Extrémní genom pakomárů z Antarktidy opovrhl odpadní DNA  
Fantaskní bezkřídlí pakomáři Belgica antarctica jsou největšími místními obyvateli antarktické pustiny. Jejich genom přitom obsahuje pouhých 99 megabází. Milovníci extrémů se obejdou bez značné části odpadní DNA.


 

Zvětšit obrázek
Láska antarktických pakomárů. Kredit: Tasteofcrayons, Wikimedia Commons.

Jak je zřetelně vidět na každé fotografii, ledový svět Antarktidy je sice svým způsobem fascinující, každopádně je ale zároveň chmurný a mrtvý. Přesněji řečeno, skoro úplně mrtvý, alespoň ve srovnání s vesele horkými druhohorami, kdy v Antarktidě sice bývaly polární noci podobně jako dnes, ale proháněli se tam dinosauři. Teď je to jiné. Žije tu jenom pár organismů. Prakticky každý z nich je ale zase nesmírně zajímavý, v mnoha ohledech.


 

Zvětšit obrázek
David Denlinger mezi tučňáky. Kredit: Ohio State University.

Mezi drsné a pozoruhodné obyvatele Antarktidy náleží i bezkřídlý pakomár (Belgica antarctica, anglicky Antarctic midge). Je to jediný známý endemický zástupce hmyzu v Antarktidě a se svými pár milimetry délky je zdejším největším ryze suchozemským živočichem. Jejich metabolismus je pochopitelně k neuvěření. Larvy stráví většinu dvouletého vývoje zamrzlé do ledu. Dospělci si toho moc neužijí. Týden až 10 dní se páří a kladou vajíčka a pak je konec. Pakomáři také přežijí drastické změny slanosti a kyselosti prostředí, vydrží 2 až 4 týdny bez kyslíku a také zvládnou vyschnutí až na 35 procent z běžné tělesné hmotnosti, při ztrátě většiny tělesné vody. Zároveň, docela paradoxně, umírají již při teplotách pod mínus 15 stupňů Celsia, což je méně, než u řady jiných druhů hmyzu odolných vůči chladu. Přitom žijí v místech, kde teploty dosahují až mínus 40. Chrabří pakomáři je podle všeho přežívají zahrabáváním do země, do sněhu nebo pod led. Teplota nad plus 10 je do týdne zabije. Teď se ukázalo, že mají také úsporný a malý genom.


 

Zvětšit obrázek
Larvy a dospělec pakomárů Belgica antarctica. Kredit: Ohio State University.

Po jeho přečtení to zjistili David Denlinger z Ohijské státní univerzity a jeho kolegové. Ke svým výjimečnostem si teď antarktičtí pakomáři mohou přičíst i to, že se stali prvními osekvenovanými eukaryoty Antarktidy. Jejich genom obsahuje pouhých 99 milionů párů bází, poeticky 99 megabází, což je doopravdy málo. Doposud jsme považovali za velmi malé genomy parazitických hmyzů, jako jsou nepříjemné vši (105 milionů p. b.) anebo bizarní řásnokřídlí (108 milionů p. b.). Pakomáři z Antarktidy se stali rekordmany mezi hmyzem v nepatrnosti genomu.


 

Zvětšit obrázek
Krásný mrtvý svět. Kredit: Glaciers online, J. Alean, M. Hambrey.

Světová média, OSLA nevyjímaje, loni na jaře vzrušil podobný příběh bublinatek, které jsou svým nepatrným genomem extrémistkami mezi kvetoucími rostlinami. Tak jako u bublinatek, ani u pakomárů přitom nejde o počet genů. Extrémy milující pakomáři mají cca 13 500 funkčních genů, což je zcela srovnatelné s dalšími genomy dvoukřídlého hmyzu. Například v laboratořích milované octomilky mají asi 13 600 genů (a přes 120 milionů p. b.). Když jim ale nezmizely geny, tak si pakomáři museli ořezat DNA mimo vlastní geny, čili poslední dobou tak horlivě probíranou odpadní (junk) DNA. A skutečně, Denlinger a spol. u nich odhalili velmi málo repetitivních sekvencí a také podstatně zkrácené introny. Mají vlastně jen pár starobylých a dlouho neaktivních retroelementů.


A světe div se, jde to. Pakomáři v Antarktidě přežívají a fungují, dokonce fungují ve velice náročných podmínkách. V suchém, mrazivém a UV zářením prosvíceném antarktickém ekosystému požírají bakterie, řasy a taky trus tučňáků. Ořezaný genom jim v tom zjevně nijak zvlášť nebrání. Skromný genom určitě bude součástí přizpůsobení se krutým podmínkám, zároveň ale ukazuje, že oteklé genomy, jak je známe u velké většiny organismů, nejsou životně nutné. S velikou užitečností, ba dokonce nepostradatelností celé mohutné odpadní DNA, jak stále ještě slýcháváme, bychom měli být velice opatrní.

 

 

Centennial Lecture Series: Dave Denlinger - Antartica And Its Insect. Kredit: Purdue University.


Literatura

Ohio State University News 12. 8. 2014, Nature Communications 5: 4611 (online 12. 8. 2014), Wikipedia (Belgica antarctica).

Autor: Stanislav Mihulka
Datum: 14.08.2014 16:25
Tisk článku

Kryon: Dvanáct vrstev DNA - Carroll Lee
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 325 Kč
cena: 289 Kč
Kryon: Dvanáct vrstev DNA
Carroll Lee
Související články:

Jaký je smysl genomu? Naprostá většina lidské DNA je úplně k ničemu     Autor: Stanislav Mihulka (21.07.2017)
Můžeme vytvořit Jurský park?     Autor: Vladimír Socha (05.01.2017)
Dočkáme se elektroniky z genetického materiálu?     Autor: Stanislav Mihulka (09.12.2016)
Programování DNA počítačů pro každého     Autor: Pavel Houser (23.06.2016)
Co prozradil nejstarší genom z lidské linie?     Autor: Stanislav Mihulka (20.03.2016)



Diskuze:

asi

Mojmir Kosco,2014-08-16 23:43:33

Bude rozhodujici kdy pakomar do antarktidy pribil

Odpovědět

Proč zrovna v Antakrtidě

Mintaka Earthian,2014-08-15 08:58:01

Napadají mě tyto důvody:

Přepis bez "balastu" je energeticky méně náročnější.

"Balast" není jen balast, ale jsou v něm kusy kódu, které se hodí v různorodém prostředí např. pro rozpoznávání nepřátel. A v prostředí Antarktidy to zase tak různorodé prostředí není.

Odpovědět


méně náročnější?

Jenda Krynický,2014-08-15 11:20:54

.

Odpovědět


Mintaka Earthian,2014-08-16 16:12:03

Selským rozumem bráno: Když je toho méně, tak je to jednodušší na přepis při vytváření nové buňky. Tedy předpokládám i energeticky méně náročnější. Byť půjde o velmi malé rozdíly, při množství buněk to může hrát roli.

Odpovědět


Selským rozumem i podle pravidel českého pravopisu

Jenda Krynický,2014-08-17 02:55:12

je "méně náročnější" blbost. Méně náročné!

Náročné, náročnější, nejnáročnější nebo náročné, více náročné, nejvíce náročné. Dvojnásobný druhý stupeň přídavného jména je nesmysl. Nejvíce největší.

Ostatně Koscův pakomár, který do Antarktidy něco přitloukl, je také pěkný.

Odpovědět


pribyl

Mojmir Kosco,2014-08-17 10:04:52

Ale stejne by mne zajimalo jak stary je dany druh pripadne zda doslo k vyznamne redukci zhledem k jinym pribuznym pakonarum nebo vzh

Odpovědět

Vladimír Bzdušek,2014-08-15 07:36:13

Zaujala ma časť textu:
"Přesněji řečeno, skoro úplně mrtvý, alespoň ve srovnání s vesele horkými druhohorami, kdy v Antarktidě sice bývaly polární noci podobně jako dnes, ale proháněli se tam dinosauři."
Otázky:
Určite boli vo vtedajšej Antarktíde polárne noci?
Nebolo vtedy územie terajšej Antarktídy niekde inde, povedzme okolo rovníka? Veď kontinenty museli odjakživa driftovať, deliť sa, spájať ... etc.
Pangea?
Predstava dinosaurov za polročnej polárnej noci na
južnom póle je trochu divoká. A uhoľné sloje tamtiež?

Odpovědět


dinosaury zase nezili tak davno :)

Pavel Ondrejovic,2014-08-15 12:39:21

http://cs.wikipedia.org/wiki/V%C3%BDvoj_kontinent%C5%AF

" Antarktida se nachází u jižního pólu po celou dobu od vzniku Pangey (před 280 milióny let)."

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