i

Aktuální číslo:

2019/11

Téma měsíce:

Ceny Neuron

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

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...

„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...

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

Sekvenační data pomáhají odhalit globální rozšíření hub

Sekvenační data pomáhají odhalit globální rozšíření hub

Petr Baldrian  |  14. 11. 2019
Pokud vezmeme v úvahu, kolik dat získaných sekvenačními metodami (tzv. high-throughput-sequencing) je v současné době k dispozici, je možné se...
Probouzení nesmrtelnosti

Probouzení nesmrtelnosti

Marek Janáč  |  11. 11. 2019
Nesmrtelnost – věčná touha a hybatelka dějin života na planetě Zemi. V biologickém slova smyslu žene k plození potomstva, ve smyslu duchovním k...
Zabití ekonomikou

Zabití ekonomikou

Lucie Kalousová  |  11. 11. 2019
„Silná ekonomika vám může zlomit srdce,“ napsal v roce 2007 americký ekonom Christopher Ruhm. [1] Narážel tím na dobře zdokumentovaný paradox...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

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

 

Objednat předplatné