Aktuální číslo:

2020/11

Téma měsíce:

Skladování energie

Neúměrný vliv cytoplazmatické DNA

 |  16. 1. 2014
 |  Vesmír 93, 50, 2014/1

Hlavním cílem současné genetiky je pochopit, jakým způsobem vedou vzájemné interakce mezi geny až k vzniku konkrétního fenotypu. Většina genetické informace je uložená v buněčném jádru, ale malé množství DNA je obsaženo také mimo oblast jádra, v tzv. semi-autonomních organelách, jako jsou mitochondrie, které generují energii ve formě ATP nebo chloroplasty v rostlinných buňkách. Přístup většiny současných genomických studií se omezuje pouze na čtení jaderného genomu, a tudíž neklade důraz na genom těchto semi-autonomních organel, což je v přímém rozporu s jejich ústřední rolí v buněčném metabolismu. Projevy těchto mimojaderných genů byly důvěrně známé již starším generacím šlechtitelů, kteří pozorovali např. cytoplazmatickou samčí sterilitu nebo maternální efekt (cytoplazmatická dědičnost přenášená po mateřské linii). Variabilita v mitochondriálním genomu může výrazně také ovlivňovat kondici (fitness) různých organismů, a vytvořit tak účinné reprodukční izolační bariéry, např. u různých druhů bezobratlých. Významné účinky mimojaderných genů naznačuje i studie týmu z Kalifornské univerzity, která ukazuje, že minoritní frakce DNA semi-autonomních organel má neúměrně velký vliv na celkový metabolismus. Během studie na huseníčku rolním (Arabidopsis thaliana) vědci zkoumali, jak polymorfismy ve více než 25 000 jaderných genech a přibližně v 200 genech semiautonomích organel ovlivňují hladiny metabolitů v souborech rostlin huseníčku. Překvapivě zjistili, že hladina až 80 % všech měřených metabolitů byla přímo ovlivněna polymorfismy v minoritních genech semiautonomních organel. Z toho vyplývá, že cytoplazmatické pozadí hraje klíčovou roli pro vyjádření jaderných genů. Toto zjištění je v prvé řadě dosti překvapivé, ale z jiného úhlu pohledu předvídatelné, protože tyto organely se podílejí na produkci energie a cukrů. Otázkou však zůstává, jak geny semiautonomních organel epistaticky modulují vyjádření jaderných genů, které dále ovlivňují např. sekundární metabolismus, a pomáhají tak utvářet jednotlivé fenotypové třídy. Vysvětlení tohoto jevu nabude zcela jistě v budoucnu význam, a to jak při podrobnějším metabolomickém studiu, tak v i biotechnologiích nebo pro pochopení vzniku a rozvoje lidských metabolických poruch přenášených po mateřské linii. (eLife 2013;2:e00776)

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Molekulární biologie
RUBRIKA: Aktuality

O autorovi

Jindřich Sedláček

Mgr. Jindřich Sedláček (*1985) vystudoval Přírodovědeckou fakultu UP v Olomouci. Pracuje v Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR, zároveň je doktorským studentem katedry genetiky a mikrobiologie PřF UK. Ve volném čase se věnuje ptáčkaření.
Sedláček Jindřich

Doporučujeme

Mládě z umělé dělohy

Mládě z umělé dělohy audio

Jaroslav Petr  |  16. 11. 2020
Průlomový počin v oboru tkáňového inženýrství se podařil týmu Anthonyho Ataly z amerického Wake Forest Institute for Regenerative Medicine. V...
Lithium, dar Země modernímu člověku

Lithium, dar Země modernímu člověku

Jan Rohovec, Tomáš Navrátil  |  2. 11. 2020
Nepozorovaně jsme přijali za své lehké notebooky, tenké mobilní telefony, drobnou elektroniku. Přestala nás udivovat možnost opakovaně nabíjet a...
Největší pískovcová skalní oblast Evropy

Největší pískovcová skalní oblast Evropy

Handrij Härtel  |  2. 11. 2020
V českém kontextu je České Švýcarsko jen jedno z několika skalních měst. V Evropě je to unikát. Ve světovém měřítku ho „zastiňují“ jiné oblasti....

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

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

 

Objednat předplatné