Aktuální číslo:

2019/6

Téma měsíce:

Výboj

Další doklady o genetickém významu desoxyribonukleové kyseliny

 |  1. 4. 2019
 |  Vesmír 98, 251, 2019/4

1959: V Kalifornském technologickém institutu se podařilo M. Meselsonovi a F. Stahlovi získat doklad pro teorii, že molekula kyseliny desoxyribonukleové, která hraje pravděpodobně význačnou roli v genetických procesech, má dvě navzájem shodné části; každý díl může být sdílen z rodičovské buňky na dceřinou. Autoři pěstovali bakterie na půdě obsahující těžký isotop dusíku N 15, a to tak dlouho, až byl všechen dusík v desoxyribonukleové kyselině bakterií nahrazen isotopem. U dceřiných generací takto označených bakterií, které pěstovali na normálních půdách, pak zjistili, že jejich desoxyribonukleová kyselina je zpoloviny označena a zpoloviny neoznačena. I u dalších generací byla vždy polovina DNK označena. Podle teorie Watsona a Cricka je tvořena molekula DNK dvěma doplňkovými, navzájem spjatými a do dvojité šroubovité struktury svinutými řetězci. Při reprodukčním procesu se snad oba řetězy oddělují a každý může fungovat jako matrice pro výstavbu doplňkového řetězce.

M. Holub (Vesmír 38, 134, 1959/4)

2019: Objev struktury DNA z roku 1953 je tak slavný, že v jeho lesku snadno přehlédneme, jak málo toho bylo v té době o nositelce dědičné informace známo. Genetický kód čekal na rozluštění až do počátku šedesátých let a ani princip replikace DNA nebyl objasněn ihned. Pravda, už ve svém „zakladatelském“ článku v Nature Watson s Crickem napsali: „Neuniklo naší pozornosti, že ze specifického párování, které předpokládáme, bezprostředně vyplývá možný mechanismus kopírování genetického materiálu.“1) Úvaha to byla správná, její potvrzení a detailnější pochopení ale přinesl až Meselsonův a Stahlův experiment s bakteriemi Escherichia coli z roku 1958.

Tvrzení Miroslava Holuba o dalších generacích je zavádějící. Ve skutečnosti všechny molekuly DNA v první dceřiné generaci obsahovaly polovinu lehkého a polovinu těžkého izotopu dusíku, molekuly obsahující pouze těžký izotop zcela zmizely. V dalších generacích těchto „polovičních“ molekul postupně ubývalo (podíl klesal na 1/2, 1/4, 1/8…) a převládaly ty obsahující pouze lehký izotop. Z toho Meselson a Stahl vyvodili, že „každá dceřiná molekula obdrží jednu rodičovskou podjednotku“. Ta se přenáší nezměněna. Druhá, komplementární, se nově syntetizuje. Není to tedy tak, že by jedna dceřiná buňka získala původní DNA a druhá naopak nově syntetizovanou kopii, nebo že by obě dceřiné molekuly byly náhodným mixem starých a nových nukleotidů. Jinými slovy: kopírování DNA je semikonzervativní.

„Podjednotkou“ je samozřejmě jeden řetězec z původní dvoušroubovice. Ale tím si tehdy ještě autoři nebyli jisti, byť tomu vše nasvědčovalo. Ve svém článku se zmínili, že výsledky jsou v souladu se strukturou DNA navrženou Watsonem a Crickem, byli však opatrní. V tehdy tak oblíbeném trpném rodě napsali: „Musí být zdůrazněno, že nebylo ukázáno, že molekulární podjednotky odhalené tímto experimentem představují samostatné polynukleotidové řetězce, ani to, že studované molekuly DNA odpovídají molekulám DNA se strukturou navrženou Watsonem a Crickem.“2)

Poznámky

1) Watson J. D., Crick F. H. C., A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid, Nature 171, 737–738, 1953, DOI: 10.1038/171737a0.

2) Meselson M., Stahl F. W.: The Replication of DNA in Escherichia coli. PNAS 44, 671–682, 1958, PMID: 16590258.

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Molekulární biologie, Genetika
RUBRIKA: Vertikála

O autorovi

Ondřej Vrtiška

Mgr. Ondřej Vrtiška (*1976) je původním vzděláním biolog se specializací na hydrobiologii (PřF UK), utekl z oborů žurnalistika a kulturní antropologie (obojí FSV UK). Od r. 2001 pracuje jako vědecký novinář, na téma „věda v médiích“ přednáší pro vědce i pro laickou veřejnost. Z úžasu nevycházející pozorovatel memetické vichřice. Občas napíná plachty, občas staví větrolam.
Vrtiška Ondřej

Doporučujeme

Člověk proti sopce: boj o osud města Vestmannaeyjabær

Člověk proti sopce: boj o osud města Vestmannaeyjabær

Petr Brož  |  17. 6. 2019
Před 46 lety se pod nohama nic netušících obyvatel malého islandského ostrova Heimaey otevřelo peklo. Islanďané rozpoutali jednu z největších...
Jak vosy dobývají svět

Jak vosy dobývají svět uzamčeno

Pavel Pipek  |  3. 6. 2019
Vosy jsou pro lidi jedním z nejnenáviděnějších organismů. Zatímco v původním areálu výskytu je jejich špatná pověst nezasloužená, protože v něm...
Hledá se blesk

Hledá se blesk uzamčeno

V chápání elektrických jevů jsme za uplynulých 250 let udělali obrovský pokrok. Úplnému porozumění ale stále vzdoruje záhadné chování obyčejných...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

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

 

Objednat předplatné