O.S.E.L. - Genom primátů promořen retroviry
 Genom primátů promořen retroviry
Už docela dlouho se ví, že jenom asi 2-3% naší DNA kóduje něco smysluplného. Zbytek, anglicky trefně pojmenovaný „junk dna“ (volně přeloženo jako genetická veteš), je k ničemu, alespoň z lidské perspektivy.



 

Zvětšit obrázek
Množení retrovirů: ďábelsky jednoduché a stejně tak účinné.

 Je pravda, že se občas objevují studie pokoušející se alespoň části tohohle harampádí přiřknout nějakou důstojnější roli, podle všeho však naprostou většinu jader našich buněk naplňuje nesmyslné molekulární žvanění. Pokud vám někdo bude vyprávět o tom, jak byl člověk stvořen dokonalý k obrazu božímu, zkuste ho rozplakat právě tímhle.


Nebuďte ale smutní, nejsme v tom sami, v kterémkoli dalším buněčném jádře najdete totéž. Vetešní DNA ve skutečnosti vlastně není snůška nesmyslů. Žije svým vlastní napínavým životem. Je to sebranka molekulárních dobrodruhů, kteří se protloukají, jak se dá. Velkou většinu z nich představují retroelementy – krátké sekvence DNA, které mají ve zvyku se přepsat do RNA a pak se pomocí vychytaného enzymu reverzní transkriptázy přepsat zpět do DNA a přitom vklouznout na další teplé místečko v genomu.


Významnou skupinou retroelementů jsou retroviry (populární je HIV), které se, jako každý virus, dokážou dostat z buňky do buňky. Když se takový retrovirus dostane do zárodečných buněk – v našem případě do vajíček nebo spermií – a zůstane zacvaklý do DNA, což není problém, stane se součástí hostitelského genomu jako takzvaný endogenní retrovirus a automaticky se přenáší do další generace hostitelů.


Zvětšit obrázek
Stručný recept na úspěch v genomu: Retroviry jsou vlastně 2 kopie RNA v pohodlném cestovním balení. Gen gag kóduje proteiny vnějšího virového obalu (matrix, MA), proteiny vnitřní virové kapsidy (CA) a nukleoproteiny přisedlé na RNA (NC). Ve většině případů kóduje i proteázu (PR), která ale může vznikat i přispěním pol. Gen pol je srdcem retroviru – kóduje zázračnou reverzní transkriptázu (RT), Rnázu H (RNH) a integrázu (IN). Třetí retrovirový gen env kóduje povrchový glykoprotein (SU) a transmembránový polyprotein (TM). Protřepat, nemíchat.

Zalezlé retroviry představují přes 8% naší DNA, přičemž se zdá, že se většinou pocházejí z infekcí před rozdělením primátů na linie opic Starého a Nového světa, tedy z doby před nějakými 30 milióny let.

E. Eichler se svými kolegy s pomocí rychlých počítačů lovil retroviry v osekvenovaném genomu šimpanze. Ukázalo se, že jeden z nich, PTERV1, u lidí schází. Detailnější průzkum odhalil, že PTERV1 bydlí u šimpanzů, goril, makaků a paviánů, kdežto u lidí a u velkých asijských primátů (orangutana, siamanga a gibbona) schází. V každém studovaném genomu se PTERV1 vyskytoval na různých místech ve více než 100 kopiích. U jednotlivých hostitelských druhů jeho kopie pronikaly na nápadně odlišná místa. Narozdíl od jiných retrovirových sekvencí tedy PTERV1 určitě nebyl zděděn od společného předka primátů, ale vnikl do každé vývojové linie starosvětských opic zvlášť.

Sekvence PTERV1 se jako u každého slušného retroviru skládá ze tří strukturních genů (gag, pol a env) a z okrajových regulačních sekvencí zvaných long terminal repeats (LTR, dlouhá koncová opakování).

Zvětšit obrázek
Test pro pozorné čtenáře. Který z nich nemá PTERV1?

Fylogenetická analýza sekvencí PTERV1 jednotlivých druhů primátů nakonec podpořila právě představu nezávislých infekcí.
Ukázalo se, že se PTERV1 makaků a paviánů vzájemně liší mnohem víc, že PTERV1 šimpanzů a goril, přestože se makakové a paviáni vzájemně oddělili o něco později než šimpanzi a gorily.

Retroviry mají LTR sekvence z obou stran. Z toho, jak se liší „přední“ a „zadní“ LTR jednoho druhu hostitele mezi sebou lze zhruba odhadnout, kdy došlo k původní infekci. Autoři studie odhadují, že ke vstupu PTERV1 do makaků a paviánů došlo několikrát nezávisle před 1,5 miliónem let a k nakažení šimpanzů a goril jednorázově před 3-4 milióny lety.


Nepřítomnost PTERV1 u lidí a asijských primátů lze vysvětlit různě, nejspíš však ne geografickou izolací. Lidské populace se tehdy vyskytovaly společně s gorilami a šimpanzi.
Lítost není na místě, náš genom je i tak dost retro.

Pramen: PLoS Biology 3(4): e110 & e126.


Autor: Stanislav Mihulka
Datum:16.05.2005 01:38