Úvod Magazín Připravujeme Byl objeven nový reparační enzym DNA

Byl objeven nový reparační enzym DNA

Zde je zveřejněn překlad článku bez provedené korektury.
Nyní pracujeme na odborných a jazykových korekturách a na přípravě grafiky.

Link na článek v angličtině: creation.com/dna-repair

Obrázek 1: Bacillus cereus alkylpurinová DNA glykosyláza alkD vázaná na DNA obsahující G-T neshodu. (www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/mmdb/mmdbsrv.cgi?uid=84991)

Naše informace jsou uloženy ve známé dvoušroubovici DNA. Ta je tak efektivní, že pouhých pět kulatých špendlíkových hlaviček plných DNA by mohlo obsahovat veškeré informace o celé lidské populaci na Zemi.1 Pouhá jedna z těchto špendlíkových hlaviček by měla 2milionkrát větší informační obsah než pevný disk o kapacitě 2 TB. Každá z našich 100 bilionů buněk má 3 miliardy „písmen“ DNA (tzv. nukleobáze) informací.2

Z chemického hlediska je však DNA ve skutečnosti velmi reaktivní molekula (a RNA ještě více), takže je velmi nepravděpodobné, že by mohla vzniknout v hypotetické prapolévce.3 Přinejmenším milion „písmen“ DNA4 se v buňce poškodí. Jednou z běžných forem poškození DNA je tzv. alkylace – to znamená, že k jednomu z „písmen“ je připojena malá uhlovodíková skupina, přičemž míst pro připojení je mnoho. Tím se tvar změní natolik, že se již nevejde do dvojité šroubovice. To může zabránit replikaci DNA nebo čtení genu.

Živí tvorové tedy musejí mít propracované mechanismy na opravu DNA. Jak upozorňuje biolog James Shapiro z Chicagské univerzity,

„… všechny buňky od bakterií až po člověka mají skutečně ohromující množství opravných systémů, které slouží k odstranění náhodných a stochastických zdrojů mutací. Více úrovní korekturních mechanismů rozpoznává a odstraňuje chyby, které se nevyhnutelně vyskytují během replikace DNA. … buňky se chrání právě před náhodnými genetickými změnami, které jsou podle tradiční teorie zdrojem evoluční variability. Díky svým korekčním a opravným systémům nejsou živé buňky pasivními oběťmi náhodných sil chemie a fyziky. Vynakládají velké prostředky na potlačení náhodné genetické variability a mají schopnost nastavit úroveň lokalizované mutability na pozadí pomocí úpravy aktivity svých opravných systémů.“5

Existuje například „oprava vyříznutím báze“: speciální enzymy zvané DNA glykosylázy sjedou po molekule DNA, odhalí poškozené „písmeno“, uchopí ho, vloží do speciálně tvarované kapsy a pak je vyříznou. Vzniklou mezeru pak opraví jiné enzymy.

„Přirozený výběr vyžaduje, aby vybrané informace bylo možné přesně reprodukovat. Ale bez již fungujícího opravného mechanismu by se informace rychle znehodnotila.“

Vědci ze severoamerických univerzit objevili další důmyslný opravný enzym v bakteriích, který se nazývá AlkD.6 Ten má velmi odlišnou strukturu. Funguje tak, že převrátí kladně nabitou poškozenou bázi – velmi nestabilní – a bázi, se kterou je spárována, z vnitřní strany šroubovice na vnější. Pak se obě oddělí a mezera se zaplní. Lepší pochopení těchto enzymů by mohlo vést k účinnější chemoterapii.

Evoluce má velký problém s vysvětlením opravárenských mechanismů. Přirozený výběr vyžaduje, aby vybrané informace bylo možné přesně reprodukovat. Bez již fungujícího opravného mechanismu by však informace byly rychle znehodnoceny. Kromě toho jsou instrukce k vytvoření tohoto opravného zařízení zakódovány v samotné opravované molekule, což je další bludný kruh evoluce.7

Zdá se, že ani první „jednoduchá“ buňka, která se vyvinula, není vybavena žádným mechanismem. Viz související články a následující klipy z našeho kanálu YouTube CreationClips:

Motor o výšce 20 nanometrů, ATP syntáza (jeden nanometr je jedna tisícimiliontina metru). Tyto rotační motory v membránách mitochondrií (buněčných elektráren) se otáčejí v reakci na tok protonů (kladný elektrický proud). Rotace motoru přeměňuje molekuly ADP a fosfátu na buněčné palivo, ATP.

Kinezin je miniaturní přístavní dělník v buňce, který na svých ramenou přenáší náklad v balících a postupuje podél lešení mikrotubulů. Každá molekula paliva ATP, na kterou kinezin narazí, pohání přesně jeden 8nanometrový krok „přístavního dělníka“. Viz www.umich.edu/news/MT/04/Fall04/story.html?molecular.