Zde se nacházíte: Chovatelství psů > Genetika
Psí DNA
RNDr. Václav Větvička
Když v roce 1999 oslavoval americký prezident prolomení tajemství lidského genomu, stáli na pódiu Bílého domu dva šéfové obrovských vědeckých týmů. Francis Collins, který řídi vládní National Human Genome Research Institute a Craig Venter, kontroverzní šéf soukromé firmy Celera Genomics. Kdyby se do snahy o zjištění lidského genomu nepustit Craig Venter, mezinárodní týmy by s genomem člověka bojovaly pravděpodobně ještě dnes. Venter, věčně odmítající jakékoliv stávající vědecké dogma, se do úkolu pustil ze zcela jiné strany a jeho radikální přístup využíval nejnovějších počítačů a zcela nových algoritmů. Jeho největším přínosem však bylo zaměstnání Gene Meyerse, který napsal vlastní algoritmus, s jehož pomocí dokázala firma Celera během jednoho roku dojít ke stejným výsledkům jako 1000 světových badatelů za deset let. Meyers totiž původní metodu zavrhl jako pomalou a nákladnou, a prosadil vlastní algoritmus, schopný analyzovat větší sekvence o rozměrech 2, 10 a 50 tisíc bází. Potom použil další algoritmus z vlastní dílny, který odhaloval části genomu, které se neopakovaly a byly snadno syntetizovatelné.
Základní genetická informace je poměrně jednoduchá a je ukryta v molekule DNA. Ta je v podstatě dvojitá šroubovnice, takže si ji můžeme představit jako točité schodiště. Každé vlákno je tvořeno kombinací cukerných a fosfátových jednotek, a vzájemné propojení obou vláken je umožněno kombinací tzv. bází, které tvoří schody zmíněného schodiště. Molekula DNA je tvořena čtyřmi bázemi: A, T, G a C, které tvoří písmena genetické abecedy. Jejich pořadí potom určuje složení jednotlivých genů. Samotná molekula DNA je lineární a je čtena od začátku do konce. I když většinu pozornosti laické veřejnosti upoutávají geny, za životní funkce jsou ve skutečnosti odpovědné proteiny, které jsou produktem genů. Proteiny jsou komplexní molekuly složené z jednotlivých aminokyselin. Chemické rozdíly mezi aminokyselinami pak způsobují složení proteinů do trojrozměrných struktur.
Lidský kód obsahuje zhruba 3 miliardy párů bází (pro porovnání, genom bakterie obsahuje přibližně 600 000 párů bází). Důležité je však jejich přesné pořadí, tzv. sekvence. Dnes víme, že lidský genom obsahuje zhruba 35 000 genů, každá buňka přitom sice obsahuje všechny geny, ale ve skutečnosti jich využívá pouze minimum. Genom je přitom naplněn genetickým odpadem, zbytky evolučních experimentů a nefunkčního kódu. Více než 80% celého kódu je v podstatě pouze komentář. Jednotlivé geny jsou často nazývány stavebními kameny života, a znalost jejich složení a funkce pomohou odhalit tajemství života a nejrůznějších nemocí. Léky či léčby založené na genových manipulacích budou v příštích desetiletích odsouvat antibiotika do lékařského pravěku. Důležitý však není jenom genom člověka. Porovnání lidského genomu s genovou výbavou dalších zvířat pomůže biologům odhalit cesty, kterými se komplexní živočichové vyvinuli z těch jednodušších forem života a najít drobky genetické informace, které jsou unikátní pro člověka.
Prolomení lidského genetického kódu trvalo dlouhých třináct let. Zjistit kompletní sekvenci genomu myši zabralo Celera Genomics už pouhých několik měsíců. K překvapení všech vědců se ukázalo, že oba genomy jsou téměř identické a liší se pouze v několika málo tisících genů. Po myši se Graig Verner vrhl na odhalení genetické výbavy psa. Použil k tomu DNA z devítiletého pudla jménem Shadow (což mu zaručilo místo v historii vědy), který byl jeho domácím miláčkem, a dal se do práce. V říjnu 2003 bylo hotovo, nejlepší přítel člověka tak rozšířil řady více než 150 dalších druhů, ponejvíce bakterií, jejichž genetický kód se podařilo objasnit. Výzkum však není zcela hotov, vědci zatím objevili zhruba 75% genomu a dosáhli přesnosti označované za 1.5 X, což znamená celou řadu chybějících fragmentů DNA. Pro porovnání přesnost genomu člověka je udávána jako 8 X, což znamená přesnost ideální.
První publikovaná studie ukázala, že psí genom obsahuje zhruba 2,4 miliardy párů bází, asi o půl miliardy méně než genom člověka. Ukázalo se také, že pes je geneticky mnohem blíže člověku než myši, které jsou přitom člověku evolučně blíže. Všichni savci měli kdysi společného prapředka, ale vývoj psů někdy před 95 miliony let odbočil jiným směrem, zatímco vývoj myši odbočil o 8 milionů let později. Téměř čtvrtina všech párů bází je identických s člověkem, a téměř tři čtvrtiny psího genomu (přesněji řečeno 18 473 genů) obsahují nějaký ekvivalent lidských genů. V některých případech jsou na tom psi lépe, třeba v případě genů regulujících čichové receptory je u psa mnohem větší diverzita. Tento objev se jistě odrazí i v medicíně, neboť pes s lidmi sdílí kolem 360 genetických poruch. Navíc je pes hned na druhém místě ve znalostech jednotlivých chorob a jejich léčby. Jako příklad může poslouži irský setr, celých 10 % nese gen pro imunitní choroby. Výsledky těchto bádání však poslouží i jiným účelům. Díky porovnání drobných rozdílů mezi jednotlivými plemeny psů bude možné odhalit, proč třeba kolie nese vrozené vlohy pro hlídání stáda, zatímco jiná plemena mají nejlepší čich.
Na stejném problému však pracuje ještě vládní ústav NIH, který pracuje s genomem boxera. Výsledky by měly být uveřejněny někdy v polovině příštího roku. Vládní tým využil DNA získanou z boxera jménem Tasha. Pro boxera mluví skutečnost, že toto plemeno je jedním z geneticky nejméně variabilních, takže získané poznatky budou mít obecnější platnost. V současné době probíhají také práce na sekvencování genetické informace kuřete a uvažuje se o praseti, krávě a kočce.
Publikováno 16.12.2004. 2004, uveřejněno se souhlasem MVDr. Čápa (server www.veterina-info.cz)