Déle než miliardu let jsme stále jen symbiotickým slepencem bez jednotného velení  
Dávno, předávno, když byly ještě alfa proteobakteriemi, se nám nějak vetřely do buněk a máme je tam dodnes. Dovolili jsme jim značnou míru autonomie s právem mít vlastní genom, což do jisté míry znamená, že si v nás tak trochu dělají, co chtějí. Proč celou tu dobu, od časů kdy jsme začali být eukaryota, těmto imigrantům jejich samosprávu trpíme?

 

Mitochondrie (Kredit: Wikipedia)
Mitochondrie (Kredit: Wikipedia)

Považujeme se vyspělé organismy
Přitom se žádná buňka našeho těla neobejde bez symbiontů. Že je taková formulace poněkud přehnaná? Možná, ale jak jinak pojmenovat vztah s organelami s vlastním genomem a vlastním rozmnožováním, které nejsou tak úplně pod kontrolou našeho ústředního buněčného velení (jádra). Ano, řeč je o mitochondriích. Táhneme to s nimi už hezky dlouho. Něco dáváme my jim a ony nám za to platí energeticky bohatým adenosintrifosfátem (ATP). Symbióza a spolupráce je dobrou věcí, což o to, ale ještě výhodnější pro každý organismus je, když se v důležitých záležitostech může spolehnout sám na sebe. A to je jen tehdy, když má všechny rozhodující reakce pod svou vlastní kontrolou. Není proto divu, že se celou tu dlouhou dobu spolužití, snažíme naše pomocníky zbavit svéprávnosti, přesunout jejich velení pod náš generální štáb, který si hýčkáme v jádře buňky.

 

 

 

Patrik Björkholm, první autor studie. (Kredit: Uppsala University)
Patrik Björkholm, první autor studie. (Kredit: Uppsala University)

 

Proč by to mělo být pro nás výhodnější?

Jednak proto, že to vyplývá z výše zmíněné logiky věci. A kdyby to někomu připadalo málo, jsou tu i další důvody. Jeden takový vyplyne z kupeckých počtů: Mitochondriální DNA je tvořena pouhými 16 569 páry bází a ty představují jen 37 genů. Když ale vezmeme v úvahu, že mitochondrií může být v buňce i několik set tisíc, snadno se dopočítáme závěru, že součet všech těch samostatných genomů váží víc, zabírá více prostoru a ještě k tomu, na vytvoření tak mnohočetných řídících samostatných center, se spotřebovává více stavebního materiálu a energie, než kolik ho spotřebovává náš hlavní genom se všemi jeho 25 tisíci geny.


Jak se na buněčné úrovni centralizuje moc?

Stejně jako v politice. Geny, co za něco stojí, se přelanaří. V tomto případě z mitochondriální kruhové DNA do DNA chromozomů v buněčném jádře. Mnoha mitochondriálním genům jsme takový přestup se změnou dresu, v minulosti již zařídili. Některé ale tomuto našemu setrvalému znásilňování, stále odolávají. Proč se nám centralizovat moc nedaří a jakým mechanismem si „vetřelci dávnověku“ svou nezávislost na nás vydupávají?  Tak přesně nad touto otázkou se trápilo už hodně učených hlav. Na to, proč nelogicky si nejdůležitější věc, jakou zajišťování energie pro celý organismus rozhodně je, necháváme do značné míry bez kontroly a na mitochondriích, zatím ale nepřišly.

Také svým tvarem mitochondrie stále připomínají bakterie z nichž pocházejí.  (Kredit Mariana Ruiz (LadyofHats), překlad Michal Maňas, Wikipedia)
Také svým tvarem mitochondrie stále připomínají bakterie z nichž pocházejí. (Kredit Mariana Ruiz (LadyofHats), překlad Michal Maňas, Wikipedia)

Až nyní to vypadá, že ve švédské Uppsale, za přispění amerických kolegů z Yale, této záhadě přišli na kloub. Má to souviset s naším endoplazmatickým retikulem. V této soustavě trubek a cisteren se proteiny skládají do větších celků a navěšují se na ně cukerné zbytky aby odtud odcházely patřičně vyšňořené a připravené ujmout se svých povinností. V tomto retikulárním bílkovinném krejčovství ale dovedou také poznat napodobeniny a plagiáty, které by mohly v buňce dělat neplechu. Při určování těch rasově správných a oddaných proteinů, asistuje SRP. U nás pod si pod tím nejspíš vybavíme politickou stranu. Ti mladší, Stranu rovných příležitostí (SRP), která má v programu řešit zhoršující se společenské postavení sociálně slabých.

 

Biologové zkratku SRP používají pro Signal Recognition Particle (signál rozpoznávající částice). Cíle obou SRP(ů) jsou ale prakticky shodné. V tom druhém případě se to týká vylepšování společenského postavení a osudu bílkovinných molekul.

 

Mitochondriální DNA člověka s vyznačenými geny (Kredit: Wikipedie, upravil Vojtěch Dostál)
Mitochondriální DNA člověka s vyznačenými geny (Kredit: Wikipedie, upravil Vojtěch Dostál)

Konečně k meritu věci

Tvorba mitochondriální membrány vyžaduje hydrofobní proteiny s řetězcem dlouhým více než 120 aminokyselin. Na jejich domény je SRP (strážce naší proteinové čistoty), poněkud alergický. Nejspíš mu stále připomínají nepřítele, kdy mitochondrie byly bakteriemi a kdy syntetizovat bakteriální těla v buňce nebylo to nejlepší řešení. Pokud bychom dnes syntézu těchto mitochondriálních proteinů provozovali pod kuratelou jaderných genů, tak by se proteinové molekuly tvořily v cytosolu. Tam by přicházely do kontaktu se SRP(em) a ten by je správně zaškatulkoval jako podezřelé z podvratné činnosti a nasměroval je do té části endoplazmatického retikula, kde mají i kladivo a na dveřích nápis Skartace. Tím, že se mitochondriím do tvorby jejich obalů nemontujeme, SRP zůstává v klidu.


Závěr

Psáno pro ALPHA MEDICAL a osel.cz
Psáno pro ALPHA MEDICAL a osel.cz
To, co se jedněm jevilo jako nelogičnost a jiným jako liberální postoj k mitochondriálnímu separatismu, je ve skutečnosti prachobyčejný genetický pragmatismus.  Ctění zásady, kterou všichni programátoři dobře znají: Když něco funguje, tak se v tom nevrtej!


Literatura

"Mitochondrial genomes are retained by selective constraints on protein targeting." PNAS 2015 July 20, 2015, DOI: 10.1073/pnas.1421372112

Datum: 30.07.2015
Tisk článku

Symbióza a autonomie - Ruppert Franz
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 359 Kč
cena: 319 Kč
Symbióza a autonomie
Ruppert Franz
Související články:

Mitochondriální DNA a stárnutí     Autor: Jaroslav Petr (17.07.2005)
Mitochondriální Eva nám stárne     Autor: Josef Pazdera (18.08.2010)
Pravdoláskovství v naší evoluci? Zapoměňte!     Autor: Josef Pazdera (12.04.2015)
Jsou centrioly nositelkami informace?     Autor: Josef Pazdera (01.07.2015)



Diskuze:

příčina

Matyáš Patlevič,2015-08-01 16:42:33

K tomuto fenoménu existuje již dlouho široce přijímané vysvětlení. Není na tom nic nelogického, ba naopak. Dokonce je vysvětlení v článku napsáno - energetický metabolismus buněk je velice rozsáhlý a je potřeba aby dokázal velmi rychle reagovat na poptávku po energii a dodávku výchozích látek. To je důvod, proč část genů stále zůstává v mitochondriích/chloroplastech. Jsou to povětšinou geny pro tvorbu enzymů a dalších proteinů energetických řetězců, které jsou potřeba ve velkém syntetizovat přímo na místě. Dodávat tyto geny z jádra a syntézu provádět na endoplazmatickém retikulu by prostě trvalo příliš dlouho a možná by ani nebylo možné zajistit potřebné množství produktů (zcela určitě ne při současné velikosti tohoto systému). V článku popsaný jev je zajímavý, ale zřejmě nejde o primární příčinu semiautonomie těchto organel.

Odpovědět

nic není zbytečné

Rdi Dlo,2015-07-31 17:51:49

Když pozdní středověk šoupnul poškozené spoluobčany na "loď bláznů" a odrazil ji od břehu, když angličtí králové vařili zaživa chudáky bez příjmů v sudech, když Hitler nechal dávat konečnou injekci dementním spoluobčanům, došlo vždy rychle k destabilizaci společnosti.
I blbeček je užitečný těm ostatním, i zdánlivě zbyteční symbionti nás chrání na zatím nepoznaných úrovních.
Pokud jsme poznali užitečnost střevních baktérií, časem poznáme i užitečnost zdánlivě cizích mitochondrií.

Odpovědět


Re: nic není zbytečné

Matyáš Patlevič,2015-08-01 16:46:07

Užitečnost mitochondrií není věc k diskutování, bez nich bychom dost možná byli stále jednobuněční tvorové. Samozřejmě zajišťují všechny naše energetické pořeby, pokud by vám z nějákého důvodu přestaly fungovat, byl byste téměř okamžitě mrtvý (ještě velmi malý okamžik byste žil ze zásob ATP).

Odpovědět

Hmmm

Matěj Formanek,2015-07-31 09:10:30

Tak to nás ten stvořitel pěkně odfláknul...

Odpovědět

Hezky řečeno!

Jan Kment,2015-07-30 21:54:33

Když budeme odhánět všechno cizí, zadusíme se vlastními prdy!

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