Jen pár poznámek ke genetice. To, že funkčních je asi jenom 5% genomu a ostatek jen nefunkční parazitická DNA je oblíbená teze obhájců evoluce ( R. Dawkins : Sobecký gen ) Nově jsou odhalovány nové funkce tzv. repetitivních sekvencí, pseudogenů a zde uvedu zajímavý příklad u tzv. intronů. To jsou části genů, které se nepřekládají do proteinů a při transkripci jsou vystřiženy tzv. spliceosomy ( dosti složité komplexy ). Zbytek genu - exony jsou pak poskládány, přičemž pořadí poskládání určují možná právě spliceosomy a alternativní sestava potom určuje výslednou expresi genu. Rekordman alternativníh splicingu je gen Dscam uovocné mušky Drosophila melanogaster, který může potencionálně vytvořit 38 tisíc variant.

Je vůbec zajímavé, jak nižší organismy mají větší variační potencionál. Párů bází DNA má genom člověka 3 miliardy, šimpanze 3,35 mld. a pšenice 17 miliard. Vidím to jako zcela záměrné. Člověk nemůže tvořit nové odrůdy a druhy, které se pak vzájemně již nekříží.

Malá poznámka: asi 60 % genomu tvoří parazitické sekvence, tedy různé transpozóny. To jsou úseky, které umějí kopírovat samy sebe a vkládat se do jiných částí genomu. Některé jejich druhy se silně podobají retrovirům, které ztratily schopnost opustit buňku a množí se už jenom v té buňce. Toto množení je prokázáno. Nejaktivnější jsou v zárodečné linii, protože jakékoli vložení se přenese do potomstva. Zajímavé je, že máme tyto endogenní roetroviry společné i s lidoopy, ačkoli nejsou schopny se přenést z jedince na jedince. Vysvětluje se to tak, že je měl už náš společný předek a z něj se dostaly do jeho potomstva. O tom svědčí i to, že vložení takového elementu do některého místa genomu je zcela náhodné a je jen málo pravděpodobné, že by k tomu došlo opakovaně. Čili pokud mají dva jedinci vložení téhož elementu do téhož místa, svědčí to o tom, že mají společného předka. Takováto vložení máme společné třeba se šimpanzem a některá třeba i s myší. Většina genomu jsou tedy parazitické sekvence, které se postupně pomnožují. To ale nevylučuje, že v průběhu evoluce nemůže některá z nich získat novou funkci. Třeba syncytin-1, nezbytný pro tvorbu placenty, pochází z endogenního retroviru.

Dále máme v genomu tzv. pseudogeny. Ty vzniknou tak, že reverzní transkriptáza, která je prudukována z retrovirových sekvencí, občas udělá chybu a přepíše do DNA nejenom retrovirovou RNA, ale také běžnou buněčnou mRNA. Vznikne cDNA, která je poté virovou integrázou vložena do náhodného místa genomu. Tento pseudogen se vyznačuje tím, že mu chybějí sekvence označující začátek genu (pro nasednutí komplexu RNA polymerázy II) a že sice má Kozakové sekvenci, která označuje počátek otevřeného čtecího rámce, ale nemá žádné introny. To znamená, že není ani překládán do proteinů. Nicméně může v průběhu evoluce získat novou funkci. Bylo zjištěno, že je téměř celý genom slabě překládán do RNA a vzniklé molekuly pak slouží k udržení heterochromatinu (utlumení exprese v daném místě). Nově vniklý pseugen se sekvenčně shoduje s původním genem, takže jeho produkty mohou tlumit expresi nejenom v místě pseudogenu, ale také v místě původního genu. V průběhu evoluce se tak může vyvinout další úroveň regulace nějakého genu, a pseudogen tak získá funkci.

Pak máme v genomu zbytky různých chyb při replikaci či oprav DNA. I ty mohou přispět k expanzi nesmyslných úseků. Občas k těmto chybám dochází i uvnitř kódujících sekvencí. Jedno takové místo se třeba nachází uvnitř genu pro huntingtin. Chybami při replikaci (sklouznutí polymerázy) dochází k expanzi trinukleotidové sekvence. To vede k prodlužování řetízku glutaminů. Pokud jich je příliš mnoho, protein je nestabilní, začne vytvářet velké agregáty a poškozovat mozek. Výsledkem je smrtelná choroba - Huntingtonova chorea. K podobným sklouznutím dochází i v jiných částech genomu, kde patrně nemají žádný účinek. Pouze se hromadí. Všechny tyto odpadní sekvence ovšem mohou v průběhu evoluce získat nějakou funkci, regulující strukturu chromatinu, genovou expresi, apod. To třeba popsal Petr Svoboda z Ústavu molekulární genetiky. Vedle toho bych odlišoval sekvence se skutečnou funkcí. Některé repetice jsou skutečně důležité pro udržování struktury chromatinu, protože se do jejich sekvencí váží příslušné proteinové komplexy. Takovéto repetice se nacházejí např. v oblasti centromer chromozómů, v oblasti telomer i jinde - zde slouží k připojení jaderné matrix. Pak zde ještě máme okolí kódujících sekvencí. Samotným genům kódujícím proteiny předcházejí dlouhé sekvence, které nic nekódují a pouze se sem váží proteiny regulující strukturu chromatinu (včetně transkripčních faktorů). Sekvence podporující expresi příslušného genu mohou být značně vzdálené - pak se jim říká silencery či enhancery. A mohou se nacházet i v intronech. U nekódujících sekvencí ovšem jednak platí, že mutace dost často neovlivní jejich funkci, pokud vůbec nějakou mají (proto je naprostá většina mutací neutrálních) a dále pak platí, že převážná většina genomu je zbytek po pomnožování vnitrobuněcných parazitů. Jenom menší část slouží k produkci proteinů či její regulaci.

Dˇ za informace