Gen

S rozvojem superpočítačů udělala genetika obrovský krok kupředu. O genech a jejich fungování se stále máme mnoho co učit, jedno je však jisté: jak naše znalosti rostou a jak se hlouběji noříme do metod úpravy genů, budou mít tyto objevy zásadní dopady na lidský život.

Abychom lépe porozuměli budoucnosti, musíme se vrátit v čase. Jak se vědci vůbec poprvé dozvěděli o genech? Následující kapitoly vás nejprve zavedou do počátků výzkumu dědičnosti, kdy otázky po přenosu vlastností mezi generacemi zaujaly rakouského botanika. Uvidíte, jak rané zkoumání genů nakonec vyústilo v hrůzy eugeniky během druhé světové války. A nakonec se seznámíte s výzvami, které přineslo přečtení celého lidského genomu, a zamyslíte se nad tím, jak by se společnost měla vyrovnávat se současnou genetikou a jejími etickými důsledky.

V tomto shrnutí mimo jiné zjistíte:

• jak vědci objevili základní vlastnosti genů;
• jak Hitler zneužil genetiku k ospravedlnění vyhlazování Židů a Romů;
• a jak prostředí ovlivňuje lidský genom.

Příběh genu začíná roku 1864 u rakouského botanika Gregora Johanna Mendela. Při křížení hrachu si Mendel všiml, že rodičovské rostliny předávají některé vlastnosti potomkům beze změny – jako by šlo o stálé, nemísitelné znaky.

Například když zkřížil vysokou rostlinu s rostlinou zakrslou, vznikali pouze vysocí potomci – nikoli středně vysoké rostliny, jak by se dalo čekat, pokud by se vlastnosti „míchaly“. U hrachu je totiž vysoký vzrůst dominantní vlastností, která překrývá vlastnost zakrslosti.

Jinými slovy, Mendel objevil, že dědičné informace – například výška – se předávají z generace na generaci v nedělitelných jednotkách. Tím, že tyto jednotky popsal, odhalil nejmenší stavební kámen dědičnosti: gen.

O několik desetiletí později Mendelovu práci znovuobjevil nizozemský botanik Hugo de Vries. Dokázal ji propojit s evoluční teorií Charlese Darwina, která vyšla v době, kdy byl Mendel ještě školák. Darwin tvrdil, že všechny živočišné druhy nevznikly jako hotový „dar od Boha“, ale vyvinuly se z dřívějších forem prostřednictvím pomalé, nepřetržité změny.

Mendelovy poznatky o dědičnosti Darwinovu teorii dokonale doplnily. Pokud se druhy vyvíjejí, jak Darwin předpokládal, dává smysl, že zvíře předává své fyzické vlastnosti potomkům prostřednictvím genů – jakýchsi poslíčků nesoucích genetické informace.

De Vries Mendelovy teorie dále rozvinul a vysvětlil, proč k genetickým rozdílům – neboli variantám – vůbec dochází. Zjistil, že tyto varianty vznikají náhodně, jako přírodní anomálie, které nazval mutanty.

Práce těchto tří vědců se spojily v ucelený obraz evoluce druhů. Příroda vytváří náhodné variace ve znacích, ty se předávají potomkům a v průběhu času jsou přirozeným výběrem upřednostňovány ty, které zvyšují šanci na přežití.

Objev genu zodpověděl zásadní otázku týkající se dědičnosti. Zároveň však otevřel řadu nových. Vědci věděli, že geny existují, ale netušili, jak vypadají ani jak přesně fungují na biologické úrovni.

Ve 40. letech 20. století se biochemici začali zaměřovat na fungování buněk. V buněčném jádře objevili zvláštní molekuly – DNA (deoxyribonukleovou kyselinu) a její blízkou příbuznou RNA (ribonukleovou kyselinu). Řadí se mezi nukleové kyseliny právě proto, že se nacházejí v jádře buňky.

Obě kyseliny jsou složeny ze čtyř stavebních kamenů, tzv. bází. Báze DNA jsou adenin (A), cytosin (C), guanin (G) a thymin (T). Báze RNA jsou téměř stejné, pouze místo thyminu obsahuje RNA uracil (U).

S objevem DNA vědci konečně našli stavební materiál genů. Vlastnosti, které Mendel pozoroval už v 19. století, jsou ve skutečnosti „zapsány“ na mnoha vláknech DNA v organismu.

Zajímavé je, že geny spolupracují při vytváření určité vlastnosti organismu. Pozorovatelné znaky, jako je například výška, nejsou výsledkem působení jediného genu, ale souhry mnoha genů.

Vyjádření genu si můžete představit jako interakci pixelů na displeji telefonu. Každý pixel funguje samostatně, ale teprve všechny dohromady vytvářejí celý obraz. Podobně geny pracují nezávisle, ale v součtu vytvářejí „obraz“ pozorovatelné vlastnosti.

Vyjádření genu však nelze automaticky ztotožnit s viditelnými znaky, jako je velikost či tvar lidského nosu, protože tyto vlastnosti mohou výrazně ovlivňovat i vnější faktory. Nos boxera není formován jen genetikou – jeho prostředí, tedy opakované údery soupeřů, se na jeho tvaru podílí neméně.

Vztah mezi geny a viditelnými vlastnostmi tedy není přímočarý. Právě tato nejednoznačnost je pro genetiku klíčová – jak uvidíte dále, byla však často ignorována těmi, kdo chtěli autoritu vědy zneužít.