Průzračná evoluce molekulárního stroječku TIM  
Volně žijící příbuzní mitochondrií vlastní geny proteinů, které jsou příbuzné součástem mitochondriálního TIM komplexu, i když dělají něco docela jiného. Evoluční historie jako od Palackého.

 

Zvětšit obrázek
Široký úsměv kaulobaktera Kredit: Yves Brun.

Z naší pestré reality se podle všeho postupně vytrácí inteligentní design. Poté, co nesplnil svůj účel, totiž infiltrovat kreacionismus do amerického školství, se stal poněkud nadbytečným. Nepovedlo se mu ani stát se módou salónních intelektuálů, takže jeho další vyhlídky už bohužel nejsou příliš dobré a to ani v samotných USA. Pro biology tak zřejmě postupně vyschne možnost osvěžit se v debatách s vyslanci jiné planety. Pochopitelně to zabere jistou dobu a díky setrvačnosti se i dál budou objevovat vědecké studie odkazující na tuto tématiku.

 

Zvětšit obrázek
Kaulobakter ve svém živlu. Kredit: Martin Oeggerli.

Oblíbeným produktem inteligentních designérů je IC - Irreducible Complexity, česky obvykle tragicky překládaný jako nezjednodušitelná složitost. Podle této představy mají být určité biologické systémy natolik složité, že si nelze představit, jak by se mohly vyvinout evolucí z jednodušších předchůdců. IC systém či orgán by se měl skládat z částí, které jsou všechny nezbytné k provozované funkci a kdyby nějaká z částí scházela, tak by to nemělo vůbec fungovat. Autorem takových IC by pak měl být sám tajuplný inteligentní designér, čili šikovné a v biologii rozhodně velice zběhlé božstvo. Pro popularizaci myšlenek inteligentního designu by možná bylo lepší překládat IC jako božskou složitost a biologické IC struktury jako boží stroječky.

 

Kolem konceptu božích stroječků se už nějakou dobu točí docela vtipná hra, kdy se vůdčí osobnosti inteligentního designu jako Behe, a další designéři vytasí s nějaký příkladem biologické struktury či systému, který je podle nich božsky složitý a nějací biologové hned zajásají a pustí se do objasňování evoluce dotyčného božského stroječku. Behe a spol. se pak otřepou a přijdou s něčím dalším, věda na tom chvíli pracuje a tak pořád dokola. Asi je jasné, že takhle to nemůže nikoho bavit věčně, ale jako intelektuální squash to může mít určitý potenciál.

 

Další biologickou smeč do božských stroječků vedl Trevor Lithgow z Monash University. Jako model božsky složitého stroječku si Lithgow a deset jeho kolegů vybrali TIM komplex, čili komplex Transporter Inner Membrane, který se spolu s dalším komplexem TOM (Transporter Outer Membrane) podílí na úžasně zajímavém procesu přenosu mitochondriálních proteinů jaderného původu na místo určení uvnitř mitochondrie.

Zvětšit obrázek
Mitochondrie, ochočený desperát. Kredit: Pearson Education.

Mitochondrie je vlastně alfa-proteobakterie, která kdysi dávno uzavřela smlouvu o oboustranně výhodném pronájmu s předkem eukaryotních buněk. Lze to na ní velice snadno poznat a sama o sobě je tím pádem špičkovým dokladem evoluční historie života. Za zhruba 2 miliardy let soužití s eukaryoty zůstalo v mitochondriální DNA cca 13 proteinových genů. Naprostá většina ostatních za tu dobu odtekla do jaderné DNA. Jejich produkty jsou ale pochopitelně v mitochondrii stále potřeba a proto se tam musí nějak dostat. Právě to zajišťují komplexy TOM a TIM. Jak napovídá zkratka, TIM komplex přepravuje proteiny skrz vnitřní membránu mitochondrie.

 

Zvětšit obrázek
Bakteriální bičík. Rozhodně není božsky složitý. Kredit: WordPress.

Je TIM komplex božsky složitý stroječek anebo lze jeho postupný vznik nějak rozumně vysvětlit? Lithgow a spol. se pustili do detektivního pátrání u volně žijících příbuzných mitochondrií, což jsou zmíněné alfa-proteobakterie. Volně žijící bakterie TIM komplex nemají, což je vcelku pochopitelné vzhledem k tomu, že nežijí jako endosymbiotické organely ve velké buňce. Badatelé se ale přesto nevzdali a soustředili se na alfa-proteobakterii obývající čistá jezera a toky jménem Caulobacter crescentus. Nebyla to úplně náhodná volba - kaulobakter je známá firma a v molekulárních laboratořích ho znají jako coby významný model pro studium regulace buněčného cyklu a diferenciace buněk.

 

Vědcům se nakonec povedlo ulovit v genomu kaulobaktera geny pro bakteriální proteiny, které jsou velmi blízce příbuzné jednotlivým složkám TIM komplexu. Pozoruhodné je, že tyto proteiny sedí na vnitřní membráně kaulobaktera, čili na stejném místě jako TIM komplex mitochondrie, ale nezabývají se transportem proteinů. Mají na starost jednoduché úpravy produktů, ale ukázalo se, že je stačí jenom nepatrně zmutovat a hned začnou fungovat jako transportéry proteinů. Vznik TIM komplexu očividně nebyl božsky záhadný, ale naopak docela prostý. Zůstala nám po něm spousta srozumitelných stop. Vtip je v tom, že neprobíhal tak, jak si myslí příznivci božských stroječků. Rozhodně se k sobě postupně nepřidávaly dnešní hotové součástky TIM komplexu, to by opravdu nejspíš nešlo. Evoluce nepracuje jako inteligentní designér, to ani omylem, ale jako poněkud šílený kutil, který sflikuje všechno, co má v kritickou dobu k dispozici. Ať je to z čehokoliv, hlavně, když to bude jakžtakž fungovat. Přesně to byl i případ evoluce TIM komplexu. Už hotové molekulární stroječky, které dělaly něco jiného se přeškolily na jinou práci a v ní se začaly postupně zdokonalovat přírodním výběrem. Dnes nám přijdou děsně složité a komplikované, to ale neznamená, že za sebou nemají proklatě dlouhou historii se skromnými začátky. Tímhle způsobem bychom se dostali zpátky až ke vzniku prvních genů, které jsou podle všeho potomky divokých RNA z předbuněčné RNA divočiny.

 

Zvětšit obrázek
Pokud je něco nezjednodušitelně složité, tak tohle... Kredit: I.Dnes.

Božsky složité stroječky jsou učebnicovým příkladem „argumentum ad ignorantiam“ – slušně přeloženo jako argument z neznalosti, protože se opírají o prozatím skutečné nebo i jenom domnělé mezery ve vědění. Ve skutečnosti ale není evoluce složitých buněčných stroječků nikterak nepochopitelná, i když se pochopitelně ještě na hodně věcí musí postupně přijít. Vznikají postupně z komponent, které předtím vypadaly poněkud jinak a dělaly něco jiného. Inteligentní designér by to měl opravdu těžké. Podle představ svých zastánců by to vlastně byl bůh instalatér, který by měl se vznikem a evolucí života strašně práce. Vědcům je to většinou jedno, ale představitelé jiných církví nemají pro takového boha, který lopotně vycpává díry v našem poznání a nevyhnutelně z nich couvá s dalším rozvojem vědy, příliš pochopení. Není to podle nich moc důstojné.

 

Prameny:
ScienceDaily 13.9. 2009, PNAS 106: 15791 - 15795, Wikipedia (Irreducible Complexity, TIM/TOM Complex, Caulobacter crescentus).

Datum: 05.10.2009 06:24
Tisk článku


Diskuze:


Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce








Zásady ochrany osobních údajů webu osel.cz