O rozlúštenie genetickej záhady sa postarali českí molekulárni biológovia predovšetkým z Mikrobiologického ústavu AV ČR a Parazitologického ústavu Biologického centra AV ČR. Projekt podporila Grantová agentúra ČR a štúdiu zverejnil odborný časopis Nature.
Žije si ako v raji, Českom raji, a parazituje na plošticiach. Vedci ho našli u celkom bežne sa vyskytujúcej ploštice Eysarcoris aeneus chytenej na lúke vedľa Podtroseckých rybníkov v Libereckom kraji. Tento parazitický prvok nenapadá priamo človeka, patrí však do skupiny Trypanosomatina, čo sú prvoky blízko príbuzné trypanozome spavičnej, ktorá je u človeka a hovädzieho dobytka pôvodcom smrteľného ochorenia zvaného spavá choroba. Vďaka svojej genetickej „odchýlke“ je nový prvok veľmi cenný pre ďalší biologický výskum, pretože môže vedcom umožniť doposiaľ nepredstaviteľné manipulácie s genetickým kódom.
Foto: avcr.cz
Čítajte aj Vedkyňa Eva Krupičková Pluhařová: Simulovať sa dá skoro všetko
Genóm je ako kniha plná viet – génov
Genetická informácia je uložená v molekulách DNA, ktorých jednotlivé úseky označujeme ako gény a ich súbor v danom organizme sa nazýva genóm. Každý gén v sebe obsahuje recept na výrobu jednej bielkoviny, ktorá vzniká rôznymi kombináciami dvadsiatich základných aminokyselín procesom zvaným proteosyntéza. Pre jednoduchosť si možno gén predstaviť ako jednu vetu začínajúcu veľkým písmenom a končiacou bodkou, zatiaľ čo genóm je kniha rozprávajúca celý príbeh. Veľké písmená a bodky oddeľujú jednotlivé vety, a dávajú tak celému príbehu jasnú štruktúru a zmysel.
Nedávno sa však ukázalo, že existujú organizmy, do ktorých viet prenikli bodky navyše, a to tak, že nahradili špecifické písmená ľubovoľných slov (E a V, ktoré značia konkrétne aminokyseliny). V dôsledku toho sú čitatelia (v prípade genómu ide o bunkových lúštiteľov genetického kódu – tzv. ribozómy) zmätení, kde vety skutočne končia, a príbeh sa stáva úplne nezrozumiteľným. V prenesenom slova zmysle by sa dalo povedať, že u nich došlo k biblickému zmäteniu jazykov ako v pradávnej ríši Babylonskej.
Snáď najzmätenejší zo všetkých je práve novo popísaný druh trypanozomy, parazitujúci na plošticiach. Vedci z Parazitologického ústavu Biologického centra a Mikrobiologického ústavu AV ČR objavili molekulárny mechanizmus, ktorý sa u tohto prvoka vyvinul, aby čitateľ (ribozóm) mohol prechádzať jeho genetickými vetami tak, ako by v nich žiadne bodky navyše neboli. Vety sú však tak špecificky zašifrované, že čitatelia (ribozómy) žiadnych iných organizmov nedokážu príbeh (genetickú informáciu) správne rozlúštiť.
Čítajte aj Mravce vedia z moču "zistiť" rakovinu
„Trik spočíva v povahe a dĺžke molekuly transferovej RNA alebo tRNA, ktorá ribozómu bežne slúži ako lúštiteľská príručka, a v jedinečnej úprave jednej bielkoviny, ktorá v bunkách za normálnych okolností zaisťuje rozpoznávanie bodiek, teda presné ukončenie proteosyntézy,“ vysvetľuje Leoš Valášek z AV ČR. Súčinnosťou týchto dvoch upravených molekúl pozná ribozóm tohto prvoka, kedy má, nehľadiac na veľa bodiek, vetu správne ukončiť, a kedy má bodky naopak nahradiť dvoma pôvodnými písmenkami (E a V), čo príbehu (genetickej informácii) vráti zmysel.
„Vyzerá to trochu ako opravený diktát nepozorného žiaka základnej školy, ale ako presvedčivo ukazuje študovaná trypanozoma, dá sa s tým dobre žiť. Ide o úplne nečakaný a dramatický odklon od štandardného genetického kódu, ktorý je podstatou všetkého živého,“ dodáva ďalší z autorov Zdeněk Paris z Parazitologického ústavu Biologického centra AV ČR.
Čítajte aj Ľuďom sa možno začalo dariť po celom svete vďaka altruizmu k iným druhom
Prečo má vo svojom mene „nonstop“?
Tento bičíkovec bol pomenovaný Blastocrithidia nonstop na základe jeho veľmi dramatického odklonu od univerzálneho genetického kódu. „Vo svojich génoch totiž nesie tisíce UAA, UAG a UGA stôp kodónov, ktoré ale jeho ribozóm nečíta ako koniec výroby príslušného proteínu. Keby tak robil, žiadny zo svojich proteínov by nemal v plnej dĺžke, čo by pre jeho bunky bolo smrteľné,“ pokračuje Zdeněk Paris. Namiesto toho syntéza proteínov pokračuje (preto názov Blastocrithidia nonstop), pretože týmto stop kodónom ribozóm priraďuje aminokyseliny glutamát pre UAA a UAG a tryptofán pre UGA pomocou unikátnych adaptácií, ktoré vedci v novej štúdii podrobne popísali. Výsledkom je, že všetko, čo tento prvok k životu potrebuje, si bez problémov vytvorí sám.
Text: Markéta Wernerová, Divízia vonkajších vzťahov SSČ AV ČR, s využitím tlačovej správy AV ČR