i

Aktuální číslo:

2021/12

Téma měsíce:

Jeskyně

Zdvojení genomu jako evoluční příležitost

 |  11. 11. 2019
 |  Vesmír 98, 640, 2019/11
 |  Téma: Ceny Neuron

Mutace jsou „palivem“ evoluce – vytvářejí genetickou variabilitu, z níž pak může selekce vybírat vhodné kombinace alel, což vede například k novým adaptacím. Pod pojmem mutace si většinou představíme substituce – drobné záměny jednotlivých „písmenek“ (nukleotidů) v molekule DNA. Existují však i mnohem větší mutace: namnožení celých genů a genových rodin, přeskládání části chromozomů, a dokonce zdvojení kompletní genetické informace v buněčném jádře – genomová duplikace, polyploidizace.

Kdybychom užili oblíbeného příměru, zatímco substituce představují pouhý překlep, genomová duplikace zdvojí všechna písmenka v knize! Navzdory tomu, že polyploidizace je tak rozsáhlou mutací, setkáváme se s ní v přírodě překvapivě často – přeborníkem jsou rostliny, včetně klíčových plodin, ale častá je i u některých skupin živočichů, především u hmyzu a ryb. Pokud právě ke čtení přikusujete pšeničné pečivo, chroupete bramborové lupínky, jíte banán nebo pijete kávu, máte co do činění s polyploidním rostlinným mutantem. Přes tuto důležitost jak z evolučního, tak i z ekonomického pohledu toho však stále víme o přírodních procesech řídících osud polyploidů velmi málo.

Od jejího objevu před více než sto lety obestírá genomovou duplikaci velká záhada. Jak může tak velká mutace vést k životaschopnému a často i úspěšnému potomstvu? Je zjevné a experimentálně prokázané, že nově vzniklí polyploidi (polyploidy lze totiž snadno uměle vytvořit pomocí látek zastavujících buněčné dělení) mívají často velké problémy s buněčnými procesy a rozmnožováním. Zdvojení genetické informace totiž nutně vede ke zvětšení jádra, což se zase promítá do většího objemu celé buňky. Dalším důsledkem jsou změny v expresi genů a v epigenetické kontrole, která může mít často zhoubné důsledky: například epigeneticky kontrolované úseky mobilní DNA, transpozony, se mohou „utrhnout ze řetězu“ a začít skákat po genomu, což vede k dalším mutacím.

Nyní vidíte 23 % článku. Co dál:

Jsem předplatitel, mám plný přístup
Jsem návštěvník
Chci si přečíst celé číslo
Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru. Více o předplatném
TÉMA MĚSÍCE: Ceny Neuron
OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Genetika, Evoluční biologie, Botanika

O autorovi

Filip Kolář

Filip Kolář, Ph.D., (*1985) vystudoval botaniku na Přírodovědecké fakultě Jihočeské univerzity, doktorát v tomtéž oboru získal na Přírodovědecké fakultě UK. Poté působil na univerzitách v Oslu a v Innsbrucku, nyní se na Přírodovědecké fakultě UK a v  Botanickém ústavu AV ČR zabývá evolucí rostlin – kromě role genomové duplikace studuje také význam refugií pro vznik nových druhů nebo adaptace rostlin k měnícímu se prostředí v horských oblastech. V roce 2018 obdržel Cenu Neuron pro mladé vědce v oboru biologie a v roce 2019 získal startovací grant ERC.
Kolář Filip

Další články k tématu

„Nové hvězdy“ na oblozeuzamčeno

„Nové hvězdy“ narušují zdánlivou neměnnost hvězdné oblohy. Jejich zkoumání fascinuje lidstvo odnepaměti, ale teprve v posledním století jsme...

Zabití ekonomikou

„Silná ekonomika vám může zlomit srdce,“ napsal v roce 2007 americký ekonom Christopher Ruhm. [1] Narážel tím na dobře zdokumentovaný paradox...

Černí pasažéři: přehlížená invaze hubuzamčeno

Před více než 100 tisíci lety se moderní člověk začal šířit z Afriky do všech koutů světa. Migrace a cestování se od té chvíle staly jedněmi z...

Chvála pozitivní zpětné vazby

Ústředním tématem letního dvojčísla Vesmíru byla zpětná vazba. Nemohli jsme se věnovat zdaleka všem oblastem, v nichž hraje nějakou roli; mimo...

Nahoře, dole: polarita v rostlinné biologii

Každé malé dítě ví, že rostliny mají stonek či kmen s větvemi, listy a květy, které rostou vzhůru, a pod zemí kořeny rostoucí naopak směrem dolů....

Kde začíná a končí nádor?uzamčeno

Rakovina je velmi široký pojem, pod kterým se skrývá velké množství onemocnění s podobnou charakteristikou. Stejně tak samotný tumor netvoří pouze...

Slavné kombinatorické problémy a počítačové důkazyuzamčeno

Představme si tři sousedy žijící ve třech domech. Každý z nich by rád připojil svůj dům ke zdroji vody, plynu a elektřiny, ale nikdo nechce, aby...

Doporučujeme

Roboti z laboratoře: malí, ale šikovní

Roboti z laboratoře: malí, ale šikovní

Ondřej Vrtiška  |  6. 12. 2021
Jak dopravit lék na přesné místo v organismu a uvolňovat ho v takovém množství, aby pomáhal bojovat s nemocí a nezatěžoval zbytečně tělo...
České objevy v jeskyni Sulfur

České objevy v jeskyni Sulfur uzamčeno

Marek Audy  |  6. 12. 2021
Zapáchající sirovodík se nedýchá zrovna nejlépe. Je tu horko. Shora na nás prší kyselina sírová nebo rovnou sněží síra. Po pár hodinách v...
Olomoucké výrečkobraní

Olomoucké výrečkobraní uzamčeno

Tomáš Grim  |  6. 12. 2021
Četba je zpravidla bezpečný koníček. Až do chvíle, než se jejím prostřednictvím stanete osobně aktéry detektivního příběhu. Pak vám v žilách...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

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

 

Objednat předplatné