FEJETON - Takový nevítaný host.

Takový nevítaný host.

Mitochondrie - stojí za to se s nimi seznámit, jejich minulost není nudná. Prozradím to rovnou - podle všeho se ještě jako bakterie před nějakou 1 a půl miliardou let prostě nastěhovaly do jiných buněk a, zpočátku zjevně nevítány, tam setrvaly podnes.

Jenomže proč jim to ty jiné buňky trpěly? Prostě proto, že se jich nedokázaly zbavit -- ani dnes nejsou bakterie žijící uvnitř jiných buněk ničím neobyčejným. A proč se ty bakterie do oněch buněk nastěhovaly? Protože jim tam vyhovovalo prostředí -- bylo tam poměrně dost živin. Bakterie navíc dokázaly tyto živiny, které byly pro hostitelskou buňku odpadem, mimořádně účinně využít. Hostitelská buňka uměla (a dodnes je tomu tak) z jedné molekuly glukózy získat jen dvě molekuly ATP, což je všeobecně využitelné palivo, zatímco parazitující bakterie uměla (a dodnes umí) ze zbytků tohoto štěpení získat dalších asi 30 molekul ATP. A pokud si je všechny nenechá pro sebe, což nenechá, pak je to pro obě strany výhodné, celý systém pak může lépe odolávat nástrahám světa a stát se všeobecně rozšířeným. A byla tu ještě jedna výhoda - bakterie totiž dokázala při zužitkování odpadu využívat a detoxikovat v té době značně se rozmáhající prudce jedovatou škodlivinu - kyslík.

Jenomže jak tato smělá tvrzení dokázat. Nijak, ostatně sama snaha něco dokázat je pro vědu škodlivá, protože člověka mimovolně nutí jisté věci přehlížet a jiné vidět i tam, kde nejsou. Nicméně zatím nemůžeme nevidět, že například dvojitá membrána obklopující mitochondrie je zvláštností, která poukazuje na to, že se do buňky dostalo cizí těleso. K tomu se navíc vnější membrána podobá membráně buňky, zatímco ta vnitřní je podobná membráně bakterií -- například již zmíněná tvorba ATP probíhá v mitochondrii na vnitřní membráně a to pochodem velmi podobným pochodům známým z vnější membrány bakterií. Některé látky, které blokují tvorbu bílkovin v bakteriích, blokují tvorbu bílkovin i v mitochondriích, ale ne v jiných částech buňky. Shodný je i první krok tvorby bílkovin v mitochondriích a bakteriích, který v jiných částech buňky probíhá odlišně. Mitochondrie mají vlastní DNA, která je stejně jako u bakterií uspořádána do kruhu (to ovšem neplatí pro mitochondrie některých řas a některých jednobuněčných organismů), zatímco v buněčném jádře je DNA uložena po částech v chromosomech..Těch náznaků je více, jsou zde však i skutečnosti, které teorii o bakteriálním původu mitochondrií nesvědčí. Například genetická informace mitochondrie není úplná, mnoho mitochondriálních bílkovin je kódováno v jádře, ale to se vysvětluje postupným přenosem DNA z mitochondrie do jádra. V buňce jsou například dva druhy enzymu zvaného superoxid dismutáza, oba jsou kódovány v jádře, nicméně jeden je určen pro mitochondrii -- ten je svou strukturou mnohem bližší bakteriálnímu enzymu se stejnou funkcí. A když už jsme u mitochondriální DNA -- setkáme se tu s jiným kódováním informace, než v jádře buňky. To odporuje teorii, že všechno živé je potomkem jediného řetízku RNA. Odporuje, ale nevyvrací -- je možné ustát tvrzení, že k přeměně kódování v DNA mitochondrie došlo poměrně nedávno, kdy mitochondriální DNA kóduje již jen poměrně málo bílkovin, méně než v samostatně žijících bakteriích. Proto je u mitochondrií možné si představit, že mutace v kódování nezpůsobí neslučitelnost se životem a proto tam k mutacím může docházet (a dochází). Jinak totiž byť i jen drobná změna v kódování způsobí naprostý zmatek v pořadí aminokyselin v syntetizovaných bílkovin, takže tyto bílkoviny jsou naprosto nefunkční a postižená buňka zahyne. Proto se kódování informace drží nezměněno u všech forem života.

Mitochondrie nejsou jedinou buněčnou organelou, která pravděpodobně má bakteriální předky. Rostlinné buňky obsahují vedle mitochondrií ještě organely souhrnně nazývané plastidy. Nejznámějším typem plastidu jsou chloroplasty, ve kterých probíhá fotosyntéza, méně jsou známy třeba amyloplasty -- v nich rostliny skladují škrob. Takový naplněný amyloplast může zabírat prakticky celou buňku a takovéto buňky celý rostlinný orgán -- brambora je typickým příkladem. Příbuznost plastidů s bakteriemi je dokonce ještě zřejmější než u mitochondrií.

V biologii si člověk pomalu zvykne na to, že většina řešení s největší pravděpodobností pochází od jediného prototypu, který se prosadil. Je proto trochu překvapivé, že mitochondrie a plastidy jsou s největší pravděpodobností potomky různých bakterií. Dokonce je pravděpodobné, že mitochondrie živočichů a rostlin mají jiného předka, než například mitochondrie jednobuněčných améb.

Jan Žamboch