Před šedesáti lety se kód života otevřel lidstvu

Počítačový program v živé hmotě

Deoxyribonukleová kyselina, v anglické zkratce DNA, se vyskytuje v jádru buňky a jsou v ní zakódovány dědičné vlastnosti rostlin, zvířat a samozřejmě i člověka. Genetický kód se podobá kódu počítačovému. Místo nul a jedniček jej tvoří čtyři nepravidelně se opakující chemické báze. Označují se písmeny A, G, T, C (adenin, guanin, tymin a cytosin). V lidské buňce jsou tři miliardy párů bází umístěných na dvou vláknech DNA, které jsou vzájemně spleteny ve dvojitou šroubovici o průměru 2,5 nanometru. Báze jsou specificky propojeny: adenin na jednom vláknu se spojuje s tyminem na vláknu druhém; a stejně se spojuje cytosin s guaninem. Když se buňka dělí, mateřská DNA se „rozplete“ na dvě vlákna a ke každému se v dceřiné buňce dotvoří vlákno druhé podle pravidla o propojení bází. Kód se tedy předává ve stále stejné podobě. Podstatné je pořadí, jak jdou báze za sebou. Genetici v nich nacházejí související úseky, zvané geny, které ovlivňují vlastnosti organismu. Předpokládá se, že člověk má přes dvacet tisíc genů. Některé vlastnosti ovlivňuje jediný gen, jiné vzájemná souhra několika genů najednou.

Bylo to jako detektivka blížící se ke konci: důkazy se hromadí, ale ještě nenastala chvíle, kdy je detektiv seřadí a vyřeší zápletku. Takhle v polovině 20. století biologové věděli, že v jádru buněk existuje chemická látka zvaná DNA a že nese dědičnou informaci. Ale neznali, jak DNA vypadá a jak své informace předává dál. Až v roce 1953, před šedesáti lety, přišel detektiv a řekl, jak to je. Tedy, nebyl to jeden detektiv, ale dva vědci – Američan James Watson a Brit Francis Crick, oba působící v anglické Cambridgi. Popsali prostorovou strukturu molekuly DNA – proslulou dvojitou šroubovici. Využili přitom rentgenových snímků DNA od Maurice Wilkinse, vědce narozeného na Novém Zélandě a působícího v Londýně, a od jeho spolupracovnice – Angličanky Rosalind Franklinové.

V roce 1962 převzali Crick, Watson a Wilkins za popis struktury DNA Nobelovu cenu. Zato s Franklinovou si osud ošklivě zahrál. Právě ona sice získala nejlepší rentgenové snímky DNA, díky nimž mohli Watson a Crick svůj model sestavit. Watson připustil, že byla blízko tomu, aby s fungující představou přišla sama – kdyby ji nepředběhli. Rosalind Franklinová však zemřela v roce 1958, ve věku nedožitých 38 let, na rakovinu. Tu mohlo způsobit ozáření při práci s rentgenem.

Poznání dědičných nemocí

Poznání DNA od té doby našlo uplatnění v mnoha oborech. Třeba v medicíně. Příkladem může být preimplantační genetická diagnostika. Pomáhá v rodinách, v nichž se vyskytuje některá známá dědičná nemoc. Rodiče využijí umělého oplození, při němž se zárodky vytvoří ve zkumavce a lékaři genetickým testem určí, ve kterém z nich nebezpečný gen není. Embryo pak ženě implantují, aby jej mohla donosit a porodit dítě, jemuž choroba nehrozí. Genetických testů využila také americká herečka Angelina Jolie – a nechala si z prsů elegantně odstranit mléčné žlázy, protože kvůli zjištěné mutaci genu označovaného jako BRCA1 jí hrozilo vysoké riziko nádoru prsu. Takto si nebezpečí podstatně snížila – stejně jako další tisíce žen, což lékaři vítají.

Geny pomáhají zemědělcům

Nové poznání se dá využít i při změnách zemědělských plodin. Vědci do nich v laboratoři vnášejí požadované geny z jiného organismu nebo některý původní gen vyřazují z činnosti. Tím se vlastnosti rostliny mění požadovaným způsobem. Na polích jsou dnes nejčastější dva typy takto upravených plodin. První je odolnější vůči postřikům proti plevelům, takže zemědělec může postřikem ničit plevel, aniž by ublížil plodině. Druhý typ v sobě vytváří toxin, jenž neškodí zvířatům ani lidem, ale zabíjí housenky či brouky, kteří rostlinu napadnou. V obou případech se zvyšuje úroda a zlevňuje nutná péče o pole. Nejrozšířenějšími geneticky upravenými plodinami jsou sója, kukuřice, bavlník a řepka olejka. Geneticky modifikované plodiny se objevují na polích hlavně ve Spojených státech, a to do roku 1996, a dále pak v Brazílii a Argentině. Evropa je stále zdrženlivá a pouští je na pole jen výjimečně.

Výmluvný svědek pro kriminalisty

Začali jsme s odkazem na detektivku, tak u ní i skončíme. Protože DNA je pro každého člověka jedinečná (s výjimkou jednovaječných dvojčat, které ji mají stejnou), využívají ji kriminalisté k identifikaci osob. Na místě zločinu se dá DNA získat z krvavých skvrn, ze stop spermatu, ze sedřené pokožky, z buněk zachycených na ohmataných předmětech anebo třeba z nedopalku cigarety, do něhož se vsákly buňky odrolené z úst. Experti v kriminalistické laboratoři z nich sestaví takzvaný profil DNA, složený ze znaků, které shodně využívají všechny kriminalistické laboratoře na světě. Profil DNA jednoznačně určuje každého člověka, a protože se dá zapsat jako kombinace písmen a číslic, je možné jej ukládat do počítačových databází. Když tedy kriminalisté najdou DNA pachatele, mají výmluvného svědka, který usvědčí podezřelého, anebo jej rovnou najde v databázi zločinců.