Poznáte azda najklasickejšiu kvázifilozofickú otázku: Čo bolo skôr? Sliepka či vajce? Biológovia pokazili zábavu, keď zistili, že prvé bolo vajce, no nepatrilo sliepke. Vrátilo sa im to aj s úrokmi, podobný hlavolam je totiž v samotných základoch biológie.
Návod na vyskladanie a fungovanie organizmu je uložený v DNA. Pri prepise DNA dochádza k chybám, čo je niekedy užitočné. Potomok organizmu môže mať iné vlastnosti ako rodič, a keď budú prospešné, tak sa mu bude dariť (množiť) viac. Chyba pri prepise DNA je teda nutnou podmienkou evolúcie. Chyby však môžu byť smrteľné, najmä keď sa nahromadia. Čím dlhší kód sa prenáša, tým náchylnejší je na hromadenie chýb. Je za tým pekná matematika, ktorej výsledok je: súčin dĺžky kódu a jeho chybovosti nemôže presiahnuť istú hodnotu (L × q < s; L je dĺžka informácie, q je chybnosť znaku pri kopírovaní a s je konštanta, ktorá závisí od parametrov delenia). Krátke genetické kódy si môžu dovoliť väčšiu chybovosť ako dlhé. Vírusy a baktérie majú jednoduché DNA, resp. RNA. Delia sa veľmi rýchlo a s častými chybami, preto rýchlo mutujú a prispôsobujú sa prostrediu. Ako je možné, že prežijeme s našou DNA dlhou niekoľko miliárd báz? Máme totiž veľmi presné nástroje, ktoré vzniknuté chyby opravujú. Bez nich by dochádzalo k státisícom poškodení denne, či už pri prepise alebo vplyvom prostredia. Keby sme nemali sofistikované opravné mechanizmy, došlo by asi k rýchlej smrti. Niektoré mutácie im však aj tak uniknú, čo môže viesť napríklad k vzniku rakoviny. A tu sme znovu pri probléme vajce či sliepka. Opravné mechanizmy potrebujú dlhú DNA, ktorá kóduje ich zloženie. Bez týchto mechanizmov však dlhá DNA, RNA či iný nosič genetickej informácie neprežije. Čo bolo skôr? Dlhá DNA alebo jej opravovanie? Biológovia, trápte sa. Existuje niekoľko možných vysvetlení. Možno je matematický odhad príliš prísny a aj dlhšie genetické kódy prežijú veľa množení. Alebo pôvodná RNA vznikala v symbióze s inou RNA, ktorá ju opravovala. Podobne ako aj pri iných veciach, tak aj pri chybách zjavne existuje niečo ako zdravý balans.
Samuel Kováčik
Fakulta matematiky, fyziky a informatiky
Univerzita Komenského v Bratislave
Viac podobných článkov nájdete na stránke vedator.space.
