Pro laika to zní velmi nečekaně. Homo sapiens má zhruba stejný počet genů jako škrkavka a méně genů než kukuřice. Pak už tolik nepřekvapí, že lidský genom je z 99 procent stejný jako genom šimpanze či neandrtálce.
I tyto zajímavosti zjistili vědci před pár lety díky objevu struktury DNA (deoxyribonukleové kyseliny), který byl oznámen 25. dubna 1953. Britové Francis Crick a Maurice Wilkins a Američan James Watson před 60 lety jako první přinesli model dvoušroubovice DNA a popsali její kopírovací mechanismus.
Trojice vědců dostala Nobelovu cenu
Trojice vědců, která za svůj objev dostala v roce 1962 Nobelovu cenu, položila základ pro to, aby se DNA později stala zásadním nástrojem pro diagnostiku nemocí, pomáhala k objasňování zločinů či k pěstování plodin s lepšími vlastnostmi nebo určovala otcovství. Nejnovější objevy, po přečtení lidského genomu v roce 2003, daly naději i takzvané genové terapii, jež je zatím v experimentální fázi. Jde o jakési „přepisování“ vadných genů, kdy se do genomu vloží „opravená“ sekvence DNA, jež má eliminovat propuknutí dědičné nemoci.
„Myslíme si, že jsme objevili základní kopírovací mechanismus, jímž život pochází z života,“ napsal 19. března 1953 Crick svému dvanáctiletému synovi v dopise, jenž byl tento měsíc v New Yorku vydražen za rekordních šest milionů dolarů (za dva miliony se prodala i Crickova Nobelova cena).
V časopise Nature pak 25. dubna 1953 vyšla kromě článků Watsona, Cricka a Wilkinse i stať anglické biofyzičky Rosalind Franklinové, která pomocí rentgenové krystalografie zkoumala DNA a jako první přišla na to, že má struktury spirály. Watson a Crick pak zjistili, že je dvojitá. Franklinová ale Nobelovu cenu nedostala, protože zemřela už v roce 1958.
DNA jako zkroucený žebřík
A jak vlastně DNA vypadá? Představit si ji lze jako zkroucený žebřík, v němž jsou příčky tvořené párem bází A (adenin) proti T (thymin) a C (cytosin) proti G (guanin). Každá příčka je jako „písmeno“, to tvoří slova a věty. Těchto příček (písmen) jsou u člověka asi tři miliardy. Při dělení buňky se DNA kopíruje tak, že se dvoušroubovnice rozevře jako zip a k uvolněným bázím jednoho pramene se připojí odpovídající nové báze.
U rostlin a živočichů je většina DNA uložena v buněčném jádru, konkrétně v chromozomech, jež pod mikroskopem vypadají jako pentličky. Na nich jsou jako korálky na šňůrce navlečeny geny. Geny jsou tedy konkrétní úseky DNA se specifickou funkcí, které při dělení buňky utváří své kopie a přenáší se tak do dalších generací. Malá část DNA je mimo jádro (mitochondriální DNA).
Za objevitele DNA je považován švýcarský lékař Friedrich Miescher, který v roce 1869 při studiu hnisu z obvazů nemocných zjistil přítomnost nebílkovinné látky v jádru buněk a nazval ji nuklein. O 30 let později poznal německý patolog Richard Altmann, že jde o kyselinu. Další Němec Albrecht Kossel na sklonku 19. století identifikoval její báze a v roce 1909 a 1929 Američan litevského původu Phoebus Levene odhalil ribózu a deoxyribózu. Práce o tom, že dědičnou informaci nese DNA, vyšla v únoru 1944 a jejím autorem byl kanadský imunolog Oswald Avery.
Nezaměnitelný průkaz totožnosti
V roce 1990 byl v USA zahájen projekt rozluštění lidského genomu, což je souhrn veškeré genetické informace člověka. To se podařilo v roce 2003 a závěry byly překvapivé – například že člověk má jen asi 20 tisíc genů (dříve se odhadovalo sto tisíc), což je skoro stejně jako mají mnozí bezobratlí tvorové. Více mají i některé druhy rostlin (ty ale mj. proto, že si vyrábějí živiny fotosyntézou a musí k tomu být náležitě vybaveny).
A ona podobnost lidského genomu s genomem šimpanze? Je sice až devětadevadesátiprocentní, nicméně při třech miliardách „písmen“ DNA i jedno procento znamená 30 milionů odlišných „písmen“. To platí i u člověka jako druhu – 99 procent genomů všech lidských jedinců je shodných, přesto DNA funguje jako nezaměnitelný průkaz totožnosti. Na tom stojí i metoda „genetické daktyloskopie“, kterou vyvinul jako první britský genetik Alec Jeffreys v roce 1984.
