Matky žab drápatek vypínají otcovské geny

25.02. 06:30 | Autor: Radek John

Drápatky jsou oblíbená laboratorní zvířata embryologů.

Samičky oblíbených laboratorních zvířat vývojových biologů umlčují v oplozeném vajíčku stovky genů samců. Potlačené úseky DNA slouží ke stavbě ribozomu, miniaturního strojku, bez nějž by život nemohl existovat.

Sex je zábavnější než klonování nebo rozmnožování dělením. Navíc je pravděpodobně i užitečný. Ačkoliv se biologům zatím nepodařilo s jistotou odhalit, k čemu přesně je, zdá se, že se bez něj v dlouhodobé perspektivě obejde jen velmi málo skupin organismů. Má ovšem spoustu nevýhod. Jednou z nich jsou konflikty mezi sexuálními partnery. Jsou staré jako sex sám. Nedá se jim vyhnout, poněvadž každý z partnerů bude mít vždycky trochu odlišné zájmy. Skupina vědců v čele s Katarzynou Michalakovou z Virginské techniky objevila velmi starobylé známky jednoho takového konfliktu.

Genetická mašinerie

Vědci zkoumali žáby drápatky, oblíbená to pokusná zvířata vývojových biologů. V časopise Proceedings of the Royal Society B tvrdí, že samičky drápatek vyřazují v oplodněném vajíčku z provozu část genů samců. Jsou to úseky DNA, které se v buňkách plodu přepisují do tzv. ribozomální RNA (rRNA). Je to klíčová molekula, jež možná existovala ještě dřív, než začal život ukládat genetické informace do DNA.

Většina čtenářů si pravděpodobně vzpomene, že v živých buňkách jsou k nalezení dvě nukleové kyseliny: DNA a RNA. DNA je stabilnější, proto se používá jako dlouhodobá paměť. S RNA se zase buňce snáze pracuje. Využívá ji ke krátkodobým zápisům. V DNA je zapsaný návod na výrobu proteinů - plejády molekul, které dělají naprostou většinu práce v buňkách. Štěpí velké molekuly na menší kousky, nebo je naopak z menších kousků sestavují. Fungují jako přepínače a mikroprocesory, které řídí život buňky atd.

Schéma ribozomu.

Úseku DNA obsahujícímu instrukce k sestavení konkrétního proteinu se říká gen. Syntéza bílkovin probíhá ve všech živých buňkách stejně. Ke genu se přilepí malý strojek - pochopitelně vyrobený z proteinů - a přepíše kousek genetického kódu do RNA.

Na přepsaný kousek RNA, tzv. mRNA (podle anglického slova messenger, posel), se přilepí další strojek, a vyrobí podle něj protein. Tomuto druhému strojku se říká ribozom. Jeho klíčovou součástkou je právě rRNA.

Michalaková a její spolupracovníci původně studovali jev, kterému se říká nukleolární dominance. Cizí slovo nukleolus označuje jadérko - malou strukturu uvnitř buněčného jádra, v níž buňka sestavuje ribozomy.

RNA svět

Při vzájemném křížení některých druhů, například právě žab drápatek, zanikají jadérka jednoho z nich, kdežto jadérka druhého přežívají. Biologové si až dosud mysleli, že geny v jadérku jednoho z druhů nějakým neznámým způsobem umlčují jadérkové geny druhého. Podle Michalakové a spol. ale nezáleží na druhové identitě jadérka, nýbrž na pohlaví. Vědci si zatím netroufají příliš odhadovat, k čemu umlčování samčích genů je. Geny kódující rRNA tvoří značně svébytný úsek naší dědičné výbavy a těší se velké autonomii. Žába drápatka.

Samotná rRNA je životně důležitá. Geny, které ji kódují, však obsahují také úseky, jež nedělají nic užitečného.

Jen tak se vezou na úkor ostatních genů, které si musejí svou dopravu z jedné generace do druhé tvrdě odpracovat. Třeba kuřecí embryo se vyvine v životaschopného jedince s pouhými šestapadesáti procenty genů kódujících rRNA.

Hodně biologů si myslí, že úplně první živé formy života na Zemi používaly jen RNA. Do DNA začaly zapisovat informace až později. Struktury, jako je ribozom a rRNA, jsou tak možná zbytky těchto prvopočátečních živých bytostí. Ostatně, celé jadérko se dá vnímat jako miniaturní organismus uvnitř jiného organismu.

Foto: Cliff, wiki., Lawrence Berkeley National Laboratory, Jan-Peter Kasper/University Jena

Autor: Radek John