Aktuální číslo:

2017/12

Téma měsíce:

Kontakty

Rozmanitost imunitních genů hýla rudého

 |  6. 4. 2010
 |  Vesmír 89, 215, 2010/4

Většina živočichů je během svého života vystavována parazitům a patogenům. Aby se jim mohly účinně bránit, vytvořily si během evoluce složitý imunitní systém. Když je tělo živočicha napadeno cizím organismem, spustí se imunitní reakce, která se snaží patogen zničit. Ovšem k tomu, aby se imunitní reakce mohla spustit, je nejdřív třeba cizorodé částice v těle rozpoznat. U obratlovců plní tuto funkci zejména glykoproteiny na povrchu buněk, známé jako hlavní histokompatibilní komplex (MHC). Každá z těchto molekul dovede navázat jen určité cizorodé částice, a proto se teoreticky předpokládá, že čím více forem proteinů MHC je organismus schopen vytvořit, tím větší spektrum patogenů dokáže rozpoznat, a posléze proti nim bojovat. Geny, které kódují proteiny MHC, jsou z těchto důvodů nejvariabilnější kódující oblastí obratlovčího genomu. Mutace, jež mění složení aminokyselin ve výsledném proteinu, jsou zde zafixovány pozitivní selekcí častěji, než by bylo pouze výsledkem náhody.

U hýla rudého (Carpodacus erythrinus) jsme nedávno objevili velmi vysokou variabilitu genů MHC ve srovnání s jinými, dříve studovanými druhy ptáků. V populaci hýla rudého, která hnízdí na Šumavě, jsme identifikovali celkem 82 variant genů MHC třídy I, které jsou důležité pro rozpoznávání vnitrobuněčných parazitů (např. virů, malárie atd.). Jedinci měli většinou 4 až 6 variant MHC, maximálně však 9. Jeden gen může mít dvě varianty (alely), takže je zřejmé, že u hýla rudého je gen MHC třídy I zdvojený, u jedinců s devíti variantami se dokonce vyskytuje nejméně v pěti kopiích. Pro srovnání, v jedné populaci vrabce domácího ve Francii popsali vědci 46 variant tohoto genu a u jiných druhů ptáků ještě méně. Nejméně jich bylo nalezeno u kuřete, kde se příslušný gen třídy I vyskytuje jen v jedné kopii.

Jedním z možných vysvětlení těchto výrazných rozdílů ve variabilitě imunitních genů mezi poměrně blízkými druhy je životní strategie. Hýl rudý je stěhovavý a naše populace hnízdící na Šumavě odlétá na zimoviště do severní Indie, tedy do míst se zcela odlišnými patogeny. Navíc mezi Šumavou a severní Indií ptáci překonávají vzdálenost asi 5000 km a během cesty mohou být vystaveni dalším parazitům. Většina našich zvířat je nakažena ptačí malárií a některé ptačími neštovicemi. Předpokládáme tedy, že právě migrace na dlouhou vzdálenost a nutnost čelit nejrůznějším patogenům v různých prostředích jsou příčinou velké rozmanitosti imunitních genů hýla rudého. (Immunogenetics 55, 855–865, 2004; 61, 451–461, 2009)

Geny hlavního histokompatibilního systému (MHC – z angl. Major Histocompatibility Complex) u obratlovců kódují glykoproteiny, které zachycují části cizorodých proteinů (antigeny) a „nabízejí“ je na povrchu buněk. Komplex: MHC—antigen je pak rozeznán T-lymfocyty, a tím dojde k zahájení příslušné tzv. antigen-specifické imunitní odpovědi. Rozlišujeme dva základní typy MHC-molekul: (1) MHC-molekuly první třídy (MHC class I) zachytávají peptidy vnitrobuněčných patogenů a aktivují cytotoxické T-lymfocyty, které napadenou buňku zničí a (2) MHC-molekuly druhé třídy (MHC class II), které jsou zodpovědné za navázání antigenů z mimobuněčných prostor, čímž iniciují protilátkovou imunitní odpověď.

Citace: Rosypal Stanislav: Úvod do molekulární biologie. Třetí inovované vydání. Brno, 1999. 300 s. Díl II. Molekulární biologie eukaryot. ISBN 80-902562-1-X

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Molekulární biologie
RUBRIKA: Glosy

O autorovi

Marta Promerová

Mgr. Marta Promerová (*1984) pracuje v Ústavu biologie obratlovců AV ČR, v. v. i.

Doporučujeme

Přemýšlej, než začneš kreslit

Přemýšlej, než začneš kreslit

Ondřej Vrtiška  |  4. 12. 2017
Nástup počítačů, geografických informačních systémů a velkých dat proměnil tvorbu map k nepoznání. Přesto stále platí, že bez znalosti základů...
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...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

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

 

Objednat předplatné