Grada2024Grada2024Grada2024Grada2024Grada2024Grada2024
i

Aktuální číslo:

2024/7

Téma měsíce:

Čich

Obálka čísla

Signál a šum v DNA

 |  29. 5. 2023
 |  Vesmír 102, 324, 2023/6
 |  Téma: Signál a šum

Genetická informace všech živých organismů, alespoň jak známe život tady a teď, je uložena v molekule DNA, deoxyribonukleové kyseliny. Abeceda DNA je informaticky poměrně chudá, sestává z pouhých čtyř „písmen“, chemických bází: adeninu (A), guaninu (G), cytosinu (C) a thyminu (T). Technologie fyzického přečtení DNA, tedy stanovení pořadí písmen genetické abecedy, je dnes zvládnutá perfektně a ani není moc drahá. Oříškem zůstává interpretace informace uložené v DNA, jaký vlastně má přečtený úsek pro organismus význam.

Biology a lékaře nejvíce zajímají ty úseky DNA, které kódují nějaký protein. Takovým oblastem říkáme geny, ale termín gen má širší význam.1) Je to taková oblast DNA, která nese nějaký znak. Máme tedy geny kódující proteiny, ale také geny RNA – například geny pro tRNA nebo rRNA ribozomů. Člověk má okolo 20–25 tisíc genů (v závislosti na přesné definici). Jeden z nejjednodušších mnohobuněčných organismů háďátko Caenorhabditis elegans má asi 19 500 genů, muška octomilka Drosophila melanogaster 13 600. Ale třeba kukuřice má skoro 50 000 genů. To jsou takové typické počty, v přírodě ovšem najdeme i extrémní výjimky.2)

Běžný gen kódující protein vypadá u člověka (potažmo u obratlovců) tak, že se střídají úseky nesoucí informaci, které nazýváme exony, s úseky, které nic nekódují, introny (obr. 1). Před touto částí je cis-regulační oblast, takzvaný promotor, pomocí něhož buněčná mašinerie podle potřeby geny zapíná nebo vypíná. Pak ještě známe trans-regulační oblasti, které mohou být od genu, jejž regulují, dost vzdálené, ale občas sedí i uvnitř nějakého intronu. Ty se také podílejí na regulaci genů, často více než jednoho.

Je zajímavé, že tyto principiálně důležité oblasti tvoří jen malou část genomu, u člověka to jsou asi 2 %. Zbylých 98 % se někdy nazývá temná genomová hmota, v analogii s temnou hmotou ve vesmíru. Pro bioinformatiky, kteří hledají geny, je těch 98 % DNA šum a jen zbylá 2 % nesou užitečnou informaci – signál. (Ona tedy i negenová informace může být užitečná, třeba pro forenzní identifikaci osob, ale rozumíme si.)

Nyní vidíte 26 % 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: Signál a šum
OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Genetika

O autorovi

Jan Pačes

Mgr. Jan Pačes, Ph.D., (*1967) vystudoval PřF UK a v Ústavu molekulární genetiky AV ČR studuje strukturu genomů. Zaměřuje se zejména na lidské endogenní retrovirové elementy, jejichž dosud nejúplnější databázi sestavil. Přednáší ve studijním programu bioinformatiky a je koordinátorem velké vědecké infrastruktury ELIXIR.
Pačes Jan

Další články k tématu

Signál a šum ve fyzice částic

Ve vědách je šum – na rozdíl od české státní hymny – nežádoucím jevem provázejícím každé měření. Není to však jediná obtíž, s níž se musí...

Zvuk a jeho kvalityuzamčeno

Většina z nás žije celý život obklopena zvukem. Někdy by se chtělo říci hlukem, ale je zřejmé, že některé zvuky jsou pro nás žádoucí, ba i...

Jak řídit jaderný kompas?uzamčeno

Nukleární magnetická rezonance (NMR) je nepostradatelný nástroj pro studium látek všech skupenství. Propojuje v sobě fyziku, elektrotechniku,...

Data, signál a šum

Signál je informace, která nás zajímá. Informace, která nás nezajímá, je šum: pozadí, odpad a nepříjemnost. Jak se vlastně rozhodujeme, co je co?...

Hledání galaxií v kupce šumuuzamčeno

Analogová rádia byla kdysi téměř nepostradatelnou výbavou domácnosti. Před érou streamované hudby museli poslechuchtiví uživatelé naladit rádio...

Doporučujeme

Algoritmy pro zdraví

Algoritmy pro zdraví

Ondřej Vrtiška  |  8. 7. 2024
Umělá inteligence proniká do medicíny a v následujících letech ji nejspíš významně promění. Regina Barzilay z MIT má pro vývoj nástrojů...
Mají savci feromony?

Mají savci feromony?

Pavel Stopka  |  8. 7. 2024
Chemická komunikace je způsob předávání a rozpoznávání látek, jímž živočichové získávají informace o jiných jedincích, o jejich pohlaví a věku, o...
Jak funguje moderní speleologie

Jak funguje moderní speleologie uzamčeno

Michal Filippi, Jan Sirotek  |  8. 7. 2024
Přesně před 150 lety byla na prodej Mamutí jeskyně. Systém, který do té doby sloužil jako místo pro těžbu ledku z guana, byl k mání za pouhých...