Sobecká DNA
Sobecká DNA je označení pro sekvence DNA, které mají dvě odlišné vlastnosti:
- sekvence DNA se šíří vytvářením dalších kopií v rámci genomu a
- nepřispívá k reprodukčnímu úspěchu svého hostitelského organismu. (Může, ale nemusí mít významné negativní účinky.)
Richard Dawkins ve své knize Sobecký gen z roku 1976 přišel s myšlenkou sobecké DNA, když byla objevena nekódující DNA v eukaryotických genomech. V roce 1980 tuto myšlenku rozšířil a diskutoval ve dvou článcích v časopise Nature. Podle jednoho z těchto článků:
Teorie přírodního výběru se ve své obecnější formulaci zabývá konkurencí mezi replikujícími se entitami. Ukazuje, že v této soutěži se zvyšuje počet účinnějších replikátorů na úkor jejich méně účinných konkurentů. Po dostatečně dlouhé době přežijí pouze nejúčinnější replikátory.
- L.E. Orgel & F.H.C. Crick, Selfish DNA: the ultimate parasite.
Normální geneticky funkční DNA lze považovat za "replikující entity", které ovlivňují svou replikaci manipulací s buňkou, kterou ovládají. Naproti tomu jednotky sobecké DNA mohou využívat existující mechanismy v buňce a množit se, aniž by v jiných ohledech ovlivňovaly fitness organismu.
Mezi pojmy sobecká DNA a geneticky funkční DNA neexistuje ostrá hranice. Často je také obtížné zjistit, zda je jednotka nekódující DNA funkčně důležitá, nebo ne, a pokud je důležitá, tak jakým způsobem. Navíc není vždy snadné rozlišit mezi některými případy sobecké DNA a některými typy virů.
Historie myšlenky
Myšlenka, že některé genetické prvky nemusí být pro organismus užitečné, není nová. V roce 1928 oznámil ruský genetik výskyt chromozomu X u druhu Drosophila obscura. Tvrdil, že výsledný samčí poměr pohlaví by mohl vést k vymření populace.
V roce 1941 bylo poprvé vysloveno podezření, že by mohlo dojít ke konfliktu mezi normálně zděděnými jadernými geny od obou rodičů a mitochondriálními geny od jednoho rodiče (ženy). To by mohlo vést k cytoplazmatické samčí sterilitě u rostlin.
Ve stejné době bylo zaznamenáno několik dalších příkladů sobeckých genetických prvků. Například genetik kukuřice popsal, jak chromozomální knoflíky vedly k samičímu meiotickému pohonu u kukuřice. Meiotický drive je stav, kdy je jedna kopie genu předána potomkům ve více než očekávaných 50 % případů.
Švédský botanik a cytogenetik Gunnar Östergren si v roce 1945 všiml, jak se chromozomy mohou v populaci šířit díky své "parazitické" povaze. Při diskusi o B chromozomech u rostlin napsal: "V mnoha případech nemají tyto chromozomy pro druh, který je nese, vůbec žádnou užitečnou funkci, ale že často vedou výhradně parazitickou existenci ... [B chromozomy] nemusí být pro rostliny užitečné. Musí být užitečné pouze pro ně samotné." - Gunnar Östergren.
Na počátku 50. let 20. století pak Barbara McClintocková publikovala řadu článků popisujících existenci "transponovatelných elementů". Ty patří mezi nejúspěšnější sobecké genetické elementy. Za objev transponovatelných elementů jí byla v roce 1983 udělena Nobelova cena za medicínu nebo fyziologii.
Otázky a odpovědi
Otázka: Co je to sobecká DNA?
Odpověď: Sobecká DNA je označení pro sekvence DNA, které mají dvě vlastnosti: schopnost šířit se vytvářením dalších kopií sebe sama v genomu a nepomáhat reprodukčnímu úspěchu svého hostitelského organismu.
Otázka: Kdo jako první přišel s myšlenkou sobecké DNA?
Odpověď: Myšlenku sobecké DNA poprvé vyslovil Richard Dawkins ve své knize Sobecký gen z roku 1976.
Otázka: Jak Orgel a Crick tento koncept rozvedli?
Odpověď: Orgel a Crick tento koncept rozvedli v článku publikovaném v časopise Nature v roce 1980, kde se zabývali tím, jak funguje přírodní výběr u replikujících se entit, které si navzájem konkurují. Tvrdili, že účinnějších replikátorů bude časem přibývat na úkor méně účinných konkurentů.
Otázka: Jak se replikuje normální geneticky funkční DNA?
Odpověď: Normální geneticky funkční DNA se replikuje manipulací s buňkou, kterou řídí.
Otázka: Jaké jsou některé podobnosti mezi sobeckou DNA a viry?
Odpověď: Může být obtížné rozlišit některé případy sobecké DNA od některých typů virů vzhledem k jejich společným vlastnostem, jako je schopnost využívat existující mechanismy v buňce k množení, aniž by to ovlivnilo její fitness.
Otázka: Existuje jasná hranice mezi sobeckou DNA a geneticky funkční DNA?
Odpověď: Ne, mezi těmito dvěma pojmy neexistuje ostrá hranice, protože může být obtížné určit, zda je jednotka nekódující DNA funkčně důležitá, nebo ne, a pokud je důležitá, jakým způsobem ovlivňuje fitness organismu.
Otázka: Co bylo zjištěno při studiu nekódující DNA?
Odpověď: Při studiu nekódujících DNA se zjistilo, že mají dvě vlastnosti - mohou se šířit tím, že v genomu vytvářejí více svých kopií, ale nepomáhají reprodukčnímu úspěchu organismu.
