Odkrývání tajemství genů se odráží v pojmech

Malý slovníček nejdůležitějších pojmů z genomiky a biotechnologie napomůže při sledování vývoje těchto mladých oborů

Díky novému vědnímu oboru - genomice - mohou výzkumní pracovníci přečíst soubor genů skrytých v rostlině a získat znalosti, které změní vlastnosti semen uváděných na trh.

Články o geneticky modifikovaných rostlinách budeme psát ještě mnohokrát. Aby všichni pochopili, o jaké postupy se vlastně jedná, uvádíme stručný vysvětlující slovníček. Doporučuji si jej uschovat, neboť se na něj budeme často odvolávat.

Genom - celá sada genů, veškerý genetický materiál obsažený v podobě DNA v buněčném jádře organismů, tedy i rostlin. Představuje recept na tvar i fungování rostliny a kóduje dědičné vlastnosti organismu, které přenáší do následujících generací. Nachází se v každé její buňce. Semenářské firmy si již před desítkami let zakládaly tzv. fond zárodečné plazmy, což jsou části rostlin, nejčastěji semena, ze kterých lze "oživit" celý genom. Tyto mimořádně cenné genobanky obsahují doslova tisíce rodičovských linií z nejrůznějších prostředí celého světa. Jsou dobře dokumentovány a neustále se rozšiřují.

Gen - základní jednotka dědičnosti složená z DNA (jen u některých virů RNA). Výzkumní pracovníci neustále zjišťují funkce jednotlivých genů, kterých má například kukuřice desítky tisíc. Geny jsou jednak strukturální, které určují složení bílkovin, jednak řídící.

Přečtení genomu - určení pořadí (sekvence) bází A, C, T a G v DNA (v RNA je T nahrazen U). Shromažďování informací o pořadí je základem genomiky. Je předpokladem všech pokusů o určení funkce genů.

Genetický kód - přiřazení trojice (tripletu) v pořadí nukleotidů A, T, C a G v DNA konkrétní aminokyselině, ze kterých se skládají bílkoviny, jež tvoří rostlinu a provádějí veškeré jejich funkce.

Proteomika - obor, který se zabývá studiem, izolací, určováním a charakterizací bílkovin. Je považována za další zcela novou oblast, kterou je nutné rychle rozšířit. Jelikož strukturální geny se nakonec vyjadřují jako bílkoviny, aplikace bílkovinných technologií zase zpětně napomůže odhalování genů.

Genomika - věda o genetické informaci a jednotlivých složkách genetického materiálu, které ji nesou. Její rozvoj byl umožněn nástupem mocných počítačů i automatických analytických systémů. Nyní se nacházíme v první fázi, strukturální genomice, která geny odhaluje, čte a určuje, kde se nacházejí. Druhá fáze, funkční genomika, která právě nastupuje, určuje, co tyto tisíce genů vykonávají. Ve třetí fázi, aplikované genomice, by se veškeré znalosti měly uplatnit v genovém inženýrství a biotechnologii, například při tvorbě plodin s výhodnějším obsahem výživných látek nebo třeba také léčiv. Již nyní se využívá k rychlé produkci elitních semen se zvýšenou produktivitou.

Expressed Sequence Tag (EST) - je značka, která označuje, že se gen přepsal do mRNA. EST pomáhá získat přehled o genech, které jsou aktivní v určité tkáni, jako třeba v kořenech nebo listech. Metoda je užitečná pro označení orientačních bodů v genetické mapě. Výzkumní pracovníci využívají EST z mnoha genomických databází k porovnávání informací a získání dalších klíčů k fungování genů, ještě než je genovým inženýrstvím umístí do zárodečné plazmy pro testování.

Genová exprese - realizace informace syntézou bílkoviny. Tím se genetický kód přeměňuje na vlastnosti, jako třeba tolerance na sucho u kukuřice nebo modré oči u lidí. Činnost některých genů se spouští jen v určitou dobu života. Sledovat expresi genů dříve znamenalo pozorovat vnější znaky rostlin během jejich života, dnes se již pracuje na úrovni RNA a bílkovin.

Genová funkce - charakteristická činnost určitého genu. Výzkumní pracovníci již po mnohá desetiletí takto katalogizují geny tisíců organismů, i kukuřice. Jakmile je odhalena funkce genu, porovnají ji s informacemi v databázi charakteristik rostlin, které během let shromáždili z miliónů životních prostředí celého světa.

Genové mapování - určování přesného umístění genu na určitém chromozomu. Napoví další informace například o jeho chování během křížení. Toho lze využít ke zvyšování efektivity křížení a dodat přesnější údaje o dědičném přenosu určitých vlastností.

Quantitative Trait Loci (QTL) - lokus, místo na chromozomu obsazené genem nebo geny, který určuje kvantitativní vlastnosti, například velikost, výnos či množství určitých látek.

Bioinformatika - nový obor, který spojuje informační vědy s biologií. Umožňuje uchovávat a třídit data získaná analýzou sledu bází (sekvenováním). Databanky sekvencí nyní exponenciálně narůstají. Umožňuje také rychlé vyhodnocení testů. Počítače jediné firmy tak analyzují na 11 miliónů datových bodů během osmitýdenní sklizně ze dvou miliónů pokusných políček.

DNA čipy - polovodičové chemické senzory pro analýzu nukleových kyselin. Nástroje genomiky spojují biochemii s počítačovými technologiemi do systému, který umožňuje studovat geny až na molekulární úrovni.

Rekombinantní DNA - chimérická DNA vytvořená z částí DNA pocházejících z odlišných zdrojů. Vytvoří se tak zcela nová kombinace genů.