Středa 19. ledna 2022, svátek má Doubravka
  • schránka
  • Přihlásit Můj účet

Lidovky.cz

Chemik se vyrovnal otci, získal Nobelovu cenu

Věda

  12:16
STOCKHOLM - Do třetice se nositelem Nobelovy ceny za rok 2006 stal Američan. Je jím Roger Kornberg za svůj přínos k pochopení mechanismu „kopírování“ genů v buňce.

Roger Kornberg foto: PAUL SAKUMAČTK

Chvíle napětí, a poslední letošní prémii 10 milionů švédských korun ve vědecké kategorii získal... Roger Kornberg za svou studii o mechanismu transkripce DNA do mRNA, včetně prvních krystalografických snímků tohoto procesu. Rekordy ve sledovanosti by moderátor s podobným projevem asi neztrhal, ale pravdomluvnost se mu (na rozdíl od mnoha jiných) upřít nedá.

Kornberg se udělování Nobelovy ceny zúčastnil již jako dvanáctiletý. V roce 1959 přebíral cenu za lékářství jeho otec Arthur, který zaujal výbor studií o tom, jak se genetická informace přenáší z jedné molekuly DNA do jiné.

Jeho synovi je poslední vědecká Nobelova cena roku udělena za popis procesu nazvaného transkripce (přepis) genů v jádru buňky. Díky němu buňka dokáže vyrábět látky nutné k svému životu (bílkoviny) podle ústředního vzoru uloženého v jádru buňky (tedy z DNA).

Proces probíhá zjednodušeně takto: z DNA se vyrobí kopie ve formě jakéhosi „negativního otisku“, který se nazývá mRNA (zkratka od anglického messenger: posel). Tenhle „posel“ se vydá z jádra, kde se zrodil a kde je uložena jeho „mateřská“ DNA, a v periferních částech buňky dochází k jeho „překladu“ (translaci) na bílkoviny, které regulují veškeré životní procesy buňky.

Základní schéma tohoto procesu (základní „dogma“ genetiky) je uznávané už od 50. let. Ale k jeho ovládnutí (ke kterému věda směřuje především v podobě genetického inženýrství) je zapotřebí mnohem víc: rozumět všem detailům procesu, který je mnohem složitější, než předchozí odstavec naznačuje. Například RNA, jak se stále více ukazuje, vůbec není  trpný poslíček, naopak se velmi aktivně účastní chemického života buňky a přivlastňuje si řadu důležitých funkcí.
Ale věnujme se našemu jedinému detailu - přepisu genů do RNA, které jsou samy o sobě zamotané více než dvojitá šroubovice DNA.

Historie podrobného chápání „přepisu“ DNA začíná v 50. letech, kdy byl objeven enzym, který se na „kopírování“ DNA do RNA výrazně podílí, tzv. RNA-polymeráza. Tento enzym (tj. bílkovina podílející se jako katalyzátor na chemických reakcích v živých organismech), nazývaný zkráceně RNApol, byl sice objeven u krys, ale brzy se zájem výzkumníků přesunul k buňkám bez ohraničeného jádra, třeba k bakteriím. V roce 1965 mimo jiné za popis přepisu DNA u bakterií dostali tři francouzští vědci Nobelovu cenu.

Ale u buněk s jádrem (eukaryotických) se ukázaly být věci složitější. Bakterie zahajují přepis podle povelů látky nazývané sigma faktor. Již zmiňovaný enzym RNApol jenom díky sigma faktoru pozná, na kterém místě dlouhé šroubovice DNA má začít přepisovat (tedy „kopii“ kterého genu má vyrobit). Buňky s jádrem jeden jediný „sigma faktor“ nemají. Různé týmy postupem času objevily, že u těchto buněk je k přepisu DNA potřeba pět chemických sloučenin, složených vždy z několika bílkovin.

A ani to nebylo vše. Právě letošní laureát Richard Kornberg doplnil celý výrobní řetězec o další článek, který výrazně obohatil vědecké chápání přepisu DNA (a nadále zkomplikoval chápání tohoto jevu laikům). Objevil tzv. mediátor, který ve spolupráci s výše zmíněnými látkami zajišťuje, aby různé buňky těla vyráběly jen ty bílkoviny, které vyrábět mají. (Proto třeba nervové buňky nevyrábí hemoglobin, tedy barvivo červených krvinek.) Tento „detail“ vysvětlil mnohé nesrovnalosti ve starších znalostech.

Kornbergův přínos tím nekončí: díky inovátorskému přístupu dokázal přichytit přepisovanou DNA přímo „při činu“. Jde o proces tak malých rozměrů, že nelze jeho snímek uskutečnit optickými prostředky, protože světlo má stejnou nebo větší vlnovou délku než předměty, které by vědci chtěli vidět. Kornberg musel využít jiné metody (tzv. krystalografii). Ta vyžaduje, aby se pozorovaný předmět nechal krystalizovat, což je časově náročný proces. Ale přepisování DNA několik dní nepočká.

Kornberg však zjistil, že v nepřítomnosti jedné specifické látky z těch mnoha, které jsou k úspěšnému přepisu nutné, se proces zastaví „uprostřed“. Ve chvíli, kdy jsou DNA a mRNA tvořená podle jejího vzoru stále ve „výrobní lince“ tvořené výše zmiňovaným enzymem RNApol.

V tomto stavu nechal Kornberg s kolegy celý komplex krystalizovat. Výsledný krystal byl „ostřelován“ svazkem rentgenového záření a podle dráhy odražených částic vědci získali představu o prostorovém uspořádání jednotlivých „účastníků“ přepisu DNA po krystalizaci. Z něj pak zpětně určili, jak byly jednotlivé díly uspořádány přímo během „kopírování“.

Autoři:

Velký test samotestů na covid: lépe fungují výtěrové, některé neodhalí nic

Premium Ještě před dvěma lety znamenaly dvě čárky na testu, že se budou chystat křtiny, delta byly americké aerolinky, gama...

Nečekaný příbuzenský vztah. Vévodkyně Kate a Meghan pojí krev Přemyslovců

Premium Učebnice mluví jasně. Přemyslovci vymřeli po meči v roce 1306, kdy byl mladičký král Václav III. zákeřně zavražděn...

Češi investují do kryptoměn ve velkém. Stát řeší, jak je přinutit přiznat zisky

Premium Ještě nedávno byly virtuální měny jako bitcoin investicí především pro lidi, kteří chtěli experimentovat a nebáli se...

Právě čtete

      Mohlo by vás zajímat