Licenci Mendelovu muzeu a Přírodovědecké fakultě Masarykovy univerzity poskytlo Cold Spring Harbor Laboratory
Buňky vyšších organismů obsahují prastarý chromozom
V buňce můžeme kromě sady chromozomů v jádře nalézt i odlišný typ chromozomu. Ten se nachází v cytoplazmě v mitochondriích, což jsou buněčné organely potřebné k výrobě energie. Mitochondriální (mt) chromozom nese geny podílející se na procesu oxidativní fosforylace – proces výroby a skladování energie. Existují důkazy, že mitochondrie kdysi bývaly volně žijící bakterie, které byly pohlceny primitivními buňkami (předchůdci buněk eukaryotických). Primitivní hostitelská buňka poskytla zdroj energeticky bohatých živin a mitochondrie poskytly prostředky pro získávání energie za využití kyslíku. Když se kyslík nahromadil v primitivní atmosféře, stal se tento symbiotický vztah klíčový pro přežití.
Mitochondrie jsou bakteriím podobné svou velikostí a jejich genom si stále udržuje některé bakteriální rysy. Stejně jako bakteriální genom je i mt genom tvořen kruhovou molekulou. Mitochondriální genom také obsahuje jen malý počet intronů. Rostliny navíc „vlastní“ dodatečný prastarý chromozom v chloroplastech, které také vznikly pohlcením a následnou symbiózou.
Galerie
Věděli jste, že?
Existují genetická onemocnění způsobená mutacemi mitochondriálních genů. Všechny jsou děděny v maternální linii (pouze z matky na všechny potomky).
Hmm…
Proč jsou mitochondrie a chloroplasty udržovány jako samostatné organely? Proč se nezačlení jejich DNA do jádra?
Video
Videa v této kapitole jsou v původním anglickém znění.
 |
Svante PääboSvante Pääbo je ředitelem oddělení genetiky na Max Planck Institute of Evolutionary Anthropology v Německu. Jeho skupina jako první úspěšně izolovala neandrtálskou mitochondriální DNA. |
Ivan Wallin byl jedním z prvních zastánců myšlenky, že mitochondrie jsou odvozeny od bakterií.
Ivan Emanuel Wallin (1883–1969)
Pokud byste byli žáky v anatomické třídě Ivana Wallina, pak byste měli být na výuku raději dobře připraveni, jinak byste museli čelit hněvu „Pána mitochondrií“. Namísto přednášení, Wallin se svými studenty shromážděnými okolo při vyučování, pitval mrtvoly. Během toho studentům často dával nejrůznější otázky. Ty, kteří neodpověděli správně, udeřil do hrudníku.
Když vyrůstal, chtěl Ivan Wallin pouze jednu věc – být učitelem. Jako syn švédských přistěhovalců se narodil a vyrůstal v malé zemědělské oblasti Stanton v Ohiu. Než v roce 1905 získal titul bakaláře na Univerzitě v Iowě, navštěvoval Augustana College a Princetonskou univerzitu. Biologii začal vyučovat již během magisterského studia na Univerzitě v Nebrasce (1908) a v průběhu doktorského studia anatomie na Univerzitě v New Yorku (1915). V roce 1918 se přestěhoval do Boulderu v Coloradu, aby se zde stal profesorem na lékařské fakultě Univerzity v Coloradu a kde začal se svým výstředním stylem výuky.
Wallin ve třídě naháněl hrůzu, ale na druhou stranu byl i laskavý. Často pro své studenty pořádal večírky a oni mu na oplátku pomáhali se stavbou jeho chaty v kaňonu North St. Vrain (20 mil severně od Boulderu). Ve „Wallinově klubu“ trávili společně noci hraním pokeru a popíjením. Během dne pak Wallin lovil kachny, rybařil a vyráběl nábytek do chaty. (Studenti pravděpodobně měli kocovinu).
Největší událostí v jeho společenském kalendáři byla jeho každoroční vánoční Glogg párty, které se účastnila stovka hostů. Podávaly se různé švédské delikatesy jako Sillsallad (salát s nakládaným sleděm), lutefisk (sušená treska, která je před vařením ponořena do vody a roztoku louhu) a samozřejmě Glogg (horký nápoj, směs vína a aquavitu). Své hosty Wallin bavil interpretací švédských folkových písní za doprovodu klavíru.
Ve dvacátých letech 20. století testoval Wallin v přístřešku za školními učebnami své představy o mitochondriích. V té době většina lidí věřila, že se mitochondrie vyvinuly z buňky. Ale Wallin byl přesvědčen, že by to mohly být bakterie, protože byly od nich na pohled k nerozeznání. Napsal sérii devíti prací, které vysvětlovaly jeho teorie a experimenty. Prohlašoval, že jeden z nich přináší konečný důkaz, že mitochondrie jsou bakterie – mohl je totiž kultivovat mimo buňku.
Nikdo však nevěřil, že Wallinovy kultury nebyly kontaminovány a dnes zpětně vidíme, že měli pravdu. Mitochondrie je nemožné kultivovat mimo buňku, protože k tomu potřebují proteiny, které jsou z 95 % uloženy na jaderné DNA. Těžká kritika vědecké komunity Wallina odradila od dalšího výzkumu a zbytek své kariéry strávil vyučováním a v administrativě. Teprve po jeho smrti se začaly hromadit důkazy, že jeho teorie byla částečně správná.
Věděli jste, že?
Lynn Margulisová, která pracovala na evoluci mitochondrií, byla vdaná za astronoma a kosmologa Carla Sagana.
Hmmm…
Myslíte si, že i další buněčné organely se vyvinuly endosymbiózou?
Odkazy a literatura
MitochondrieNaučte se více o mitochondriích a buňkách v této krátké kapitole z Webcytologie. Informace o mitochondriálních poruchách
(United Mitochondrial Disease Foundation). Smrt mitochondriím ze spermií
Nejedná se o bojový pokřik, ale o odpověď na otázku: „Proč z embrya mizí mitochondrie spermií?“
- Margulis, Lynn, 1971, Symbiosis and Evolution, Scientific American, 225: 48-57.
- Margulis, Lynn, and Sagan, Dorion, 1986, Microcosmos, University of California Press, California, U.S.A.
- Mehos, Donna C., 1984, Symbionticism as a Biological Principle, Boston University, Master's Thesis.
- Sagan, Lynn, 1967, On the Origin of Mitosing Cells. Journal of Theoretical Biology, 14: 255-274.
ÚEB, Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita |
Mendelovo muzeum, Masarykova univerzita |
Návrat na úvodní stránku webu, přístupnost |
| Servisní středisko pro e-learning na MU
| Fakulta informatiky Masarykovy univerzity, 2013
Centrum interaktivních a multimediálních studijních opor pro inovaci výuky a efektivní učení | CZ.1.07/2.2.00/28.0041
