodech - snad jednoho pozměněného slova z pěti set.

To know ourselves, anonymní brožura U. S. Department of Energy

o lidském genomovém projektu (1996)


Můžeme ze znalosti úplné sekvence genomu vypočítat systémové chování biologického organizmu? [...] Podle tradičního pohledu je genom plánem života, který obsahuje veškeré informace nezbytné pro vytvoření biologického organizmu. Pokud vyměníme jádro, dostaneme klon; mohli bychom tomu říkat Dollin klonovací princip. Myslím si však, že lze zastávat alternativní názor, kde genom je skladištěm součástek, stavebních kamenů života, a všechny regulační signály v genomu jsou jednoduše čárkové kódy, podle nichž se ze skladiště fasuje.

Minoru Kanehisa (1997)

Od chvíle, kdy bylo v pondělí 26. června t. r. s velikou slávou světové veřejnosti oznámeno sestavení téměř kompletní nukleotidové sekvence lidského genomu, nemůžeme předstírat, že jsme ještě nepostřehli, jak lidstvo oběma nohama překročilo práh postgenomové éry. (Přímo „od zdroje“ si toto oznámení můžete přečíst na www.celera.com/.) Ti, kdo sledují i trochu specializovanější zdroje, než je televizní zpravodajství, ovšem vědí, že postgenomová éra začala už před 5 lety, když byl přečten genom bakterie Haemophilus influenzae, a po něm brzo následovaly další (viz Vesmír 75, 128, 1996/3). K bakteriím se záhy přidružila i archea a eukaryonta, takže dneska máme v databázích kompletní genomy všech tří říší (Vesmír 75, 685, 1996/12; Vesmír 76, 163, 1997/3; Vesmír 78, 195, 1999/4). Ten lidský lze možná vnímat jako třešničku na vrcholku dortu - aniž bych snižovala dalekosáhlé důsledky pro lékařskou diagnostiku, kriminalistickou praxi či popularizaci vědy (v dobrém i ve zlém). Troufám si ale pochybovat, že právě znalost našeho vlastního genomu významně přispěje k obecnému pochopení zásadní biologické otázky, jak se z neživých molekul dělá živé tělo. Zajímá-li nás právě tohle, a právě u savců, budeme si muset počkat, až Craig Venter osekvencuje ještě genom myši, na které se aspoň dá experimentovat. Pokud ale netrpíme přemrštěným mamaliocentrizmem, mohli bychom se už teď porozhlédnout po dokončených či nedokončených genomech jiných tvorů, které trpělivě čekají v databázích, až je někdo pořádně analyzuje.

Skutečně tenhle nápad řada lidí dostala. Výsledky takových analýz vedou nezřídka k zarážejícímu zjištění, že genomy rozmanitých tvorů jsou si podobnější než jejich „majitelé“ či - jak by možná řekl přesvědčený vyznavač teorie sobeckého genu - „hostitelé“. Nedosti na tom, že člověk, kvasinka a octomilka sdílejí homologní geny pro proteiny zajišťující základní buněčné funkce, jako je replikace DNA nebo apoptóza (viz aktualitu M. Ondřeje, Vesmír 79, 426, 2000/8). I celé genomy jsou si podobně blízké. Genomy různých trav lze po částech srovnat do kolineární kruhové mapy (G. Moore se spolupracovníky, Current Biology 5, 737, 1995) a rozsáhlé úseky lidských chromozomů jsou přímými homology úseků chromozomů myši. Podle údajů japonské skupiny věnující se sekvencování genomu lidoopů v rámci „projektu Silver“ (Ag - ape genome; http://sayer. lab.nig.ac.jp/~silver/) nás od šimpanzů dělí pouhých 1,4 % rozdílů v nukleotidových sekvencích, přičemž zhruba polovina může připadat na vrub individuální variability, ať už lidské či lidoopí. A dokonce při trošce úsilí můžeme i v genomu huseníčku vypátrat geny, jejichž blízce příbuzný u myši odpovídá za počet prstů, jak se stalo v případě genů pro forminy - proteiny, jejichž bezprostřední funkce zřejmě souvisí s organizací cytoskeletu (Cvrčková, GenomeBiology 1, research001-007, 2000). Nejpřekvapivějším důsledkem lavinovitého nárůstu databází genomových sekvencí může být konstatování, že tráva a kráva se od sebe liší jen o nějaké to písmenko.

Sice pořád ještě můžeme předpokládat - nebo už jenom doufat? - že najdeme onu příslovečnou mutaci, díky které jsme začali mluvit nebo díky které se šimpanzi rozhodli zůstat zticha, ale vnucuje se myšlenka, že by všechno mohlo být i jinak. Že je legitimní ptát se, zda genom obsahuje veškerou informaci potřebnou pro konstrukci živého těla, anebo zda je nějaká zásadní informace také „někde jinde“, a pokud ano, tak kde. Jedním z vážně braných kandidátů je síť vztahů mezi malými i velkými molekulami a nadmolekulárními strukturami. Tělo by mohlo být samo sobě návodem, plánem a výkonným orgánem, a genom „pouhým“ zdrojem stavebních součástek, které - podobně jako cihly či typizované šrouby - samy o sobě nenesou informaci o svém konečném užití. Na tomto základě se skupina M. Kanehisy v Kjótu pustila do úctyhodného úkolu - katalogizace všech známých mezimolekulárních interakcí v bakteriální a kvasinkové buňce (blíže viz www.genome.ad.jp/kegg/). Je předčasné uvažovat, zda tyto údaje budou stačit pro kompletní modelování struktury a chování živých buněk, anebo zda bude opět část nezbytné informace někde jinde, třeba v počátečních podmínkách odrážejících historickou paměť systému, nedostupnou experimentálnímu studiu.

Jak je vidět, stanovením nukleotidové sekvence jednoho či několika genomů (byť by mezi nimi už byl i ten náš) se v žádném případě nepřiblížil onen okamžik, v nějž jedni doufají, druzí se jej obávají a třetí (mezi něž se počítám) v něj nevěří - totiž chvíle, kdy genetikové nebudou mít na čem bádat. Namísto „konce genetiky“ se nám otevřel nový a netušený svět, do nějž zatím jen nesměle nahlíží rodící se nový biologický obor - genomika.

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Genetika

O autorovi

Fatima Cvrčková

Doc. RNDr. Fatima Cvrčková, Dr. rer. nat., Dr., (*1966) vystudovala molekulární biologii a genetiku na Přírodovědecké fakultě UK, kde získala první experimentální zkušenosti v laboratoři Vladimíra Vondrejse, a genetiku na univerzitě ve Vídni. V současnosti se na Přírodovědecké fakultě Univerzity Karlovy zabývá buněčnou a molekulární biologií rostlin.
Cvrčková Fatima

Doporučujeme

Tajemná „Boží země“ Punt

Tajemná „Boží země“ Punt uzamčeno

Břetislav Vachala  |  4. 12. 2017
Mnoho vzácného zboží starověkého Egypta pocházelo z tajemného Puntu, kam Egypťané pořádali časté obchodní výpravy. Odkud jejich expedice...
Hmyz jako dokonalý létací stroj

Hmyz jako dokonalý létací stroj

Rudolf Dvořák  |  4. 12. 2017
Hmyz patří k nejdokonalejším a nejstarším letcům naší planety. Jeho letové schopnosti se vyvíjely přes 300 milionů let a předčí dovednosti všech...
Hranice svobody

Hranice svobody uzamčeno

Stefan Segi  |  4. 12. 2017
Podle listiny základních práv a svobod, která je integrovaná i v Ústavě ČR, jsou „svoboda projevu a právo na informace zaručeny“ a „cenzura je...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné