Levá cesta

Největším nepřítelem diktatury je otázka. Ptejme se!

Články

DNA a otázka "slepice nebo vejce"

Víte co je DNA? A zabývali jste se někdy otázkou „slepice nebo vejce“? Nejdříve vám velmi stručně představím onu úžasnou sloučeninu a poté se podíváme na zoubek slavnému „drůbežímu paradoxu“. Tentokrát však trochu z jiné perspektivy.

Co je DNA?

V poslední době se hodně mluví o DNA. Každý, kdo čte pozorněji noviny, jistě nepřehlédl články zpravující o přečtení lidského genomu, ani o zveřejnění genetického kódu prvního konkrétního člověka – genetika Johna Craiga Ventera. DNA tedy musí být skutečně významná sloučenina. A ač třeba o ropě slýcháme ještě častěji, je DNA důležitější než všechny ropné frakce dohromady. Bez ní bychom tu totiž nebyli.

DNA je základní stavební kámen většiny životních forem a zároveň cosi jako jejich „operační systém“. DNA je zkratka, plný název zní „deoxyribonucleic acid“ – deoxyribonukleová kyselina.

Tato látka má skutečně úžasné vlastnosti – všelijakými vazbami je složitě zamotána do jádra jediné buňky, po natažení by však mohla měřit až dva metry.

Z hlediska prostorové struktury se jedná o dvojitou šroubovici – můžeme si ji představit jako šroubovitě zakroucený žebřík. Okrajové části žebříku (DNA) tvoří fosfát a deoxyribóza (s popisem těchto sloučenin se nebudeme nyní zatěžovat), příčle žebříku jsou nukleovými bázemi a jedná se o nejdůležitější část DNA. Báze se skládají ze dvou určitých organických látek spojených vazbou. Celkem jsou tyto látky čtyři (v závorce je jejich zkratka používaná v genetice):  Adenin (A), guanin (G), tymin (T) a cytosin (C). Tyto látky se spojují vždy jen v kombinaci A+T a C+G.

Komplementarita

Omezená kombinovatelnost bází (A+T, C+G) je podstatou jevu zvaného komplementarita – do jednoduchého řetězce DNA (půlky žebříku) dosedne vždy jen odpovídající (komplementární) jednoduchý řetězec. Na A dosedne T, C se spojí na druhé straně s G a naopak. Řetězce do sebe zapadnou jako klíč do správného zámku.

Do budoucna bude důležité, když se zmíníme o tom, že tři báze – příčle tvoří jakýsi komplex, který se nazývá triplet. Jeho význam je zcela zásadní. Ale o tom až později, buďte trpěliví.

Replikace

Rozpulme nyní žebřík DNA, podélně – oddělme od sebe báze, které tvoří příčle našeho deoxyribonukleového žebříku (ve skutečnosti to dělá skupina enzymů, tedy bílkovinných katalyzátorů – urychlovačů – motorů – reakcí).

Když se na jedné ze dvou odtržených polovin DNA bude nacházet adenin, na odpovídajícím místě druhé oddělené poloviny řetězce se bude nacházet tymin (A+T). Platí zde výše zmíněná komplementarita. A platí i pro dvojici cytosin + guanin. Dostáváme tedy pozitiv a negativ DNA.

No a přesně to se děje, když dochází k replikaci. Na pozitiv a negativ se navazují, opět za pomoci bílkovinných motorů – katalyzátorů, odpovídající sloučeniny (A, T, C, G) které volně plavou v okolní buněčné tekutině. Stále zcela dle pravidel komplementarity. Výsledek? Dvě nové DNA.

DNA je kód

DNA je sice zajímavá sloučenina i po stránce čistě chemické, ale důležitosti nabývá především díky své schopnosti ukládat v sobě informaci. DNA je genetický kód. Vzpomínáte na triplety? Jsou to skupiny tří bází. Nyní se tedy zaměříme na jejich informační význam.

DNA v buňce obklopují bílkoviny. Bílkoviny jsou složité makromolekulární řetězce a jejich opravdu mnoho. Všechny jsou však složeny ze základních součástí, které jsou všem bílkovinám společné. A jsou společné všem organismům na celé planetě. Je jich něco přes dvacet (uvádí se různá čísla). Nazývají se aminokyseliny.

Nu a každý triplet prostě kóduje jednu aminokyselinu. Určitá skupina tripletů tím pádem kóduje skupinu aminokyselin v nezaměnitelném pořadí. Skupina tripletů, která kóduje jednu bílkovinu (tedy řetěz aminokyselin) se nazývá gen. Podle DNA se v organismu tedy (pomocí další molekuly RNA, která je její blízkou příbuznou) vytváří bílkoviny a ty potom tvoří výsledný organismus (odborně fenotyp).

Skutečného rýpala možná nyní napadne: Aminokyselin máme 20 – 22, naproti tomu tripletů 64 (počet možných trojic utvořených ze čtyř prvků – vzpomeňte na sloučeniny A, T, C, G). Co s těmi zbývajícími 42 triplety, které už nejsou na kódování potřeba? Je to jednoduché, aminokyseliny můžou být prostě kódovány každá více různými trojicemi – triplety. Triplety se v přírodě tak trochu plýtvá.

Proč tvořit bílkoviny?

Proč ale vlastně DNA kóduje bílkoviny? Víme již, že má jedinečnou schopnost se replikovat. Proč se prostě nereplikuje sama o sobě?

DNA je totiž poměrně chemicky nestabilní sloučenina, navíc k samotné replikaci potřebuje další bílkoviny. Bez bílkovin by prostě tahle úžasná sloučenina „nepřežila“.

Evoluce a replikace - jak to jde dohromady?

Když teď zhruba známe princip replikace i proteosyntézy (výroby bílkovin), je načase si položit otázku. Nejdříve připomeňme fakta: Replikace je kopírování DNA a pořadí tripletů v DNA určuje, které bílkoviny se budou vyrábět. Jak je tedy možné, že existují různí jedinci a dokonce různé druhy i celé různé říše organizmů?

Odpověď je docela obyčejná, žádné velké překvapení nás nečeká. Během replikace totiž dochází k chybám. Tyto chyby se nazývají mutace. Organismy sice obsahují mechanismy, které chyby opravují, ale všechny chyby se prostě nepodaří opravit. Triplety a skupiny tripletů (informační podstata DNA) se v novém jedinci objevují v jiném pořadí než u rodičů. Tato záměna pořadí se časem stává dokonce úmyslnou součástí pohlavního rozmnožování (děj crossing-over). Na základě těchto „chyb“, neboli mutací, vznikl člověk i všechny ostatní druhy.

Možná je teď čtenář trochu zklamán. Odpověď na výše položenou otázku je velmi jednoduchá. Žádná záhada. Nuda. Prostě s velkou pravděpodobností je docela jasné, jak to celé funguje.

Slepice nebo vejce

Opravdu? Nikoli. Existuje ještě daleko záludnější otázka. Na tu zatím nezná odpověď s dostatečnou pravděpodobností nikdo.

V celém principu života se totiž objevuje jeden velký paradox. Zcela odpovídá známému filozofickému oříšku „slepice nebo vejce“. Jde o tohle: DNA, aby se mohla replikovat, potřebuje enzymy. Ale enzymy jsou bílkoviny a ty zase vznikají přepisem z DNA. Co tedy bylo dřív, enzymy nebo DNA? Zvolíte-li jedno nebo druhé v současné podobě, z paradoxu se nevykroutíte.

Možná DNA postupně vznikla z nějaké jiné, dnes třeba již neexistující sloučeniny. Ale, je tu ještě jiný problém. I pokud si představíme jednodušší formy informační sloučeniny, jsou pořád značně složité.  A vznik současné formy DNA – z prvotní polévky, jak je prostředí na rané Zemi nazýváno  - je dokonce tak nepravděpodobný, že se dá přirovnat k šanci, že ze skládky, kde se nacházejí všechny příslušné prvky, vznikne zničehonic Boeing 747. Ta šance, vyjádřená v číslech, je nepředstavitelně malá.

Činí 1: 1040 000.

Ale je také možné, že současné fyzikální zákony neznáme dostatečně dobře (či, s velmi malou pravděpodobností, že platí nějaké další). A třeba fyzikální zákony nějakým nám dosud neznámým způsobem život předurčují. Kdo ví? Je to jedna z velkých otázek, která čeká na nás všechny, kdo budeme chtít pátrat.

Žádné komentáře
 
Stránky vznikají za tímto účelem: Pomoci lidem v boji proti evoluční přirozenosti, v boji za lidskost. Zastavme všechny formy šovinismu a z něj plynoucí diskriminace!