Sobota 4. prosince 2021, svátek má Barbora
  • schránka
  • Přihlásit Můj účet

Lidovky.cz

Pane Darwine, jedeme na DNA

Česko

Charles Darwin – Dnes uplyne dvě stě let od narození zakladatele evoluční biologie

Co je podstatou evoluce? Zjednodušeně řečeno časově neomezený systém pokus–omyl.

Darwinovu evoluční teorii dnes zpochybňují už jen bigoti a extravaganti. Je totiž vyjádřením logiky našeho každodenního pozorování světa, ve kterém se pozitivní deviace úspěšně rozvíjejí a neúspěšné mizí. Evoluce probíhá všude a neustále. Evoluční design a evoluční algoritmy jsou součástí moderních principů vývoje počítačových programů či inženýrských sítí.

Velmi zjednodušeně lze za základ evoluce považovat časově neomezený systém pokus–omyl. Přesně tím totiž jsme i my. Základním materiálem tohoto experimentu je naše genetická informace ukrytá v různých zásuvkách. Tou nejspodnější je naše DNA, která tuto informaci nese a je kontrolována spletitou sítí epigenetického kódu, určujícího, které její části jsou aktivní a které ne.

Když spalujeme, tak riskujeme DNA je hlavním palivem evoluce. DNA je ale vystavena mnoha zdrojům velmi hrubého zacházení. Tím hlavním je vlastní buněčný metabolismus. Abychom mohli fungovat, musíme jíst a jídlo transformovat v energii; doslova pálit. Tento proces má vedlejší účinky a jedním z nich je tvorba volných radikálů. Tyto radikály, například běžný peroxid, se kromě toho, že plní nezastupitelnou roli v reklamních akcích farmaceutických firem, nezřídka dostanou do blízkosti DNA, kde to zasyčí a kus informace je pryč. To ještě neznamená mutaci, ale jenom problém a problém se dá řešit.

Každá buňka má armádu malých přístroječků, které jezdí po DNA jako po bobové dráze a hledají poškozená místa. Informace, kterou neseme v naší DNA, je dost vzácná a poleptání může vést k její ztrátě. Jistě je nemilé, dojde-li k tomu v nějaké buňce ušního lalůčku, ale skutečný problém nastává, dojde-li k tomu v buňce vajíčka či spermie. Ztráta poleptané informace se totiž zkopíruje do celého batolete, což může vést ke skonu či velmi nepříjemnému životu. Jak ale opravit něco, co už není, do původní podoby? Záleží hlavně na tom, v jakém stavu se buňka nachází.

V naší buňce máme dvě kopie DNA – jednu od matky a druhou od otce. Je na posouzení každého, která z nich přináší radost či smutek. Důležité ale je, že během každého dělení musí buňka obě tyto kopie rozdělit na dvě a předat dál po jedné kopii od matky i od otce do obou vznikajících buněk. V určité chvíli se tedy v každé buňce nachází od každé DNA dvě kopie, a nastane-li poškození v tomto okamžiku, nabízí se prosté řešení: najde se již hotová kopie a podle té se zpětně opraví to, co se rozbilo.

A nastane-li destrukce dříve, než jsou obě kopie hotové? Pak jsou na výběr dvě špatné možnosti. Buď se na opravy vykašleme a místo zlomu či poškození jenom začistíme a slepíme. To je ale dost nemilé, neboť informace v DNA má svoji posloupnost a smysl. Vyřadíme-li pár písmenek, můžeme ten smysl změnit, zrušit či dokonce postavit na hlavu. Druhou možností je poškozenou DNA opravit podle druhé kopie, která se v buňce nachází (matčina či otcova). V tomto případě sice neriskujeme ztrátu informace, ale riskujeme pěkný průšvih. Druhá kopie DNA může totiž obsahovat něco, co se dosud neprojevilo, protože to nebylo v převaze.

Takovým problémem jsou geny způsobující rakovinu. Je-li jedna kopie vadného genu (od otce) benigní, matčina kopie odvádí práci za ni. Jenže ve chvíli, kdy se matčina kopie poškodí a buňka využije otcovu kopii k opravě, dojde k opisu chyby a následné tragédii. To se stává u nádorů zcela běžně. I proto se výzkum zaměřuje zejména na rozklíčování složitých modů opravy DNA, abychom v budoucnu byli schopni ovlivnit tyto procesy v nás prospěch.

Se stárnutím populace narůstá i šance pro mutace. Procesy opravy se s věkem zhoršují. Přestanou-li k tomu ještě všichni kouřit nad bůčkem, a ubude tak ischemických příhod, bude potřeba proces opravy DNA nějak vylepšit, abychom mohli mít Alzheimera déle.

Když partnera, tak odlišného Jak se to vše vztahuje k evoluci? Chyby a mutace nejsou jen špatné. Umožňují změnu statu quo, vznik nových struktur, jako jsou chlupy, hodící se v době ledové. Některé z těchto mutací se vůbec neprojeví a čekají na svou velkou chvíli. Doslova nádherný experiment provedla před lety Susan Lindquistová z MIT. Vyřadila z mouchy jeden gen, což vedlo k tomu, že mouše vyrostla úplně nová, malebná vějířovitá tykadla. Právě takové mutace nám umožňují přežít to, co sousedi nevydýchají. Různé epidemie a choroby, například HIV či malárie, nejsou s to udolat malé procento lidí disponujících mutací, o které do té doby nevěděli, ale která jim zachránila život. Těch pár lidí, co přežije, dá vznik nové populaci a tak to jde dokola až do apokalypsy. Přírodní výběr nám ukazuje cestu.

Důležité je mít v DNA co nejrůznější informace, abychom měli šanci, že se trefíme. Toho lze dosáhnout výběrem kvalitního a odlišného partnera. U kosů se takový partner pozná podle oranžové barvy nosu, která značí jeho pevné zdraví. U lidí je oranžový nos velmi vzácný úkaz, vyskytující se u dětí, které se přejedly mrkve; je nutné zvolit jinou formu přírodního výběru. Rozhodně nelze doporučit Darwina samého. Ten si vzal vlastní sestřenici a měl z toho celý život divný pocit.

***

Je nutné zvolit jinou formu přírodního výběru. Rozhodně nelze doporučit Darwina samého. Ten si vzal vlastní sestřenici a měl z toho celý život divný pocit.

CHARLES DARWIN

HMS Beagle – briga (dvoustěžňová plachetní loď britského námořnictva)

první vydání Darwinovy knihy O vzniku druhů z roku 1859

Základ teorie evoluce

V přírodě se mezi jedinci téhož druhu vyskytují spontánně různé odchylky. A jelikož se rodí více jedinců, než může přežít, převládnou v populaci postupně jedinci s tou odchylkou, která jim dává nejlepší konkurenční výhodu pro přežití a rozmnožování. Tak se postupně, generaci od generace, mění průměrné vlastnosti (genetická výbava) určité skupiny organismů, až se vyvine z jednoho druhu druh nový.

Klíčový byl pro Darwina pobyt na souostroví Galapágy během plavby na lodi Beagle, která v letech 1831 až 1836 mapovala pobřeží Jižní Ameriky a Austrálie.

Na Galapágách Darwina zaujaly pěnkavy, které se lišily výrazně jen tvarem a velikostí zobáku. Darwin a po něm další vědci usoudili, že tito ptáci se vyvinuli ze společného předka adaptací na potřebu získávat potravu z různých zdrojů.

Darwinův život v datech

1809 12. února se narodil v anglickém Shrewsbury

1831 27. prosince vyplul z Plymouthu na průzkumnou expedici na lodi Beagle

1836 2. října loď Beagle zakotvila v anglickém Falmouthu

1838–1843 zveřejněny Darwinovy zoologické poznatky získané během plavby

1859 24. listopadu v Londýně vyšla Darwinova kniha O původu druhů přírodním výběrem

1882 19. dubna zemřel ve věku 73 let ve městě Downe v Kentu

Charles Darwin (12. 2. 1809–19. 4. 1882)

O autorovi| Lukáš Čermák, molekulární biolog

Autor:

Blogera připravil lajdáctvím o nohu, další zranil. Za nehodu dostal podmínku

Premium S podmínkou na pět let odešel od soudu čtyřiačtyřicetiletý Moldavan. V červenci 2019 způsobil na obchvatu Chrudimi...

Přes víkend zemřou všichni z JIP. Sestra vypráví o práci v době covidu

Premium Markéta Svobodová, hlavní sestra z Masarykovy nemocnice v Ústí nad Labem, stojí spolu s dalšími šesti kolegyněmi z...

Android Auto a CarPlay v každém autě. Poradíme vám, jak na to

Premium Chcete používat oblíbenou navigační aplikaci na displeji v autě místo telefonu? Přečtěte si, jak to udělat a neutratit...

Nevíte, jaký dárek koupit blízkým k Vánocům? Mrkněte se na tipy z redakce
Nevíte, jaký dárek koupit blízkým k Vánocům? Mrkněte se na tipy z redakce

Zná to asi každý, Vánoce se kvapem blíží a vy možná nevíte, jaký dárek pro své milované pořídit. Inspirujte se tipy z redakce a využijte slev při...