Jaký je poločas rozkladu DNA?  
Podle všeho 521 let. Nenechte se ovšem mýlit, je to mnohem déle, než jsme si mysleli. Druhohorní dinosaury sice asi z kostí nevzkřísíme, ale DNA by teoreticky měla být v kostech k přečtení až do stáří 6,8 milionů let.

 

Zvětšit obrázek
Vzorek z kosti moa. Kredit: M. Allentoft.



 

Zvětšit obrázek
Mike Bunce. Kredit: Murdoch Univerity.

Každý divák Jurských parků od Stevena Spielberga se asi někdy zaobíral myšlenkou, jestli by tohle fungovalo doopravdy. Jestli by bylo možné vzít kost dinosaura, vytáhnout z ní DNA a pak podle ní udělat dinosaura v dnešním světě. Někteří se toho dokonce děsí a není vyloučeno, že jistou porci strachu z klonování a podobných praktik mají na svědomí právě obživlí dinosauři. Jenže, bohužel, nakonec z toho asi nic nebude.


Mnozí odborníci byli k možnosti vydolovat DNA fosilních dinosaurů vždycky hodně skeptičtí. Nukleové kyseliny jsou sice rafinovaným médiem pro uchování a přenos biologické informace, zároveň jsou ale relativně hodně choulostivé. Bezprostředně po smrti se do DNA pustí enzymy a mikroorganismy, po časem se hlavním ničitelem stává voda. Až donedávna nebylo přitom jasné, jak rychle se DNA ve fosiliích rozkládá. Michael Bunce z laboratoře Starodávné DNA australské Murdochovy univerzity a jeho spolupracovníci nedávno analyzovali vzorky z celkem 158 radiokarbonově datovaných fosilních kostí nohou, náležejících ke třem různým druhům novozélandských ptáků moa, tedy vymřelých běžců řádu Dinornithiformes. Studované vzorky byly staré 600 až 8 000 let, pocházely ze tří nalezišť, vzdálených od sebe do 5 kilometrů, a badatelé se zajímali především o mitochondriální DNA.

 

Bunce a spol. nakonec dospěli k poločasu 521 let. Za tuto dobu se podle nich rozloží polovina z původního množství DNA živých tkání. Na první pohled by se mohlo zdát, že je to zoufale krátká doba. Poločas je ale poměrně ošidná věc a může vést k překvapivým výpočtům. Ve skutečnosti se DNA rozkládala asi 400krát pomaleji, než v laboratorních simulacích.

Zvětšit obrázek
Na fosilní kost s vrtačkou. Kredit: M. Mohl, Murdoch University.

Ze zmíněného údaje také vyplývá, že prakticky veškerá DNA z fosilního materiálu zmizí za poměrně překvapivých 6,8 milionu let. Čitelná by DNA mohla být tak kolem 1,5 milionů let, pak už jsou asi zbylé útržky příliš krátké. Na vzkříšení druhohorních dinosaurů to sice nestačí, ale na druhou stranu je to výrazně delší doba, než 450 až 800 tisíc let, což je rekordní staří DNA, izolované z grónského ledu. Badatelé také pomocí masivního paralelního sekvenování fragmentů DNA odhadli, že jaderná DNA mizí z fosilií přinejmenším dvakrát rychleji.

 

Zvětšit obrázek
John Hammond na to šel v Jurském parku trochu jinak. Kredit: Universal Pictures.


Jásot nad strhujícími výsledky by neměl přehlušit povědomí o jistých omezeních, která podobný výzkum nevyhnutelné zahrnuje. Změřený poločas rozpadu DNA se týká 242 písmen mitochondriální DNA v rámci jedné, druhově i zeměpisně velmi úzce definované skupiny fosilií. To co platí pro novozélandské ptáky moa pochopitelně tak úplně nemusí platit jinde. Velmi také záleží na vlastnostech prostředí, kde probíhá fosilizace a dalších detailech. Určitý nadhled je tedy rozhodně na místě.


Jinak je to samozřejmě úžasné. Sehnat dostatečně pestrý vzorek různě starých a srovnatelných fosilií je velice těžké. Můžeme-li Bunceovi věřit, tak je jasné, že jsme dosud ani zdaleka neobjevili nejstarší možné kusy DNA. A pokud jde o nešťastné vzkříšení dinosaurů, naděje umírá poslední. Jak si fanoušci Jurských parků jistě vzpomínají, John Hammond nezískal DNA dinosaurů z kostí, ale úplně jiným, velice rafinovaným způsobem. Ne, že by právě ten musel fungovat, ale osudy molekul jsou vrtkavé a třeba nakonec objevíme způsob, jak přečíst druhohorní genetickou informaci.

Zvětšit obrázek
Poslední moa Megalapteryx didinus, vyhynul kolem roku 1500. Kredit: George Edward Lodge, Wikimedia Commons.

Také bychom neměli zapomínat, že dinosaury vlastně vůbec křísit nemusíme, stále totiž žijí kolem nás v příjemně hojném počtu. Jsou to ptáci a ti bezesporu sdílejí s dávnými skupinami dinosaurů velmi významnou část genomu. A tam, kde se genomy dnešních a druhohorních dinosaurů liší, zůstává prostor pro kreativní experimenty. Už se na tom ostatně pracuje a první výsledky molekulární archeologie dinokuřat, ptáků geneticky upravených tak, aby více připomínali druhohorní dinosaury, nejsou úplně marné.


Prameny:

Murdoch University News 10.10. 2012, Nature News 10.10. 2012, Proceedings of the Royal Society B online 10.10. 2012, Wikipedia (Moa).


 

Datum: 14.10.2012 23:20
Tisk článku

Sémiotické primitivy v konstrukci gramatik - Faltýnek Dan
 
 
cena původní: 220 Kč
cena: 185 Kč
Sémiotické primitivy v konstrukci gramatik
Faltýnek Dan

Diskuze:

Asi nerozumím pojmu poločas

Milan Štětina,2012-10-15 08:54:19

Nějak mi to řádově nevychází. Pojem poločas rozpadu se u radioaktivních prvků používá pro dobu, kdy se rozloží polovina materiálu. V jiné souvislosti tento termín neznám a i slovo samotné vybízí k podobnému vysvětlení.
Pokud je to tedy myšleno stejně tak z řekněme miliardy písmen genetického kódu zůstane po 521 rocích (poločas rozpadu udávaný v článku) půlka, tj. 500 milionů; za dalších 521 let půlka zbytku, tj. 250 milionů. Po 30 cyklech (tj. 15630 letech) zbyde z původní miliardy "písmen" jeden kus. I když je v genomu hodně junk-dna, tak to myslím pro rekonstrukci nestačí a to se v článku udává doba "přežití" 100krát větší.
Může prosím někdo uvedený rozpor vysvětlit?

Odpovědět


Pavel Hudecek,2012-10-15 09:13:49

Po uplynutí poločasu nebudou všechny molekuly poloviční, ale polovina molekul nebude celá.

Odpovědět


To: Pavel Hudeček

Milan Štětina,2012-10-15 09:51:08

Pokud to budeme interpretovat tak, že v polovině molekul vznikne defekt, tak to pak vychází v každé molekule průměrně 1defekt za 1042 let, tj. kolem 1500 defektů v molekule za udávanou životnost 1.5mil. let. Takže pokud ve vzorku bude více molekul a každá s defektem jinde (což se dá očekávat), tak by to zrekonstruovat šlo.
Na druhou stranu 1500 defektů na molekulu s několika miliardami (no genom mohl být malý - tak 100 milionů) se mi zdá skoro málo, tj. doba by mohla být klidně i 100krát věší. Pravda, sequencování genomu se nezabývám - znám tuto problematiku jen z popularizačních článků, kde je často všechno možné.

Odpovědět


Jak to interpretovat?

Stanislav Brabec,2012-10-15 23:59:32

Je otázka, jak výzkum interpretovat.

Předpokládám, že to není o počtu defektů, ale o rozpadu. DNA se po smrti nemnoží, ale rozpadá.

Po 521 letech se rozpadne polovina mitochondriálních DNA řetězců. Co se ale děje s fragmenty? Je poločas rozpadu polovičního fragmentu také 521 let, nebo je poločas rozpadu fragmentu závislý na jeho délce? Na to zde odpověď nevidím, ale odpověď na tuto otázku významně ovlivní odpověď na vaši otázku.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni














Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace