Aktuální číslo:

2018/7

Téma měsíce:

Co kdyby…

Bakterie se šesti písmeny genetické abecedy

 |  6. 4. 2017
 |  Vesmír 96, 190, 2017/4

Genetická informace všech známých žijících tvorů (kromě některých RNA virů) je zakódována v DNA pomocí čtyř různých písmen – A, T, G, C (adenin, tymin, guanin, cytosin) –, která tvoří dva páry: A–T a G–C. Vědci vedení Floydem Romesbergem ze Scripps Research Institute v La Jolla v Kalifornii nedávno vytvořili dva nové syntetické (nepřirozené) nukleotidy (dNaM a dTPT3), které se vzájemně párují, označili je pro jednoduchost jako X a Y a úspěšně je vložili do bakterie Escherichia coli, konkrétně zatím pouze do jejího plazmidu – malé, avšak mnohokopiové kružnicové molekuly ležící mimo bakteriální chromozom. Tím rozšířili stávající genetickou abecedu.

U nově vytvořeného polosyntetického organismu bylo potřeba, aby udržel nové nukleotidy po celou dobu svého života. To se vědcům zpočátku nedařilo, bakterie s novými nukleotidy jen skomírala a brzo po jejich přidání umírala. Proto nyní vědci pozměnili přenašeč, který vkládá nukleotidy do DNA, a navíc pomocí nejmodernější technologie CRISPR-Cas9 upravili bakterii tak, aby neztrácela z pozměněné DNA nové nepřirozené báze. Bakterie tak byla zdravější, schopná autonomního množení a trvalého uchovávání rozšířené genetické informace. Dalším logickým krokem vědců zřejmě bude sledovat, jak se genetická abeceda tvořená šesti písmeny transkribuje do molekul RNA a poté translatuje do proteinů.

Nabízí se otázka, zda můžeme považovat tento polosyntetický organismus za začátek nové éry života se šesti písmeny v DNA namísto původních písmen čtyř. Dodejme, že v pradávných dobách prvních replikátorů, kdy se formovaly základy života, genetická informace pravděpodobně obsahovala pouze dvě písmena, genetický kód byl jen dvoupísmenný (nyní je třípísmenný), a nukleové kyseliny proto kódovaly méně aminokyselin než dnes. Až v průběhu evoluce došlo k expanzi genetického kódu, jakož i ke zvětšování genomů. Uvedená studie zajisté představuje důležitý krok na cestě k novým živým formám a funkcím.

Zhang et al. Proc Natl Acad Sci USA, DOI: 10.1073/pnas.1616443114

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Genetika
RUBRIKA: Mozaika

O autorovi

Eduard Kejnovský

Doc. RNDr. Eduard Kejnovský, CSc., (*1966) vystudoval genetiku na Přírodovědecké fakultě Masarykovy univerzity. V Biofyzikálním ústavu AV ČR, v. v. i., se zabývá studiem evoluce pohlavních chromozomů a dynamikou genomů. Na Přírodovědecké fakultě MU a na Jihočeské univerzitě přednáší evoluční genomiku. Je autorem knih Horská rozjímání (Cesta, 2013; viz Vesmír 92, 585, 2013/10), Tajemství genů (Academia, 2015), Kouzlo krajiny a moudrost slova (Cesta, 2016) a Ve větru (Cesta, 2017).
Kejnovský Eduard

Doporučujeme

Peníze z chemie, peníze pro chemii

Peníze z chemie, peníze pro chemii

Ondřej Vrtiška  |  16. 7. 2018
Manželé Hana a Dalimil Dvořákovi se seznámili v laboratoři. A nebylo to naposledy, co zaujetí pro organickou chemii ovlivnilo jejich životy i mimo...
Co když se probudí sopky pod antarktickým ledem?

Co když se probudí sopky pod antarktickým ledem?

John Smellie  |  16. 7. 2018
Antarktida je rozlehlá pustina pokrytá největším ledovým příkrovem světa, který obsahuje asi 90 % globálních zásob sladké vody. Funguje jako obří...
Ztracený potápník

Ztracený potápník uzamčeno

Josef Lhotský  |  16. 7. 2018
„Konference jsou od toho, abys tam navazoval styky a chlastal,“ řekl mi kdysi… — Povídka proplétající osudy tří velkých postav biologie.

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

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

 

Objednat předplatné