Genová složitost se jednoduché definici vymyká

Jeffrey Tomkins, Ph.D. *)

(Z www.icr.org přeložil M.T. – 8/2014. Jeffrey Tomkins, Ph.D. 2014. Gene Complexity Eludes a Simple Definition, Acts & Facts. 43 (6).)

V prvních letech existence molekulární genetiky (v šedesátých a sedmdesátých letech 20. století) se všeobecně mělo za to, že gen lze definovat jako jednoduchý celek kódující informaci ke tvorbě proteinu. S pokračujícím genetickým studiem a bádáním se však naše chápání toho, co je to gen, neuvěřitelně zkomplikovalo¹.  Z úst evolucionistů sice dosud stále slyšíme, že „tenhle a onen tvor mají stejné geny, a proto jsou příbuzní a vznikli evolucí ze společného předka“, ale ve světle nedávných genetických studií se toto tvrzení jeví jako neúnosně zjednodušující.

Za prvé, je stále obtížnější vymezit hranice toho, co lze nazvat jednotlivým genem spolu s jeho celkovým souborem funkcí. Celky chromozomů a genomů představují kontinuum provázané a překrývající se transkripce (kopírování DNA do RNA)^{2, 3}. Z nedávných objevů vyplývá, že se geny mnoha rostlin i živočichů vůbec nepodobají konkrétním ohraničeným jednoduchým celkům, nýbrž že jsou spíše směsí genů uvnitř genů, a dokonce genů navzájem se překrývajících³. Regulační kontrolní oblasti genů zvané promotory mohou být společné dvěma zcela odlišným genům fungujícím v opačných směrech od sebe. (Geny se vyskytují na obou vláknech dvoušroubovicové molekuly DNA.) Oblasti aktivačních faktorů, které rovněž hrají důležitou úlohu ve fungování genů jako řídicích struktur, mohou ležet vzdáleny až milion bází od genu, který řídí. A jako by toho nebylo dost, funguje navíc mnoho genů současně směrem kupředu i směrem dozadu – produkují jak transkripty sense tak i antisense⁴! Řídicí sekvence jednotlivých genů mohou rovněž ležet uvnitř jiných, blízkých genů, a badatelé objevili, že jednotlivé geny na sebe navzájem v „genových klastrech“ dynamicky působí daleko více, než se dříve předpokládalo, a to do té míry, že se mezi nimi stírají jakékoli hranice.

Za druhé, informační výstup zajišťovaný geny se může měnit v závislosti na různých okolnostech. Tyto okolnosti zahrnují typ buňky, typ tkáně i jiné podněty, jako třeba vnější prostředí⁵. V genomu, jak samotná molekula DNA, tak i proteiny-histony, obalující molekulu DNA, mohou být chemicky měněny nebo označovány. Studium těchto chemických značek se nazývá epigenetika či modifikace chromatinu⁵. Kromě toho, že se hranice mezi geny mohou překrývat a že geny mohou plnit rozmanité funkce, je informace zajišťovaná geny měněna také epigeneticky pomocí buněčného mechanizmu, aby příslušný výstup odpovídal právě té dané situaci.

Hovoří-li evolucionisté o tvorech sdílejících tytéž geny, mají tím většinou na mysli velmi malé úseky DNA v genomu. A ve většině případů se opírají jen o existenci malých úseků genů kódujících proteiny zvaných exony – nikoli o úplný segment DNA, který je v tom kterém případu odpovědný za produkci informace sloužící k vytvoření správné verze proteinu ve správnou dobu a ve správném množství.

(exon = část sekvence nukleové kyseliny, podle které se tvoří bílkovina. Pozn. překl.)

Co však se všemi dalšími exprimovanými sekvencemi DNA v genomu, vedle těch, které kódují proteiny – lze je také nazývat geny? Úžas budí to, že v lidském genomu existuje více než dvojnásobek délky nekódujících genů RNA než kolik činí délka genů kódujících proteiny; a tyto nekódující geny jsou klíčovými faktory v procesu kontroly a řízení genů, které proteiny kódují, a navíc způsobují druhovou odlišnost a genovou jedinečnost, která odděluje organizmy jeden od druhého.⁶.

Vzhledem k tomu, co dnes víme o genomu, měli byste si uvědomit, že užije-li někdo termín „gen“, je situace daleko komplikovanější než se dříve zdálo. Abychom citovali Dorothy z klasického filmu Čaroděj Oz, „Mám pocit, že už nejsme v Kansasu“. Biologická složitost genomu dosahuje dnes rozměrů, které přesahují ty nejdivočejší fantazie lidstva. Všemohoucí Tvůrce je pak jediným možným vysvětlením pro takové rozsáhlé a elegantně řešené struktury.

Odkazy

1. Portin, P. 2009. The elusive concept of the gene. Hereditas. 146 (3): 112-117.
2. 2. Djebali, S. et al. 2012. Landscape of transcription in human cells. Nature. 489 (7414): 101-108.
3. Clark, M. B. et al. 2013. The dark matter rises: the expanding world of regulatory RNAs. Essays in Biochemistry. 54: 1-16.
4. O antisense transkriptech se věří, že pomáhají regulovat geny, ze kterých jsou reverzně kopírovány – zřejmě navázáním na sense RNA transkripty, buď přímo, nebo pomocí sestřihu a vytvořením sense transkriptů. Viz Pelechano, V. and L. M. Steinmetz. 2013. Gene regulation by antisense transcription. Nature Reviews Genetics. 14 (12): 880-893.
5. Zhu, J. et al. 2013. Genome-wide chromatin state transitions associated with developmental and environmental cues. Cell. 152 (3): 642-654.
6. Managadze, D. et al. 2013. The vast, conserved mammalian lincRNome. PLoS Computational Biology. 9 (2): e1002917.

*) Dr.Tomkins je jedním z vědeckých pracovníků Institute for Creation Research a dosáhl svého Ph.D. v genetice na Clemsonově univerzitě.