Aktuální číslo:

2018/2

Téma měsíce:

Bionika

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. Na katedře buněčné biologie a genetiky této fakulty se podílí na projektu OP VK CZ.1.07/2.3.00/20.0062, který je spolufi nancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

Doporučujeme

Návrat Široka

Návrat Široka

Pavel Pipek  |  9. 2. 2018
Zpráva, která na mě právě vyskočila na Twitteru, by asi většinu Evropanů nechala chladnou, ale mé srdce buší tak, že mám chuť okamžitě vyskočit z...
Rytíř našich vod

Rytíř našich vod

Marek Janáč  |  5. 2. 2018
Na stěně ve své kanceláři má vystavené krunýře velkých raků. Za jeho pracovní židlí v akváriu rak. V knihovně knihy o racích a v laboratoři ve...
O kvantových počítačích a šifře RSA

O kvantových počítačích a šifře RSA uzamčeno

Jiří Poš  |  5. 2. 2018
značným příslibem pro výpočetní systémy budoucnosti je rozvíjející se obor kvantových počítačů. Představují naději, že eliminují některá vážná...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

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

 

Objednat předplatné