Aktuální číslo:

2020/7

Téma měsíce:

Klimatické změny

DNA z latimerie v člověku

Živá fosilní sekvence nástrojem evoluce
 |  13. 7. 2006
 |  Vesmír 85, 389, 2006/7

Trvalo téměř 60 let, než se potvrdila prorocká slova Barbary McClintockové, která při objevení pohyblivých elementů DNA v roce 1950 předpověděla jejich regulační funkci pro vyjádření (expresi) genů a dala jim název kontrolní elementy (viz Vesmír 79, 273, 2000/5). 1) Po osekvencování řady genomů již víme, že tyto části, donedávna nelichotivě označované jako „odpadní“, „zbytečná“ či „nesmyslná“ DNA, jsou ve skutečnosti důležitou součástí genomu.

V lidském genomu zaujímají sekvence kódující protein jen malou část (2–3 %). Při analýze nekódujících sekvencí lidského genomu i genomů jiných obratlovců se našlo v DNA více než 5 % úseků vysoce konzervativních, tj. majících u různých druhů organizmů identické sekvence. To je ovšem mnohem více, než lze očekávat v procesu neutrální evoluce (řízené jen genetickým posunem). Gill Bejerano z Kalifornské univerzity v Santa Cruz a jeho kolegové našli konzervativní nekódující element DNA o délce asi 200 párů bází (Science 304, 1321–1325, 2004) naprosto shodný u člověka a myši. Ještě víc je ale překvapilo, že téměř shodný úsek našli i v genomu latimerie, lalokoploutvé ryby považované za živou fosilii (její předkové žili v siluru, tj. před více než 400 miliony let).

Kdyby tato oblast DNA neměla žádnou funkci a nebyla pod selekčním tlakem, již dávno se v ní nahromadilo tolik mutací, že by dnes nebyla rozpoznatelná. Když uvážíme, že se množství kopií tohoto úseku našlo u všech dosud zkoumaných čtyřnohých organizmů (žab, slepic, vačic, potkanů, psů, myší, šimpanzů), nějakou funkci asi mít musí. Sekvence DNA tohoto elementu, které byly kdysi pohyblivé, se přestaly přemísťovat ještě před oddělením savců. Umístění těchto kopií v lidském genomu naznačuje, že jsou nejspíš potřebné pro vývoj neuronů a celého mozku. Podrobná analýza jedné kopie prokázala, že tento dosti konzervativní element reguluje uplatnění genu pro vývoj motorických neuronů (Nature 441, 87–90, 2006). Zatím se můžeme jen dohadovat, jestli vložení této kopie konzervativního elementu vedlo k nové funkci, zlepšilo koordinaci pohybu a přispělo tak ke vzniku čtvernožců.

Vzhledem k tomu, že pohyblivé elementy DNA převažují ve všech genomech, nečeká nás v brzké době spokojený badatelský důchod, a to ani tehdy, až budeme znát funkci všech kódujících genů lidského genomu. Spíš naopak, vždyť konzervované elementy mají miliony kopií, z nichž známe zatím jen nepatrnou část. Můžeme se těšit na další překvapení, co všechno se v dynamickém genomu organizmů odehrálo a odehrává.

Poznámky

1) Podrobnější článek P. Smýkala na toto téma přinese Vesmír v některém z příštích čísel.

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Genetika

O autorovi

Petr Smýkal

Doc. Ing. Petr Smýkal, Ph.D., (*1969) vystudoval rostlinné biotechnologie na Vysoké škole zemědělské a PřF UK v Praze. Na katedře botaniky PřF Univerzity Palackého v Olomouci se zabývá především domestikací a genetickou diverzitou bobovitých plodin. Na modelu planého hrachu se snaží zjistit genetické a biologické mechanismy dvou hlavních domestikačních znaků: odstranění dormance semen a pukavosti lusku.
Smýkal Petr

Doporučujeme

O mariánském sloupu, který se nevrátil na Staroměstské náměstí

O mariánském sloupu, který se nevrátil na Staroměstské náměstí

Eliška Fulínová  |  18. 7. 2020
Instalace neúplné kopie mariánského sloupu na pražské Staroměstské náměstí přišla ironií osudu ve zjitřené době, kdy se na různých místech po...
Na staré zkušenosti nezapomínejme

Na staré zkušenosti nezapomínejme

Eva Bobůrková  |  13. 7. 2020
Vladimír Vonka je uznávaný virolog v Česku i ve světě. Ač brzy oslaví devadesáté narozeniny, stále se věnuje vědě, konkrétně vývoji...
Komu se nelení…

Komu se nelení…

Petr Pokorný  |  13. 7. 2020
Jsou-li nějaké změny příliš pomalé, lidé je v subjektivním čase svých životů skoro nevnímají. Stačí se ale podívat na staré krajinomalby či...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

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

 

Objednat předplatné