Deinococcus radiodurans odolává ionizujícímu záření" /> Proč Deinococcus radiodurans odolává ionizujícímu záření - Časopis Vesmír

Aktuální číslo:

2018/6

Téma měsíce:

Komunikace

Proč Deinococcus radiodurans odolává ionizujícímu záření

 |  5. 3. 2003
 |  Vesmír 82, 176, 2003/3

Pozornost již dlouho poutá bakterie Proč Deinococcus radiodurans odolává ionizujícímu záření, která (jak ukazuje druhový název) vyniká mimořádnou odolností k ionizujícímu, např. rentgenovému záření. Přežívá dávku až 15 000 Gy, zatímco běžně k usmrcení bakterie stačí 10 Gy. Dosud přitom nebyly prokázány žádné zvláštní genetické ani fyziologické vlastnosti, které by zmíněnou odolnost vysvětlovaly. Dlouho se předpokládalo, že má D. radiodurans k dispozici systémy, které dokážou poškozenou molekulu DNA opravit. Zatím se to nepotvrdilo, i když byl již publikován celý genom D. radiodurans. Většina opravných systémů funguje jen tehdy, jestliže jeden řetězec dvoušroubovice DNA zůstane v určitém místě nepoškozen a pro opravu téhož místa na druhém řetězci poslouží jako matrice. Při vysokých dávkách ionizujícího záření je molekula DNA rozlámána na stovky úseků. Zlomy mnohde postihují oba řetězce v tomtéž místě, a proto chybí matrice – fragmenty většinou ani nemohou být správně pospojovány.

Teprve letos začátkem roku publikovali badatelé z Weizmannova ústavu v Izraeli výsledky, které by mohly vysokou odolnost D. radiodurans vysvětlit. Zjistilo se, že tato bakterie má zvláštní strukturu buněk, které jsou složeny ze čtyř oddílů neúplně oddělených přepážkami plazmatické membrány. Každý oddíl má svůj vlastní nukleoid, tedy svoji molekulu DNA, která je uzavřena do kružnice a nese úplnou genetickou informaci. Jak ukázaly snímky z elektronového mikroskopu, v rozptýlené podobě je DNA jen v jednom nebo dvou oddílech, které zřejmě zajišťují životní funkce celé buňky. Ve zbývajících dvou oddílech je DNA naopak silně kondenzována do zvláštní prstencové (toroidální) struktury. Po silném ozáření zůstávají tyto prstence asi hodinu beze změny, pak se zvolna otvírají do podoby písmene S, přesouvají se k otvorům spojujícím sousední oddíly, a nakonec splynou dva nukleoidy z těchto oddílů v jeden. Po delší době se dělením nukleoidů a celých buněk obnoví původní struktura ze čtyř oddílů s vlastní DNA, a životaschopnost bakterií zůstane zachována.

Autoři studie předpokládají, že v prstencové struktuře jsou molekuly DNA velmi hustě paralelně uspořádány. Když se po silném ozáření obě vlákna zlámou a vzniknou stovky oddělených fragmentů, zabrání prstencová struktura posunu ulomených konců. Fragmenty pak mohou být reparačními mechanizmy spojeny v původním pořadí, aniž vznikne větší počet mutací. Tato fáze trvá asi hodinu. Potom se DNA uvolní a spojí se vždy dva nukleoidy, tudíž je genetická informace dvojnásobná. Pak snad působí další opravné mechanizmy, které pracují na základě porovnávání dvou identických molekul DNA. Hypotéza samozřejmě vyžaduje další experimenty a pozorování, přinejmenším však povzbudí výzkum studia odolnosti buněk k ionizujícímu záření včetně záření radioaktivního. (Science 299, 254, 2003)

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Bakteriologie
RUBRIKA: Aktuality

O autorovi

Jiří Kunert

Doc. RNDr. Jiří Kunert, DrSc., (*1938) vystudoval biologii a chemii na Přírodovědecké fakultě MU v Brně. Na Ústavu biologie LF UP vyučuje obecnou biologii, dále se zabývá lékařskou mykologií, fyziologií a biochemií hub.

Doporučujeme

Neandrtálský mozek ze zkumavky

Neandrtálský mozek ze zkumavky

Jaroslav Petr  |  24. 6. 2018
Vědci vypěstovali v laboratoři miniaturní shluky lidských buněk mozkové tkáně, tzv. organoidy. Ty měly DNA upravenou tak, aby napodobovala DNA...
Tajná služba hlásí

Tajná služba hlásí

Tereza Petrusková  |  4. 6. 2018
Nepochybně i teď, kdy čtete tyto řádky, někdo ve vaší blízkosti odposlouchává. Nemusí to být nutně policie, podezřívající vás z organizovaného...
Neznámá tvář molekul života

Neznámá tvář molekul života

Ondřej Vrtiška  |  4. 6. 2018
Vztah nukleových kyselin a proteinů je podle středoškolských učebnic poměrně prostý. DNA nese dědičnou informaci, RNA je její poslíček a proteiny...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

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

 

Objednat předplatné