Bunka, to predsa nie je len skladisko génov

Tohtoročná "nobelovka" za chémiu pre Rogera Kornberga zo Stanfordovej univerzity ukazuje, že laboratóriá špičkových prírodovedcov sa približujú k lepšiemu poznaniu toho, ako sa v bunke tvoria a ako fungujú bielkoviny

Profesor Roger Kornberg vo svojom laboratóriu na Stanfordovej univerzite. FOTO - SITA/AP

Tohtoročná "nobelovka" za chémiu pre Rogera Kornberga zo Stanfordovej univerzity ukazuje, že laboratóriá špičkových prírodovedcov sa približujú k lepšiemu poznaniu toho, ako sa v bunke tvoria a ako fungujú bielkoviny

S troškou fantázie si bunku môžeme predstaviť ako miniatúrne veľkomesto so sieťou diaľnic, nadjazdov a podzemných garáží, s priemyselnými zónami, elektrárňami a skládkami odpadu. A samozrejme s centrom, nabitým ministerstvami, bankami, knižnicami, počítačmi, databázami a azda aj informatickými univerzitami. Zvykli sme si čítať, počuť (a písať) najmä o význame uloženej genetickej informácie v bunkovom jadre. Oprávnene, veď ukrýva našu takmer kompletnú dedičnú informáciu. Práca tohtoročného nobelistu však naznačuje, že pozornosť vedcov si zaslúžia aj (alebo teraz už najmä?) pohľady do bunkovej "mašinérie" spojenej s výrobou bielkovín.

V Kornbergovom kráľovstve

Laureát tohtoročnej Nobelovej ceny za chémiu Američan Roger Kornberg zo Stanfordovej univerzity (USA) zasvätil dvadsať rokov života štúdiu mechanizmu, ktorým bunka prenáša genetické informácie z "centra" na "perifériu" - do ribozómov. Až tam z nich vznikajú bielkoviny. Presnejšie, Kornberg sa venoval transkripcii, teda prepisu informácie z jadrovej DNA do RNA (ribonukleovej kyseliny), ktorá ju odovzdáva ďalej do ribozómov. Mechanizmus transkripcie opísal Kornberg ako prvý vedec v neuveriteľných podrobnostiach. Použil pri tom najmodernejšie biochemické metódy a perfektné kryštalografické štúdie; jeho tím pracoval až na úrovni angströmov, keď už možno rozlíšiť jednotlivé atómy (nedá mi nespomenúť, že sú to tie isté atómy, z ktorých sa skladá nielen DNA, bunkové jadro, cytoplazma a ribozómy, ale aj najvzdialenejšia planéta vo vesmíre; teda aspoň dostupné fakty tomu nasvedčujú).

Úlohou väčšiny génov v bunkovom jadre je skladovať inštrukcie na výrobu tisícok bielkovín, nevyhnutných pre normálnu činnosť organizmu. Bielkoviny sa vyrábajú podľa programu zakódovaného v postupnosti štyroch písmen molekuly DNA uloženej v génoch. Kornberg študoval bunku s jadrom, eukaryontnú, ktorú má človek spoločnú nielen so šimpanzom a ryžou, ale napríklad aj s pekárskymi kvasnicami; to bol vlastne jeden z prvých výskumných objektov oceneného vedca.

RNA ako poslíček

Samotná DNA však nič nevyrába, na to má niekoľko pomocníkov. RNA funguje ako šikovný poslíček, ktorý gén najskôr okopíruje a potom prenesie z jadra do ribozómov uložených v cytoplazme. (O ribozómoch píšeme málokedy, preto malá poznámka, aj keď samotnej práce laureáta sa netýkajú: Ribozómy alebo Paladeho zrnká podľa vedca, ktorý ich v roku 1955 opísal ako prvý, väčšinou nájdeme v bunkovej cytoplazme, veľkosť majú približne 15-20 nanometrov, teda miliardtín metra; rýchlo rastúce a deliace sa bunky, napríklad rakovinové či embryonálne, obsahujú v porovnaní s málo aktívnymi bunkami oveľa viac ribozómov.)

Bez okopírovania génu a jeho prenosu cez RNA do ribozómov by bunka, a samozrejme aj organizmus, rýchlo zahynuli. Dramaticky to dokazujú otravy muchotrávkami, lebo ich prudký jed (amanitín) vie zablokovať prepis DNA do RNA.

Zatiaľ čo DNA má štruktúru zdvojenej špirály, RNA je zložená iba z jedného vlákna. Nemá teda "zálohu", ktorá by jej umožnila opraviť prípadné chyby. Logicky musí mať aj oveľa nižšiu stabilitu ako DNA.

Neuveriteľné: Ako na bobovej dráhe

Transkripcia (prepis) informácie z génov a prenos do výrobných ribozómových hál je veľmi zložitý, tak ako koniec-koncov všetko dianie v bunke. Prebehne iba vtedy, keď bunka práve konkrétnu bielkovinu potrebuje. Kornberg nielen odhalil štruktúru bielkoviny, ktorá prepis uskutočňuje (RNA polymeráza), ale aj spôsob jej spolupráce s ďalšími aktérmi (s "predlohou" v podobe templátovej DNA, s výslednou jednovláknovou RNA, s regulačnými bielkovinami i s nukleotidmi, základnými stavebnými kameňmi RNA; lenže toto všetko je pre normálneho smrteľníka také zložité, že sa azda môžeme uspokojiť konštatovaním: v bunke sa dejú naozaj čudné - až zázračné - veci).

Pokiaľ ide o samotnú RNA polymerázu, veľmi zjednodušene povedané: Najskôr sa musí "zahryznúť" do DNA tak, aby s ňou udržala počas kopírovania génu tesný kontakt. Keď prepisuje jednotlivé písmená, približne rýchlosťou 10 písmen za sekundu, musí sa po nich kĺzať ako jazdec na boboch po ľadovej dráhe. Často ide o relatívne veľké vzdialenosti, lebo gény mávajú až milióny písmen (párov báz) genetického kódu. Ak má ribozóm vyrobiť bielkovinu presne podľa návodu, ukrytého v géne, samozrejme musí dostať presnú kópiu. Preto pri prepise nesmie "jazdec" ani raz spadnúť, v závere prepisu však musí elegantne zoskočiť. Neuveriteľné, vraj to však funguje.

Kornberg do detailov opísal mechanizmus, ktorý umožňuje celé toto eskamotérstvo bezpečne absolvovať. Vďaka nemu je RNA polymeráza najväčšou bielkovinou s detailne objasnenou štruktúrou.

Nobelov výbor vie, čo hovorí

Nobelov výbor konštatoval: "Pochopenie toho, ako transkripcia funguje, má zásadny význam aj pre medicínu." Treba ho brať úplne vážne. Rovnako ako učenca, ktorý kedysi dávno vyhlásil: "Nepoznám nič praktickejšie než dobrú teóriu."

A ešte niečo. Zvláštne čaro môže mať porovnanie tohtoročnej Nobelovej ceny za fyziku s cenou za chémiu (a tiež samozrejme za medicínu/fyziológiu, o ktorej sme už písali, ale ešte sa k nej vrátime). Fyzikálna sa totiž dotýka najvzdialenejších kútov nášho vesmírneho domova, chemická zviditeľňuje prácu na úrovni bunky, najmenšej čiastočky živej hmoty, schopnej samostatnej existencie. Pritom aj bunka, základný stavebný bio-kameň nášho tela, predstavuje svojský mikro-kozmos. Nie je to fascinujúce?

Na spracúvanie osobných údajov sa vzťahujú Zásady ochrany osobných údajov a Pravidlá používania cookies. Pred zadaním e-mailovej adresy sa, prosím, dôkladne oboznámte s týmito dokumentmi.

Najčítanejšie na SME Tech

Inzercia - Tlačové správy

  1. Gansberg: Každý deň v objatí komfortu
  2. Konajte čo najskôr. Pri inkontinencii pomáha tento postup
  3. Pomôžeme aj vašim deťom pochopiť hodnotu peňazí
  4. Tatra banka otvorila pobočku budúcnosti
  5. Pobyt na čerstvom vzduchu je skvelý liek. Skúste to vo vlastnom
  6. Tipy, kam ísť na dovolenku počas Veľkej Noci
  7. Tablet nie je na všetko, ale v tomto dokáže zázraky
  8. Žiaci sa šikanovali, dnes si pomáhajú. Pomohlo sedem krokov
  9. Doplňte si knižnicu o svetovú klasiku už od 99 centov
  10. Investment Advisory Guide for Slovakia
  1. Kúpa spoločnosti, ktorá je platiteľom DPH
  2. Konajte čo najskôr. Pri inkontinencii pomáha tento postup
  3. Vaše šatstvo poputuje pre dobrú vec
  4. Ako ďalej s obnovou Balassovho paláca
  5. Prvé ocenenia A+ udelené
  6. Regionálne servisné centrum PwC
  7. Napredujeme vďaka zmenám
  8. Bezkonkurenčná rozmanitosť
  9. Rozvíjajte svoj potenciál s nami
  10. Staň sa súčasťou sveta pohybu
  1. Doplňte si knižnicu o svetovú klasiku už od 99 centov 30 716
  2. Žiaci sa šikanovali, dnes si pomáhajú. Pomohlo sedem krokov 27 889
  3. Tipy, kam ísť na dovolenku počas Veľkej Noci 25 093
  4. Tablet nie je na všetko, ale v tomto dokáže zázraky 20 261
  5. Slovensko čaká najdôležitejšie politické rozhodnutie roka 10 598
  6. Premýšľate o aute do 10 000 eur? Poradíme vám, ako nenaletieť 7 342
  7. Forum Prešov má platné stavebné povolenie a začína s výstavbou 7 151
  8. Jazdili sme na novom Volkswagene T-Cross! 3 336
  9. Test LG OLED B8: špičkový 4K televízor za cenu, akú ste nečakali 3 086
  10. Obľúbené Tunisko sa vracia do ponuky dovoleniek na rok 2019 3 012

Téma: Nobelova cena za mier


Článok je zaradený aj do ďalších tém Nobelove ceny

Hlavné správy zo Sme.sk

Revír Dunaj
Čínsky chocholatý pes menom Chase.
Dominik Graňák.
KOMENTÁR PETRA TKAČENKA

Pellegrini si vybral hanbu

Ak to povie Fico, premiér urobí hocičo.

Peter Tkačenko

Neprehliadnite tiež

Huawei predstavil nové smartfóny P30 a P30 Pro

Vzadu majú mobily štyri kamery.

Šéf spoločnosti Huawei Richard Yu s telefónom P30.
Čínsky chocholatý pes menom Chase.
Profesor Marián Valko z Ústavu fyzikálnej chémie a chemickej fyziky STU.
Scotty je najväčším objaveným tyranosaurom rexom na svete.
Ilustračné foto.