Jak organismy brání své dědičné informace?

Genetické informace určující naši podobu jsou předávány po dlouhé věky – z generace na generaci, z jedné buňky do další. Při tomto procesu čelí neustále útokům okolního prostředí, přesto si zachovávají přesnost. Zahrnují totiž opravný mechanismus, který je v případě poškození uvede do původního stavu.

V posledních dvaceti letech byla Nobelova cena za chemii často udělena za výzkum buněk. Nejinak tomu bylo, když toto ocenění obdrželi vědci Tomas Lindahl, Paul Modroch a Aziz Sancar, kteří nezávisle jeden na druhém zmapovali několik důležitých procesů opravy DNA.

Základem genetického materiálu každého člověka je kombinace 23 chromozomů ze spermie s 23 chromozomy z vajíčka. Toto jedinečné sloučení obsahuje všechny genetické informace. Pokud bychom z této první buňky vzali jednotlivé molekuly DNA a položili je vedle sebe, získali bychom přibližně 2 metry dlouhou řadu.

Až neskutečná přesnost!

V okamžiku rozdělení oplodněného vajíčka, dochází ke zkopírování molekul DNA. Nová dceřiná buňka tak má zákonitě také kompletní sadu chromozomů. A proces dělení pokračuje dál. Na konci prvního týdne je buněk už 128 a celková délka DNA se začíná blížit 300 metrům! Po miliardách a miliardách buněčných dělení, když lidský organismus dosáhne své konečné velikosti, by natažená DNA byla tak dlouhá, že by ji teoreticky bylo možné natáhnout mezi Zemí a Sluncem a to hned 250x.

Ještě neuvěřitelnější je však skutečnost, že i tyto kopie s neuvěřitelně vysokým pořadovým číslem, jsou téměř k nerozeznání od originálu, jenž byl vytvořen na počátku v oplodněném vajíčku.

Z chemického hlediska je něco podobného takřka nemožné. Všechny chemické procesy jsou totiž náchylné k výskytu náhodných chyb. Navíc je DNA denně vystavena poškozujícímu UV záření a dalším vlivům. A s chybným genetickým materiálem to je jako s chybou v počítačovém programu, přivodí fatal error – smrt.

DNA monitorovány roji proteinů

Aby dědičný materiál přežil a mohl být předán další generacím, bdí nad geny bílkoviny (proteiny). Monitorují je. Jejich úkolem je v případě detekce poškození zahájit opravný mechanismus a vše pokud možno vrátit do původního stavu. Trojice vyznamenaných vědců zmapovala tyto procesy na molekulární úrovni.

Výsledky jejich výzkumu, přispěly například k pochopení příčin řady dědičných chorob, vzniku rakoviny i nezvratného procesu stárnutí.