Student World

Laboratorní selekci mezi různými molekulami RNA popisuje Matt Ridley v knize Genom. Uvádí, že se takto došlo k sekvencím poněkud připomínajících kousek ribozomální RNA (sekvence 5S – rRNA). Šlechtění "zkumavkové" varianty RNA popisuje také Richard Dawkins ve Slepém hodináři.
Existuje enzym jménem RNA replikáza, který začne skládat z nukleotidů RNA dle předpřipravené vzorové RNA – něco podobného jinak funguje v případě RNA.
Bizarní je, že RNA, kódující replikázu, je pak sama tímto enzymem kopírována – máme tedy před sebou kladnou zpětnou vazbu. Pokud se RNA virus, vlastně pouhá ribonukleová kyselina kódující replikázu, takto zmocní chemické továrny v buňce, začne vše náhle produkovat jeho samého – “továrna se plní dalšími a dalšími zlovolnými stroji a každý z nich chrlí své ničemné výkresy na výrobu dalších strojů”, charakterizuje to Richard Dawknis.
Kopírování RNA lze realizovat i několika způsoby laboratorně. Sol a Spiegelman provedli následující pokus: Smíchali ve zkumavce nukleotidy RNA a RNA replikázu. Poté přidali malý kousek RNA (použita virová RNA) a nechali probíhat kopírování podle dodaného vzoru.
Jak můžeme postupovat dál? Až se RNA nahromadí v naší zkumavce, kápneme kousek do druhé zkumavky,plné dalších nukleotidů a replikázy. A tak stále dále. Kopírování RNA neprobíhá bez chyb a někde dojde k "přepisu". Životaschopné chyby ve své zkumavce zřejmě porazí původní rodičovský typ, rozšíří se a budou přeneseny do další zkumavky. Původní virová "Qbeta" použitá v pokusu byla takto nakonec nahrazena kratším řetězcem RNA nazvaným V2.
Zajímavé přitom je, že RNA můžeme šlechtit i z hlediska odolnosti k určité látce. Pokud zvyšujeme koncentraci "jedu" postupně, dojde často k vyšlechtění odolné odrůdy. samozřejmě je důležité přidat látku tak, aby došlo pouze ke zpomalení replikace. Posléze čekáme, až se opět objeví odolný kmen RNA množící se původní rychlostí a dávku můžeme zvýšit.
Důležitý je také fakt, že replikace RNA může probíhat i bez bílkovinného enzymu – sama RNA má totiž autokatalytické účinky.
Třetí model pokusu realizoval Manfred Eigen, který použil kombinaci kousků RNA a RNA replikázy bez naočkování původního delšího řetězce RNA. Posléze došlo k vytvoření delšího řetězce, přičemž tato kyselina byla podobná variantě V2. Zatímco V2 ale v prvním případě vznikla z delší verze Qbeta, nová obdoba V2 byla poskládána z jednotlivých nukleotidů, tedy "vývojem z opačné strany". Ukázalo se tedy, že V2 a podobné varianty zřejmě odpovídají jakémusi zkumavkovému optimu (jak bylo zmíněno na začátku článku, v jinak uspořádaném pokusu se takto podařilo vyšlechtit RNA připomínající kousek rRNA).

Uvedený příklad by rozhodně neměl znamenat, že RNA viry stály na počátku života. Viry jsou s největší pravděpodobností až relativně pozdní formou. Úsvit biologické evoluce by snad mohl odpovídat druhému příkladu v řadě, tedy šlechtění RNA bez účasti bílkovinným enzymů.

autor Pavel Houser