// platform for connecting teachers, science enthusiasts, science promoters and scientists //
25/04/2025
🟠 TAJEMSTVÍ MENDELOVA HRÁŠKU KONEČNĚ ROZLUŠTĚNO!
🕒 Letos na jaře to bylo přesně 160 let, co Johann Gregor Mendel přednesl na setkání Brněnského přírodovědeckého spolku závěry své téměř desetileté práce na křížení hrachu. Přesně před 160 lety se svět dozvěděl o slavných Mendelových zákonech dědičnosti.
🤔 Jedna důležitá hádanka byla právě onoho dne rozluštěna... aniž by to ale sám Mendel, nebo kdokoliv v sále tušil, další velká hádanka malého zeleného (nebo žlutého?) hrášku se právě zrodila!
☝️ Ale všechno popořádku! Na co to vlastně Mendel při své práci přišel? Na to, jak se mezi rodiči a potomky předávají konkrétní vlastnosti!
🔎 Mendel sledoval sedm různých vlastností hrachu:
👉 Barvu hrášku (zelená x žlutá)
👉 Tvar hrášku (kulaté x vrásčité)
👉 Barva květu (bílá x fialová)
👉 Umístění květu (v paždí lístků x na vrcholu)
👉 Délka stonku (krátký x dlouhý)
👉 Tvar lusku (hladký x svraštělý)
👉 Barva lusku (zelený x žlutý)
👉 Na základě sledování jednotlivých generací zjistil, že vlastnosti se předávají nezávisle na sobě a podle předvídatelných zákonitostí.
🤔 Díky Mendelovi bylo možné začít uvažovat o dědičnosti na základě jasně daných pravidel (ono je to ve skutečnosti složitější, ale tak už to v biologii bývá...).
🧬 Další průlom ve studiu dědičnosti znamenalo až pochopení významu genetické informace. A dnes, 160 let po prvnímu porozumění dědičnosti jsme tak daleko, že si můžeme přímo přečíst předpis (DNA), podle kterého tyto zákony fungují! V roce 2019 byl dokonce přečten celý genom, tedy všechna písmenka DNA, rostliny, která stála u Mendelova převratného objevu - hrachu setého.
⚙️ DNA není nic jiného, než jakýsi recept na bílkoviny. A právě bílkoviny jsou ti molekulární pracanti, stroje a stavební kameny, které způsobí, že organismy vypadají, jak vypadají a fungují, jak fungují. Proteiny jsou přímý mezičlánek mezi genetickou informací a tím, co pozorujeme v přírodě. A právě tady přichází slibovaná hádanka mendelova hrachu!
❓Jaké geny a proteiny tedy stojí za jednotlivými vlastnostmi, které pozoroval Mendel na svých hrášcích?... Tahle hádanka je zajímavá právě proto, že se ptá na samotnou podstatu vztahu mezi mikrosvětem molekul a makrosvětem organismů!!!
👩🔬 Výzkumy odhalující první části hádanky pochází z let 1990 - 2010. Odpovídají na to, jaké geny, potažmo proteiny, můžou za to, že Mendel pozoroval kulaté a vrásčité a zelené a žluté hrášky, bílé a fialové květy a nízké a vysoké rostliny.
🧬 Genomickou podstatu těchto vlastností bylo možné odhalit relativně snadno, protože jsou způsobeny v principu jednoduchými genetickými změnami.
🤔 Otázku posledních tři vlastností vědci ale ne a ne rozlousknout. Až do letošního roku! Výzkum čínského týmu trval dlouhých šest let. Výsledky se ale dostavily! Co tedy stojí za tím, jak vypadají lusky hrášků a kde jsou umístěny květy?
👩🔬 Nalézt “viníky” bylo v těchto případech tak náročné, protože šlo o kombinaci genů, které vlastnost ovlivňují, nebo o složitější změny genomu. rný návštěvník
👉 V případě tvaru lusků jde o geny, které zajišťují tvorbu tzv. pergamenové vrstvy - pevné vrstvy chránící hrášek v lusku. Jeden z nich (PsCLE41) kóduje signalizační bílkovinu, která nese informaci, že se má vůbec vrstva tvořit. Když je na genu mutace, bílkovina se nevyrobí celá a není tedy schopná informaci přenést.
👉 Druhý gen (PsMYB26) zase kóduje tzv. transkripční faktor - bílkovinu, která zapíná a vypíná jiné geny. A tenhleten transkripční faktor zrovna ovládá geny pro zesílení stěny lusku. V případě mutace tenhle spouštěč nevzniká a stěna se vůbec nezesílí.
🌸I v případě umístění květů jde o vliv dvou různých genů. Zde to ale funguje jinak.
👉 Květy hrachu normálně rostou v paždí lístků. Když je ale možnost, rády vyraší o něco výš, na vrcholu. A tato možnost se objeví, když je gen Fa mutován tak, že bílkovina, kterou kóduje nefunguje správně. A právě tato bílkovina má na starost řídit růst nových buněk. Když je poškozen, růstový vrchol rostliny nechá dost široký na to, aby z něho ve shlucích vyrostly trsy květů.
👉 A co ten druhý gen, gen MFa? Ten za konkrétních podmínek dokáže “maskovat” funkci genu Fa, který se potom chová, jakoby byl ve funkční formě ať už v ní je, nebo ne. Jak to dělá? to ještě není úplně známo.
👉 A na závěr: Proč se některé lusky barví do žluta a jiné do zelena? Za to může speciální mutace genu nazvaného Gp. Tento gen kóduje enzym, který je zodpovědný za výrobu zeleného barviva - chlorofylu. Existuje ale forma tohoto genu, kdy je z oblasti genetického kódu vymazáno asi 100 tisíc písmenek kódu. To způsobí, že vzniká enzym, ktery ale neumí odvádět svoji práci. Chlorofylu se v luscích vyrobí daleko méně a tak není zelený, ale žlutý.
👉 Takhle nám tedy může tahle nová studie ukázat, jak fascinujícími souvislostmi jsou propojeny mikrosvět molekul a makrosvět toho, co pozorujeme v přírodě. A nás by docela zajímalo, co by na to řekl sám J. G. Mendel.
