Student World

Míra podobnosti DNA dvou organismů určuje vzdálenost, která mezi nimi existuje v rámci evolučního procesu. Existují ale sekvence nukleové kyseliny společné všem dnes žijícím entitám? Takový úsek DNA bychom mohli označit jako hypotetický "nejstarší gen".

Našim podmínkám zřejmě nejlépe vyhovuje gen o 120 nukleotidech, který se několikrát opakuje i ve všech lidských chromozomech. Kopie tohoto genu v RNA se přitom označuje jako 5S RNA. Při přepisu jeho informace do struktury aminokyselin pak vznikne bílkovina tvořící ribozom – tedy organelu, na které probíhá i samotná syntéza bílkovin.
Zdá se, že úctyhodné stáří můžeme přisoudit především samotné 5S RNA. Podle všeho se jedná ještě o pozůstatek (hypotetického, avšak pravděpodobného) RNA světa, který před více než 4 miliardami let předcházel současnému životu založenému na kombinaci nukleová kyselina-bílkovina. V RNA světě přitom nukleové kyseliny hrály současně roli dnešních enzymů, tj. představovaly skutečně jedinou živou hmotu. Metaforicky řečeno, ribonukleová kyselina byla jak čtečkou, tak informační matricí. Důvodem přechodu ke světu DNA byla pak především větší stabilita řetězců dexoribonukleové kyseliny v porovnání s RNA.
Velmi pozoruhodná je i následující souvislost: Úsek 5S RNA se podařilo připravit dokonce i laboratorně, a to cestou přirozeného výběru mezi jednotlivými molekulami ribonukleové kyseliny. Experiment probíhal následujícím způsobem: Do reakční směsi byly vloženy náhodné sekvence RNA. Po nějaké době by zde měly převládnout ty molekuly, které vykazují nejlepší katalytické schopnosti – jde samozřejmě především o schopnost katalyzovat vlastní reprodukci. Konkurenční řetězce budou finálně rozebrány a přeměněny na kopie té "nejlepší" sekvence. Pokusy přitom vedly k sekvencím velmi podobným úseku 5S (Zdroj: Matt Ridley, Genom, Portál, Praha, 2001).
Dá se říct, že tímto způsobem jsme se dostali nejenom do světa RNA, ale skutečně až k samému počátku pozemského života, alespoň toho založeného na nukleových kyselinách. Nechybějí názory, že před ještě nukleovými kyselinami existovalo období dalších autokatalyzátorů – buď jílů, nebo jednodušších organických látek, žádné důkazy však pro to dnes nemáme.

Poznámka čtenáře: Dovolte mi, abych jakožto biolog reagoval na malou chybu, která se vloudila do Vašeho článku. Popisujete přepis 5S RNA do struktury proteinu (lépe ji označovat jako 5S r-RNA (r-jako ribozomální)). "Bohužel" tento model  v případě r-RNA neplatí. r-RNA jsou jednou ze stavebních složek ribozómů.Tou druhou jsou proteiny, ty ale nejsou kódovány stejnými geny jako r-RNA.
Mgr. Tomáš Cápal, ctomas@email.cz

autor Pavel Houser