Metylace cytosinu jako přidaná hodnota DNA

Podle Lamarcka se jedinci během svého života adaptují na vnější podmínky a takto získané zkušenosti se přenášejí na potomstvo. Podle Darwina existuje v populaci variabilita – jedinci se mezi sebou liší mírou přizpůsobení danému prostředí. Ti lépe přizpůsobení mají více potomků, a jejich vlastnosti proto v dalších generacích převládnou.

Příklady, které Lamarck použil, byly v minulosti po právu kritizovány a četné experimenty neustále potvrzují platnost Darwinova přírodního výběru. Platí to však bez výhrady? Nebyly Lamarckovy ideje zdiskreditovány neprávem jen proto, že autor použil špatné příklady? Neexistuje přece jenom něco jako transgenerační paměť buňky?

Samotný Darwin v díle On the origin of species (1859) píše: „Nemůžeme přece vyloučit možnost, že některé biologické vlastnosti živých tvorů, jako je například silnější srst zvířat žijících na dálném severu, trpasličí vzhled rostlin na alpských vrcholcích či miniatury mušlí v brakických vodách Baltického moře, se mohou dědit alespoň po několik generací.“ Není snad lepšího uznání smysluplnosti Lamarckových idejí samotným autorem evoluční teorie.

Skutečně moderní genetický výzkum ukazuje, že buňka disponuje molekulárními mechanismy, které jí umožňují reagovat na změny prostředí, uchovávat si tuto „získanou“ epigenetickou informaci do dalších generací a dávat vznik stabilním variantám (epialelám). Na rozdíl od mutací lze epigenetické značky rychle „nahrávat“ a v případě potřeby je zase rychle „smazat“. Epialela musí splňovat tři důležitá kritéria. Jsou to: mitotická dědičnost (tj. uchování epigenetické informace při buněčném dělení), těsná asociace s chromozomy a neměnná primární sekvence DNA.

Epigenetická variabilita je realizována třemi molekulárními značkami – metylací cytosinu v DNA, modifikací histonových bílkovin a transkripcí nekódující RNA (obr. 1). V pomyslném epigenetickém trojúhelníku zaujímá 5-metylcytosin důležité postavení. Na rozdíl od svých partnerů je totiž jednou z nejstabilnějších značek, umožňující dědičnost epigenetických stavů přes mitózu a v některých případech i meiózu. V následujících kapitolách si něco povíme o vlastnostech této neobvyklé báze v DNA.