ecomail.cz

Záhada dvojitej špirály


Zcela zásadním momentem při objevování záhad dědičnosti bylo rozluštění struktury DNA – kyseliny deoxyribonukleové.


Kyselinu jako takovou objevil již v roce 1896 švýcarský lékař Friedrich Miescher, když zkoumal bílé krvinky. Zjistil, že v jejich jádrech je obsažena látka nebílkovinné povahy bohatá na fosfát. Protože dosud neznámá látka pocházela z buněčných jader (latinsky název pro jádro je nukleus), nazval ji nukleon. V té době nebyl znám význam DNA ani její konkrétní struktura, přesto se Miescher jednu chvíli domníval, že by mohla hrát roli v dědičnosti.

O funkci DNA toho dlouho nebylo moc známo. Trvalo celých 75 let, než v roce 1944 Oswald Avery a jeho spolupracovníci prokázali, že genetická informace je uchovávána a předávána molekulou DNA a nikoli proteiny, jak se do té doby věřilo. Avery navázal na experiment, který provedl patnáct let před ním Frederick Griffith.

Slavný Griffithův experiment spočíval v tom, že míchal živé a mrtvé kultury pneumokoků. Pozorováním pak zjistil, že kultura neškodných živých bakterií ve směsi s nebezpečnými mrtvými (usmrcenými) pneumokoky dá vzniknout živým a silně infekčním bakteriím. Tím prokázal, že živé neškodné bakterie mohou přijímat z mrtvých bakterií nějakou látku (transformační faktor), která změní jejich charakter. Dnes víme, že to byl vlastně genetický materiál. Averyho tým pak prokázal, že látka, která způsobuje transformaci neškodných bakterií na škodlivé, je tvořena z 99,9 % DNA . To byl zásadní objev, který jasně určil, že DNA je nositelkou dědičných vlastností.

Pneumokok - Je bakterie kulovitého tvaru. Pneumokokové infekce jsou jedny z nejčastějších onemocnění v lidské populaci a mají velmi různorodý průběh od lehkých respiračních onemocnění, přes záněty dutin a středouší, až po těžké zápaly plic a mozkových plen.

Trofim Děnisovič Lysenko (1898–1976) - Sovětský agronom, který odmítl mendelovskou genetiku a místo toho vycházel z nekriticky aplikované Mičurinovy teorie hybridizace o dědičnosti získaných vlastností. Způsobil svými amatérskými zásahy do sovětského semenářství zaplevelení osiva, a tím významné snížení produkce obilnin. Velká část Lysenkových experimentů je dnes považována buď za diletantské pokusy nesplňující požadavky na vědeckou práci, nebo přímo za vědomé podvody. Lysenko např. přišel s návrhem zasypávat ovocné stromy sněhem, aby bylo dosaženo jarovizace jabloní a hrušní. Lysenkovo učení bylo v Sovětském svazu oficiálně zavrženo až v roce 1964.

Olga Borisovna Lepešinská (1871–1963) - Sovětská bioložka, která se proslavila pavědeckou teorií o vzniku buněk z nebuněčné „živé hmoty“ a politickými prostředky nechala odstranit odpůrce této teorie.

Struktura DNA byla objevena před 65 lety.
Tímto klíčovým zjištěním začalo pátrání po struktuře DNA , její roli a funkci v procesu předávání informací z pokolení na pokolení. Pro zjištění funkce DNA bylo nezbytné zjistit její strukturu. To se podařilo 25. dubna 1953, kdy Britové Francis Crick a M auriceWilkins a A meričan James Watson jako první přinesli model dvoušroubovice DNA a popsali její kopírovací mechanismus. Oznámili to článkem v přírodovědeckém časopise Nature.

Jejich objevu předcházela práce v oboru rentgenové krystalografie, která naznačila rozložení jednotlivých atomů ve složité molekule kyseliny. Jednalo se ovšem pouze o fotografické snímky, které toho jen málo říkaly o prostorovém uspořádání. Badatelé z fotografií věděli pouze to, že molekulu DNA tvoří šroubovice složená z cukru deoxyribózy s napojenou fosfátovou skupinou. A věděli, že se na tento cukr nějak vážou čtyři typy dusíkatých bází – konkrétně adenin, guanin, cytosin a thymin. Nicméně snímky udělaly na Watsona obrovský dojem. Měl pocit, že z nich načerpal potřebnou inspiraci. Svěřil se svému spolupracovníkovi Francisu Crickovi a ten vyřkl osudnou větu: „Tak postavíme model!“

A tak Watson s C rickem stavěli dvojitou šroubovici. Pokoušeli se „nastrkat“ do nitra šroubovice dusíkaté báze a jejich prostřednictvím oba řetězce spojit. Ale nedařilo se to. Nakonec si Watson vystříhal modely bází z tvrdé lepenky a „honil“ je po stole, podobně jako když se skládá puzzle. A pak najednou spároval adenin s thyminem protějšího řetězce dvojité šroubovice a stejně tak i guanin s cytosinem. Vše do sebe nádherně zapadlo! Dostavil se okamžik, na který oba výzkumníci tak toužebně čekali – vznikl model, který byl dostatečně elegantní, aby mohl být správný.

Watson vystříhal modely bází z tvrdé lepenky a vše do sebe nádherně zapadlo!
Vedle elegance byl na modelu nejpozoruhodnější fakt, že ze struktury bylo ihned jasné, jak se dědičná informace v buňce kopíruje. V odborném článku, který naklepala doma v obýváku na psacím stroji Watsonova sestra, je doslovně uvedeno: „Neuniklo naší pozornosti, že ze specifického párování, jež tu navrhujeme, vyplývá bezprostředně i mechanismus, jakým se může genetický materiál kopírovat.“

Pozoruhodné je také to, že zřejmě nejslavnější událost v biologii od chvíle, kdy Charles Darwin v roce 1859 publikoval své klíčové dílo O původu druhů, byla oznámena v krátkém článku, který měl pouhých 900 slov! Objev struktury DNA – slavné dvojité šroubovice – se stal synonymem pro vědecký pokrok druhé poloviny 20. století. Článek doslova otřásl světem. Obrázek dvojité šroubovice byl ve slavném článku graficky velmi „úsporný“. Nakreslila jej manželka Francise Cricka. Později ve svých vzpomínkách Francis Crick uvedl: „Napsali jsme náš článek tak jednoduše, že to bylo, jako kdybychom vytáhli králíka z klobouku. Objev struktury DNA byl v mnoha směrech náhodný. Ale odhaloval tolik biologických tajemství, že jsme si mohli dovolit pominout obvyklé vědecké rituály spojené s psaním článků.“

V roce 1962 byli Watson, Crick a Wilkins oceněni za objev struktury DNA Nobelovou cenou.
Zatímco v jedné části světa docházelo k převratným objevům, které měly a dosud mají obrovský vliv na vývoj vědy a celého lidstva, na druhé straně za železnou oponou jako by panovalo to největší temno. Genetika, kybernetika, sociologie a další obory byly považovány za „buržoazní pavědy“. Významné osobnosti vědy, jako např. Gregor Johann Mendel, Thomas Morgan a další, byly veřejně zatracovány a jejich učení a objevy, bez kterých by nebyl rozvoj vědy možný, byly prohlašovány za scestné. To pomohlo vzestupu obskurních osobností, jakými byli Lysenko, Lepešinská a omezilo svobodu vědeckého bádání u nás i v celém sovětském bloku, kterého jsme tehdy byli součástí.

Autor: prevzaté z časopisu Sféra