Student World

Přesné číslo záleží na tom, jak velké jednotky počítáme. Vše si vysvětlíme na jednoduché ilustrativní analogii, která nám bude nápomocna při pochopení principu. Představte si, že máme dvě verze jedné knihy a chceme je navzájem srovnat. Možná jde o knihu Danielovu a my potřebujeme porovnat kanonickou verzi se starobylým svitkem, který byl právě objeven v nějaké zapomenuté jeskyni u Mrtvého moře.

Položíme-li dva texty vedle sebe, můžeme se začít ptát. Kolik procent kapitol obou knih je identických? Pravděpodobně nula, protože stačí, aby se příslušné kapitoly lišily pouze v jednom jediném písmenu či znaku a už nebudou identické. Pokračujme dál. Kolik procent jednotlivých vět je identických? Nyní již bude procento zaručeně větší. Ještě větší bude procento identických slov, neboť slova mají méně písmen než věty  je pravděpodobnější, že i když se poněkud bude lišit kapitola či věty, mnoho jednotlivých slov bude stejných. Ale i slova se mohou lišit, třeba jen jedním písmenem. Z toho plyne, že nejvyšší možné procento identity získáte, vezmete-li dva texty, seřadíte je vedle sebe a srovnáte je písmeno po písmenu. Odhad podobný oněm 98 procentům identity lidských a šimpanzích genů je proto bezpředmětný, dokud nespecifikujeme velikost jednotek, které jsme porovnávali. Počítali jsme kapitoly, slova, písmena nebo co vlastně? To samé co pro texty platí totiž i pro srovnávání DNA dvou druhů. Porovnáváte-li celé chromozomy, sdílené procento je nula, neboť stačí i jedna malá odlišnost, abychom oba chromozomy označili za různé.

Často citovaný obrat o devadesáti osmi sdílených procentech genetického materiálu lidí a šimpanzů ve skutečnosti neodkazuje ani k počtu chromozomů, ani k počtu jednotlivých genů, ale k počtu „písmen“ v DNA (technicky párů bází), které spolu párují uvnitř příslušných lidských či šimpanzích genů. Nicméně celá věc má malý háček. Představte si, že srovnáváte dva vedle sebe položené texty. Když bude v jednom z nich chybět nebo naopak přebývat nějaké písmeno, dojde k tomu, že takový text se vůči druhému „posune“, takže všechna následující písmena si již nebudou odpovídat, neboť budou posunuta vůči správné pozici o počet chybějících nebo naopak přidaných písmen (pokud se ve druhém textu shodou okolností nevyskytne taková chyba, která by texty vůči sobě zase posunula zpět).

Odhad vzájemné podobnosti pak může být značně zkreslen a bylo by nefér k tomu nepřihlédnout. Z pohledu učence porovnávajícího dva biblické texty to není problém, s podobnou překážkou se vyrovná zcela automaticky, ovšem způsobem, který je těžké kvantifikovat. Jak potom máme postupovat v případě srovnávání DNA? Zde musíme naši analogii s knihami a svitky opustit a přejít přímo ke skutečnosti, protože  zcela náhodou  je porozumění skutečnosti v tomto případě jednodušší než pochopení jakéhokoli přirovnání.

Zahříváte-li postupně DNA, dojdete k bodu (někde kolem 85 °C), kdy se vazba mezi oběma řetězci dvojšroubovice DNA přeruší a jednotlivé řetězce se od sebe oddělí. Můžete si to představit jako jakýsi bod tání. Když směs zase zchladíte, každá šroubovice se opět spontánně spojí s nějakou další, dokud nachází nějakou, se kterou lze párovat podle základních pravidel párování bází v dvojšroubovici DNA.

Člověk by si myslel, že každá šroubovice si najde svého původního partnera, od kterého byla oddělena a s nímž samozřejmě páruje na 100 %. Může tomu tak sice být, ale obvykle to nedopadne takhle úhledně. Rozptýlené fragmenty DNA totiž mají většinou po ruce jiné fragmenty, se kterými mohou nějak párovat. Pokud přidáte oddělené kousky DNA jiného druhu, jednotlivé odpovídající sekvence se spolu „zazipují“ podle podobnosti bez ohledu na to, jakému druhu ten který fragment DNA původně patřil. Z Watsonovy a Crickovy revoluce v molekulární biologii vyplývá pozoruhodný závěr, že DNA je prostě jen DNA. Je jí fuk, jestli pochází z člověka, šimpanze nebo z jablka. Jednotlivé fragmenty se budou vesele párovat s komplementárními úseky DNA, kdykoli a kdekoli je najdou. Nicméně síla vazby nebude vždy stejná. Jednovláknový úsek DNA se poutá ke komplementárnímu řetězci tím silněji, čím si jsou podobnější. To proto, že v opačném případě si mnoho z DNA „písmen“ (Watsonových a Crickových bází) nenajde protilehlého partnera, s nímž by mohly vytvořit vazbu. Celková síla vazby obou řetězců navzájem je pak oslabena  jako když máte zip, v němž chybějí některé zoubky.

Jak můžeme takovou sílu vazby měřit? Téměř směšně jednoduchou metodou: změříme její „bod tání“. Vzpomínáte, jak jsem říkal, že bod tání dvojšroubovice DNA je něco kolem 85 °C? Tak je tomu v obvyklém případě u řádně spárované dvojšroubovice. Pokud je ale vazba slabší, protože oba řetězce nepárují ve všech místech po celé délce  jako když se spojí například kus lidské DNA s komplementární částí DNA šimpanze  k přerušení vazby stačí teplota o něco nižší. Kdyby se lidská DNA spárovala s DNA vzdálenějšího druhu (třeba ryby nebo ropuchy), která by jí byla podobná ještě méně, celková vazba by byla ještě slabší a k jejímu přerušení by stačila teplota ještě menší. Rozdíl mezi bodem tání u slepenců různých fragmentů je ve skutečnosti vyjádřením jejich podobnosti a tudíž i genetické vzdálenosti mezi oběma druhy. Zhruba se dá tak od oka říci, že pokles bodu tání o jeden stupeň Celsia odpovídá přibližně snížení počtu spárovaných bází o jedno procento (což vlastně znamená nárůst počtu chybějících zoubků v zipu o jedno procento).

***tento text je úryvkem z knihy

Richard Dawkins: Největší show pod Sluncem – Důkazy evoluce

Argo a Dokořán 2011

O knize na stránkách vydavatele

(jedná se o verzi textu před závěrečnou korekturou)

autor