Přirozenost versus výchova? Kde je pravda?

Jak si organismus může vytvořit biologickou paměť pro některé tak proměnné podmínky, jako je kvalita výživy nebo teplota, objevili vědci z John Innes Centre v britském  Norwichi. Jejich objev vysvětluje mechanismus této paměti – druh biologického spínače – a  také to, jak může být zděděna potomky.

Některé studie ukazují, že v rodinách, kde generace rodičů nebo prarodičů trpěla závažným nedostatkem potravin, mají děti i vnoučata vyšší riziko kardiovaskulárních onemocnění a také cukrovky, přestože podmínky, které by to mohly přivodit, už nepřetrvávají.
To by mohl vysvětlit rychle se rozvíjející obor, epigenetika, který zkoumá změny v přepisu a překladu genů (genové expresi), ke kterým dochází beze změny sekvence (posloupnosti molekul nesoucích informaci) DNA.

Geny se nemění, vzhled ano?
Dlouho totiž nebylo jasné, jak by si mohli jedinci vytvořit paměťový záznam pro tak proměnný faktor, jako je výživa, a přenést jej do další generace.
Studii vedl profesor Martin Howard a profesorka Caroline Deanová z John Innes Centre.
„V současnosti existuje několik případů, kdy víme, že je aktivita genů ovlivněna dlouhodobě faktory životního prostředí. V některých případech může životní prostředí jedince skutečně mít vliv na jeho biologii a fyziologii. U potomstva, které zdědí tyto znaky, však nenacházíme žádné změny v sekvenci jednotlivých genů,“ říká profesorka Deanová.

Speciální povel pro kvetení
Pro svoje výzkumy si vědci vybrali rostliny schopné si pro další generaci „zapamatovat“ délku chladného zimního období. To proto, aby mohly přizpůsobit vhodnou dobu kvetení i opylení, a zajistily si tak nejvýhodnější podmínky pro šíření semen a jejich klíčení.
Vědci v té době už znali geny, které hrají roli v jednotlivých fázích procesu kvetení, a bylo jasné, že něco ovlivňuje načasování kvetení v závislosti na délce chladného zimního období i v příští generaci. Svou pozornost soustředili hlavně na FLC (Flovering locus C), úsek genomu spojený s tzv. vernalizací, tedy s přechodem z růstové fáze do reprodukční.

Když je chladno, vypínáme!
Pomocí matematického modelování i experimentální analýzy vědci zkoumali systém, který sekvence FLC dokáže vypnout nebo zapnout v každé buňce a tuto změnu přenést i na potomky. Zjistili, že čím je delší chladné období, tím vyšší je podíl buněk, ve kterých se FLC přepne do polohy vypnuto. Tento systém, který zpožďuje kvetení je známý jako epigenetická paměť.
Ta zahrnuje různé procesy, k těm důležitým patří i možnosti úpravy histonů, proteinových válečků, vlastně jakoby cívek, na které je v jádře namotána DNA. Různé chemické úpravy (např. navázání acetylových skupin) histonů mohou mít pak vliv na expresi příslušných genů namotaných právě v upravené oblasti histonu. A tyto změny pak mohou být přeneseny na dceřiné buňky při dělení, tedy i na nově vznikající pohlavní buňky a pak na potomstvo.

Experimentálně potvrzený model
Profesor Howard se svými spolupracovníky vytvořil matematický model FLC systému. Tento model má schopnost podle simulovaných vstupních dat předpovídat, v jakém počtu buněk se může FLC zcela aktivovat nebo zcela umlčet v závislosti na teplotě a délce trvání chladnějšího období.  V experimentální části vědci použili techniku, při které se buňky se „zapnutými“ geny FLC ukázaly pod mikroskopem modře. Výsledky experimentů potvrdily vytvořený model. Další analýza také dokázala změny proteinů, které tvoří histony, související s delším chladným obdobím.
Jedná se o další z řady důležitých objevů, který pomáhá člověku pochopit složité zákonitosti dědičnosti adaptačních změn včetně změn chování.

Aby rostlina rostla
*Růst rostliny ovlivňují vnitřní i vnější faktory.
*K vnitřním patří růstové hormony. Ty jsou stimulující jako např. auxiny ve vrcholech stonků nebo cytokininy v kořenech a gibereliny v nejmladších kořenech, stoncích, listech a klíčících semenech.
*Kromě toho má rostlina i brzdy – inhibitory růstu, například kyselina abscisová má mj. „na svědomí“ opadávání listů a plodů.
*Z vnějších faktorů je to samozřejmě světlo, které má vliv na utváření nadzemní části rostliny, optimální teplota, která je rozdílná pro jednotlivé fáze růstu rostliny a voda nezbytná hlavně při klíčení i v prodlužovací fázi, kdy dochází k tzv. vakuolizaci buněk (malé vakuoly se spojují v jednu, která je zásobárnou vody a organických i anorganických látek a vyplňuje až 90 % objemu buňky).

Rubriky:  Příroda Rostliny
Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce

Související články

Českobudějovičtí vědci chtějí zlepšit kvalitu vody

Českobudějovičtí vědci chtějí...

Hydrobiologové z Biologického centra Akademie věd ČR vyplují v září a v říjnu se svými...
Porazíme kůrovce elektrickým proudem?

Porazíme kůrovce elektrickým...

Protože se nám destruktivní činnost kůrovce stále nedaří zastavit...
Kréta pod cestovatelským drobnohledem

Kréta pod cestovatelským...

Vydejte se na bájný prosluněný ostrov, který se prý těšil i přízni řeckých bohů....
Zelenina na Marsu? Na České zemědělské univerzitě probíhá unikátní projekt Marsonaut

Zelenina na Marsu? Na České...

Na České zemědělské univerzitě (ČZU) v pražském Suchdole vznikla ojedinělá...
Chraňme supy!

Chraňme supy!

Na sobotu 7. 9. 2019 připadá Mezinárodní den supů a liberecká zoo se...
Schnoucí plantáže a vymírání chráněných druhů. Vědci kritizují hospodaření i komunikaci Lesů ČR

Schnoucí plantáže a vymírání chráněných...

Význam lesů pro naši budoucnost je obrovský. Na téměř šestině rozlohy republiky...
Zoo Liberec poskytla dočasné útočiště dvěma zabaveným bílým tygrům

Zoo Liberec poskytla dočasné útočiště...

V tomto týdnu se uskutečnil mimořádný transport, v rámci kterého byli do...
Připlouvá k australskému korálovému útesu jeho záchrana?

Připlouvá k australskému...

K australskému pobřeží se přibližuje pás pemzových úlomků, jenž má rozlohu zhruba 150...
Mezinárodní konference rostlinných biologů

Mezinárodní konference...

V neděli 25. srpna 2019 odstartuje v Českých Budějovicích největší tuzemská konference...
Tučňák velký jako člověk

Tučňák velký jako člověk

Dle nedávno zveřejněného výzkumu žil v období paleocénu na Novém Zélandu...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Předčasné oslavy: V Dobrušce zrušili Rakousko-Uhersko o tři týdny dřív

Předčasné oslavy: V Dobrušce zrušili...

Telegrafistka Marta Šaršounová přebírá v sobotu 5. října 1918 kolem desáté...
Psychopatický Vladimír Bayer

Psychopatický Vladimír Bayer

Není pravidlem dávat doživotní tresty pouze vrahům, kteří spáchají...
Poznejte historii a kulturu kazašské stepi

Poznejte historii a kulturu...

Zajímáte se o kazašskou historii a kulturu a rádi byste se o ní dozvěděli...
Modelína: Z čistidla tapet hračkou století?

Modelína: Z čistidla tapet...

Má zářivé barvy, umělou vůni a tisíce měnících se podob. A...
Vraždy za doživotí: Co v Čechách způsobil Kevin Dahlgren?

Vraždy za doživotí: Co v Čechách...

Kevin Dahlgren byl občan USA, který měl v Čechách příbuzné....
Chřipka ani pneumokokové infekce prý nejsou nachlazení

Chřipka ani pneumokokové infekce...

Proměnlivé počasí podzimních a zimních měsíců přispívá ke zvýšenému výskytu...
Co by se stalo, kdybychom celý život strávili ve tmě?

Co by se stalo, kdybychom celý...

Možná jste si už pomysleli, jak deprimující by to bylo. V Indonésii lidé...
Cesta k ekonomickému krachu impéria: Řím doplácel na nenasytnou armádu

Cesta k ekonomickému krachu impéria:...

Historikové dnes uvádějí řadu příčin zániku starověkého římského impéria. Vpád...
Se smrtelnou nemocí bojují tisíce lidí

Se smrtelnou nemocí bojují tisíce...

Jako chůze po zmrzlém sněhu nebo rozepínání suchého zipu – tak zní při...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

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