Deset největších objevů genetiky

Genetika je vědou, která významným způsobem ovlivňuje budoucnost lidstva. Od roku 1953, kdy byla objeven model základní molekuly dědičnosti – kyseliny deoxyribonukleové (DNA), až do dnešních dnů proběhla celá řada výzkumů a bylo uskutečněno mnoho objevů.

Na deseti objevech, které tuto oblast výzkumu zásadně ovlivnily, se s profesorem Ing. Jaroslavem Petrem, DrSc. z Výzkumného ústavu živočišné výroby shodl též doc. MVDr. Ivan Míšek, CSc., ředitel Ústavu živočišné fyziologie a genetiky Akademie věd ČR, který je zároveň vedoucím Laboratoře genetiky a embryologie téhož ústavu.Genetika je vědou, která významným způsobem ovlivňuje budoucnost lidstva. Od roku 1953, kdy byla objeven model základní molekuly dědičnosti – kyseliny deoxyribonukleové (DNA), až do dnešních dnů proběhla celá řada výzkumů a bylo uskutečněno mnoho objevů. Na deseti objevech, které tuto oblast výzkumu zásadně ovlivnily, se s profesorem Ing. Jaroslavem Petrem, DrSc. z Výzkumného ústavu živočišné výroby shodl též doc. MVDr. Ivan Míšek, CSc., ředitel Ústavu živočišné fyziologie a genetiky Akademie věd ČR, který je zároveň vedoucím Laboratoře genetiky a embryologie téhož ústavu.

1953 – V anglické Cambridge představili světu dva mladíci „kód života“. James Watson a Francis Crick vytvořili model základní molekuly dědičnosti – kyseliny deoxyribonukleové (DNA). Ve vědeckých knihách byla dvoušroubovice dlouho ignorována nebo představována jako „čirá spekulace“. Obrat nastal teprve po roce 1963, když si Watson a Crick spolu s novozélandským kolegou Mauricem Wilkinsem odnesli ze Stockholmu Nobelovu cenu za fyziologii a medicínu. Je zajímavé, že dosud největšího ohlasu ve vědeckém tisku se tomuto objevu dostalo v roce 2003, když se o něm psalo v souvislosti s jeho „zlatým“ výročím. Model Watsona a Cricka znamenal revoluci v genetice, protože z něj bylo patrné, jak vlastně dědičná informace funguje. 1973 – Byl úspěšně proveden přenos genu do střevní bakterie Escherichia coli. Lidé zahájili „hrátky s geny“ a zároveň dostali strach z toho, co všechno může zvládnutí této techniky přinést.

V roce 1975 se setkali nejlepší světoví genetici na památné konferenci v americkém Asilomaru, aby se dohodli, jak dále bádat a přitom nevystavit svět hrozbě vzniku nových nebezpečných organismů. V roce 1976 vzniká první biotechnologická firma Genentech, která chce vydělat na tvorbě mikroorganismů, jejichž dědičná informace je pozměněna cíleným zásahem genových inženýrů.

Jako první byl pro tyto účely využit lidský gen pro inzulín. Bakterie z Genentechu začaly v kultivačních nádobách vyrábět lék pro léčbu cukrovky. Podobných tzv. geneticky modifikovaných organismů (GMO) byl od té doby vytvořen bezpočet.

Po bakteriích se lidé naučili měnit dědičnou informaci i u rostlin a živočichů. 1977 – Genetika dostala hned dvě metody pro čtení molekul DNA – tedy stanovení pořadí, v jakém po sobě v molekule DNA následují písmena genetického kódu.

O náročnosti tehdejších postupů svědčí výrok genetika Sydneyho Brennera, který žertem navrhl čtení dědičné informace jako trest pro zločince. „Čím těžší zločin by spáchali, tím delší kus DNA by museli přečíst,“ říká žertem Brenner.

Všem je jasné, že genetikům musí ulevit stroje. Ale teprve v roce 1986 je zkonstruován první automat na čtení DNA. První dědičnou informaci pozemského organismu se podařilo přečíst v roce 1983 ještě bez pomoci automatů.

Patřila viru bakteriofágu lambda a skládala se z 502 písmen genetického kódu. 1980 – Britský genetik Alec Jeffreys vyvinul metodu detekce individuálních rozdílů mezi dědičnou informací různých lidí.

Technika vešla do obecného povědomí jako DNA fingerprinting, což bychom si mohli do češtiny volně přeložit jako „otisk prstu z dědičné informace“. Molekulární genetika vstoupila do kriminalistiky a soudního lékařství.

Úseky lidské DNA označované obvykle jako mikrosatelity vytvářejí u každého z nás jedinečnou kombinaci, takže je možné rozborem DNA prakticky se stoprocentní jistotou říci, komu DNA patří. S pomocí „otisků DNA“ už byly usvědčeny stovky těžkých zločinců, kteří by jinak unikli spravedlnost.

Otisk DNA“ lze pořídit z kapky krve, buněk na kořínku vypadlého vlasu, ze šupinky odloupnuté pokožky, z buněk sliznice ulpěných na oharku cigarety nebo okraji sklenice. Desítky nevinně odsouzených lidí naopak unikly trestu smrti, když dodatečně zjištěný „otisk DNA“ prokázal, že zločin spáchal někdo jiný.

Pomocí „otisku DNA“ se určuje totožnost obětí tragédií, jako byl útok na newyorské obchodní centrum 11. září 2001. Spolehlivě určí i otcovství. 1985 – Světlo světa spatřila metoda tzv. polymerázové řetězové reakce označovaná obvykle zkratkou PCR.

Duchovním otcem metody je americký genetik Cary Mullis. Pomocí PCR lze namnožit vybraný úsek dědičné informace. Z jediné molekuly lze získat prakticky libovolný počet kopií. Dá se bez přehánění říci, že drtivá většina současných genetických objevů by nebyla bez PCR možná nebo bychom na jejich uskutečnění čekali celá desetiletí.

Díky PCR mohou provádět kriminalisté analýzy dědičné informace pachatele ze stop zajištěných na místě činu. Stačí, když se podaří izolovat jedinou molekulu a PCR už se postará, aby se jí opakovaným kopírováním vytvořilo tolik, že se s ní pak při dalších rozborech nemusí šetřit.

Touto metodou můžeme najít v dědičné informaci i poškozené geny a provádět tak vyšetření na dědičné choroby. Metodu si zamilovali i archeologové, protože jim dovoluje zkoumat DNA odebranou z velmi starých nálezů, kde je drtivá většina dědičné informace nenávratně zničena.

Tak byla třeba provedena analýza malého zlomku dědičné informace neandrtálce. 1990 – Ve Spojených státech provedl William French Anderson první tzv. genovou terapii. Do češtiny bychom si mohli tento termín přeložit jako léčbu genem.

Lidem trpícím dědičnou chorobou v důsledku poruchy jejich vlastního genu je do buněk vpraven cizí nenarušený gen, podle kterého si pacientův organismus vyrobí dosud chybějící bílkovinu. Andersenův pokus skončil jen částečným úspěchem.

Teprve v roce 2001 se podařilo francouzskému lékaři Alanovi Fischerovi vyléčit genovou terapií tzv. bublinové děti, které mají v důsledku poruchy genu nefunkční imunitní systém a ohrožuje je i banální infekce.

Zdaleka největší podíl má ale genová terapie nádorových onemocnění. Do nádoru se vnese cizí gen a podle něj se v nádorových buňkách vyrobí z jinak neškodného léku toxická látka. Po podání léku jsou zdravé buňky nezasaženy, ale nádorové buňky si podle dodaného genu vyrobí jed a samy sebe zahubí.

1995 – Byla poprvé přečtena kompletní dědičná informace volně žijícího pozemského organismu. Stala se jím bakterie Haemophilus influenzae. Na scénu vstupuje genomika – odvětví genetiky studující celé dědičné informace (tzv.

genomy) rozličných organismů. Po bakteriích byly přečteny genomy kvasinek, původce malárie zimničky, hlísta Caenorhabditis elegans, mušky drozofily, včely, komára anofela, mořské sumky, ryby čtverzubce fugu, kura domácího, myši, potkana, psa.

V popředí zájmu jsou i genomy rostlin. První rozluštěnou rostlinou se stal huseníček Thalův, droboučký plevel sloužící vědcům pro pokusné účely. 1996 – Narodila se ovce Dolly – patrně nejslavnější ovce všech dob.

Stala se prvním savcem, který byl vytvořen z jediné tělní buňky dospělého zvířete jako dokonalá genetická kopie své „předlohy“. Zatímco svět se zcela zbytečně obává zneužití klonování pro tvorbu dvojníků megalomanských boháčů nebo k vytváření armád všehoschopných zabijáků, pro genetiky je metoda vynikající příležitostí pro poznání toho, jak geny vlastně fungují.

Mohou zkoumat procesy, které mají na svědomí, že se buňka pokožky, svalu nebo krvinka změní na embryo, z kterého vyroste nový živočich. Zároveň je klonování obrovskou nadějí pro medicínu. Z buňky pacientova těla (třeba z pokožky) vytvoří vědci klonováním embryo a z něj vypěstují speciálním postupem masu buněk – např.

srdeční svalovinu. Tu pak voperují pacientovi na poškozené místo v srdci. Jeho imunitní systém se jim nebude bránit, protože to budou pacientovy vlastní buňky „přeškolené“ klonováním z pokožky a srdeční svalovinu.

2000 – Šestadvacátý červen vešel do dějin jako „den G“. Právě v tento den bylo totiž ohlášeno přečtení dědičné informace člověka – když zatím jen „nahrubo“. Do pomyslného cíle dorazily hned dva týmy.

Mezinárodní konsorcium Human Genome Project (HGP) a americká soukromá společnost Celera Genomics. Celera začala stíhat HGP s několikaletým zpožděním, ale v závěru byla dokonce o něco rychlejší. Zatímco HGP utratil za „hrubé přečtení“ lidského genomu tři miliardy dolarů – lze říci, že přečtení jednoho písmene genetického kódu vyšlo na dolar – Celera vystačila s desetinou.

Přesto nelze „den G“ vnímat jako dosažení konečného cíle, ale jako start nových zcela zásadních objevů. Teprve teď se dozvíme, jak vlastně lidský organismus funguje, v čem se lidé liší od zvířat a další donedávna zcela nepředstavitelné věci.

2004 – V Británii je založena banka pro ukládání dědičné informace pozemských živočichů ohrožených vyhynutím. Jako první jsou do ni uloženy vzorky DNA antilopy oryx, cvrčka polního a mořského koníka.

Tváří v tvář masovému vymírání živočichů podnikají lidé poslední zoufalý krok k zachování alespoň části bohatství pozemské přírody. Z DNA už asi nikdo vymřelého tvora neoživí, ale alespoň si budou moci budoucí generace dělat představu, jak vypadala jeho dědičná informace.

Autor: Jaroslav Petr
Rubriky:  Genetika
Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce
reklama

Související články

Česká výprava do Afriky: Osmičlenný...

Čeští odborníci z českobudějovického biologického centra Akademie věd,...

Osteoporóza přichází nenápadně

Denzitometrie neboli měření hustoty minerálů v kostech je jedním z...

Pacientů, kteří mají problémy se...

Nejsou to zrovna optimistická čísla: podle aktuálních údajů špatně vidí...

Elektrický mozkový implantát...

Jako ohromující neurovědecký pokrok označují výzkumníci novou metodu léčby...

Ochutnáme jahody a maliny bez virů?

Jaké viry jahodám a malinám škodí? Jakým způsobem je před nimi chránit,...

Léky z krevní plazmy denně pomáhají...

Darování krevní plazmy je stejně důležité jako darování krve – zachraňuje životy....

Osvětlí jeskynní komora kulturu...

V jádru příbojové vápencové Gorhamovy jeskyně na východním...

Byla udělena Nobelova cena za...

Za objev receptorů, jež vnímají teplo a hmat, byla v pondělí 4. října...

Záhada identických dvojčat

Nizozemští výzkumníci jsou přesvědčení, že jejich nová modifikace DNA povede ke...

Unikátní fakta o dětském mikrobiomu

Zdánlivě „přátelské“ bakterie, které žijí přirozeně ve střevech dítěte, mohou ovlivnit...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Elektrický mozkový implantát léčí deprese

Elektrický mozkový implantát...

Jako ohromující neurovědecký pokrok označují výzkumníci novou metodu léčby...
Rakovina prsu: Stále vážná hrozba

Rakovina prsu: Stále vážná hrozba

Říjen je již tradičně měsícem boje proti rakovině prsu. Díky unikátní studii Inovace pro...
„NEJ“ ze světa dinosaurů

„NEJ“ ze světa dinosaurů

Dinosauři byli v historii planety Země těmi největšími a nejtěžšími tvory,...
Využití virtuální reality pro plánování a simulaci vojenských misí

Využití virtuální reality pro...

Unikátní systém, kombinující využití virtuální reality a výcvikové haly o...
Mata Hari: Nejslavnější špionka, která nikdy žádné informace nedodala

Mata Hari: Nejslavnější špionka,...

Je 15. října 1917. První světová válka trvá už tři roky a ještě více...
Světlo svobody září z Hořic do naší země

Světlo svobody září z Hořic do...

Světlo svobody v Hořicích v Podkrkonoší neuhasíná. Na projekt dvojice...
Sezóna respiračních onemocnění udeří razantně

Sezóna respiračních onemocnění...

Podzimní sezóna respiračních onemocnění přijde letos s větší silou. Odborníci...
Když tetřívci „pšoukají“

Když tetřívci „pšoukají“

Akustická individualita může hrát v období páření u mnoha ptáků velkou roli....
Zřejmě nejdrzejší přepadení vlaku v historii zlodějům štěstí nakonec nepřineslo

Zřejmě nejdrzejší přepadení vlaku v...

Ačkoliv přepadení vlaku je v knihách a filmech poměrně vděčným námětem, najde...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

V našem profesionálně sestaveném testu ihned zjistíte přesné výsledky a obdržíte certifikát.