DNA nemusí mít jen čtyři písmena. Bakteriální enzym právě přečetl genetickou abecedu, která jich má osm

Přidejte si obsah Centrum.cz do oblíbených zdrojů pro Google hledání a Google zprávy

Sdílet

Dennívýzva

Veškerý známý pozemský život zapisuje dědičnou informaci pomocí čtyř základních písmen DNA. Není však fyzikální zákon, který by říkal, že genetická abeceda musí končit právě u adeninu, thyminu, cytosinu a guaninu. Bakterie Escherichia coli ale dokázala přepisovat i osmipísmennou informaci.

DNA nemusí mít jen čtyři písmena. Bakteriální enzym právě přečetl genetickou abecedu, která jich má osm

Doba čtení 3 min

Článek byl publikován 10.09.2026 14:16

Čtyři znaky, z nichž vznikl celý známý život

Genetický zápis působí téměř absurdně úsporně. DNA používá čtyři nukleobáze označované A, T, C a G, přičemž jejich pořadí vytváří informaci potřebnou pro stavbu a fungování organismů. Adenin se v DNA běžně páruje s thyminem a cytosin s guaninem. Z této čtyřznakové abecedy vznikly bakterie, sekvoje, velryby i člověk.

Čtyři písmena však nejsou jedinou chemicky myslitelnou možností. Výzkumníci ze syntetické biologie už několik desetiletí vytvářejí další páry bází, které dokážou fungovat uvnitř struktury nukleové kyseliny, přestože je pozemský život sám nevynalezl. Jedním z nejambicióznějších výsledků je hachimoji systém: genetická abeceda se čtyřmi přirozenými a čtyřmi syntetickými písmeny.

Napsat cizí DNA nestačí

Chemicky vyrobit rozšířenou DNA představuje pouze první krok. Má-li fungovat jako skutečný informační systém, musí ji zvládnout přečíst molekulární aparát, který z DNA vytváří RNA. RNA polymerázy se vyvíjely miliardy let v prostředí čtyřpísmenného pozemského genomu, takže nebylo samozřejmé, že budou syntetické páry akceptovat.

Výzkumníci proto testovali RNA polymerázu bakterie Escherichia coli. Osmipísmenná DNA obsahovala vedle běžných párů také syntetické dvojice P:Z a B:S. Polymeráza dokázala rozšířenou sekvenci skutečně přepisovat a strukturální analýza ukázala, jak nové nukleotidy zapadají do jejího aktivního centra.

_{MOHLO BY SE VÁM TAKÉ LÍBIT}

Analýza DNA dala Somertonskému muži po 74 letech jméno. Jak je možné, že ho s mrtvým na pláži nikdo nespojil?

Cizí písmena, známá geometrie

Výsledek ukázal něco podstatného o samotném enzymu. Polymeráza se nemusí orientovat výhradně podle chemické identity čtyř přirozených bází. Pokud má nový pár vhodnou geometrii a splňuje další strukturní požadavky, molekulární aparát jej dokáže zpracovat.

Systém ovšem nebyl bezchybný. U jedné syntetické báze docházelo k chybnému začleňování guaninu. Výzkumníci proto připravili upravenou variantu, u níž změnili jednu chemickou skupinu, a přesnost transkripce se následně zlepšila. Práce tak zároveň ukazuje, že vytvoření nové genetické abecedy neznamená jen přidat několik dalších molekul. Je nutné jejich chemii sladit s enzymy, které s informací manipulují.

Osm znaků znamená mnohem větší prostor

Rozšíření abecedy dramaticky zvětšuje počet možných sekvencí. Čtyři druhy znaků dovolují u řetězce určité délky 4ⁿ kombinací, osm znaků už 8ⁿ. Nejde přitom pouze o větší informační kapacitu. Syntetické nukleotidy mohou nést chemické vlastnosti, které přirozené DNA chybějí, a umožnit vznik struktur nebo vazeb obtížně dosažitelných pomocí běžných nukleových kyselin.

Právě proto má výzkum praktický potenciál při návrhu aptamerů, molekulárních senzorů a dalších biotechnologií. Je však ještě dlouhá cesta od polymerázy, která dokáže v kontrolovaném experimentu přečíst rozšířenou DNA, k organismu založenému na stabilním osmipísmenném genetickém systému.

Musí mít každý život stejnou abecedu?

Hachimoji DNA má také jednu provokativní astrobiologickou rovinu. Skutečnost, že veškerý známý život používá čtyři báze, automaticky neznamená, že stejnou volbu musí udělat chemie všude ve vesmíru. Pokud lze vytvořit další stabilní páry schopné uchovávat informaci a pokud je biologický enzym dokáže zpracovat, rozšiřuje to prostor možných dědičných systémů.

Výzkum samozřejmě neříká, že případný mimozemský život používá osm znaků nebo právě molekuly vytvořené lidmi v laboratoři. Ukazuje něco střízlivějšího a možná důležitějšího: genetický jazyk pozemského života nemusí představovat jedinou chemicky možnou gramatiku dědičnosti.

_{MOHLO BY SE VÁM TAKÉ LÍBIT}

V lidské DNA se skrývá „startovací tlačítko“ genů. AI pomohla přečíst jeho pravidla

Rizikový gen Alzheimerovy choroby může měnit mozek dávno před prvními výpadky paměti. Vědci našli jednoho z možných viníků

mRNA už není jen covidové slovo: proč vědci zkoušejí stejnou technologii i u chřipky, RSV a rakoviny

^{Zdroje: Kód Enigma [}¹^{], Nature Communications – Structural basis of transcription of the hachimoji eight-letter alphabet by E. coli RNA polymerase, DOI 10.1038/s41467-026-76668-0 [}²^{]. img ai generated}

Reklama

Další články z Kód Enigma

Pod Vietnamem existuje jeskyně tak velká, že má vlastní řeku, mraky i džungli. Člověk ji znovu našel až v roce 2009

Je to jediné moře na světě bez jediného břehu. Sargasové moře drží pohromadě proudy a vracejí se do něj úhoři z půlky planety

Nemá pobřeží, které by šlo obejít, ani čáru, kterou by člověk zakreslil podle pevniny. Přesto je Sargasové...

Do země ukryl 934 stříbrných mincí. Nejstarší byla už tehdy stará téměř tři století

Detektor nepřestával hlásit další mince ani po prvních nálezech. U Wesselingu nakonec archeologové vyzvedli...

Pod pařížskou operou je opravdu „jezero“. Co je pravda na příběhu Fantoma opery?

Maskovaný muž, temné podzemí a cesta po vodě patří k nejznámějším obrazům Fantoma opery. Jedna část tohoto...

Když rozhodne jediný hlas: Volby, které skončily remízou nebo rozdílem jednoho člověka

Milionové volební rozdíly dávají jednotlivému hlasu pocit bezvýznamnosti. V menších volbách ale skutečně...

Tento článek byl publikován ze zdrojů Kód Enigma

KodEnigma.cz se věnuje zajímavostem napříč obory – od přírody a historie přes vědu, vesmír až po záhady a nečekané objevy. Články otevírají témata, která dokážou překvapit, inspirovat i přimět k zamyšlení. Silnou stránkou webu je pestrost – jednou narazíte na příběhy dávných civilizací, jindy na...

Všechny články tohoto autora →

Další články z kategorie Biologie

Zobrazit více

Zajímavosti Věda Biologie

Vybrali jsme pro vás Magazíny a zajímavosti

První důstojníci CIA dorazili do Afghánistánu sovětským vrtulníkem. Mi-17, který pak odlétal 310 misí, dostal nový lak

Na přístrojové desce měl azbuku a pod ní anglické překlady načmárané mastnou tužkou. Vlajka na ocasních...

DNA nemusí mít jen čtyři písmena. Bakteriální enzym právě přečetl genetickou abecedu, která jich má osm

Bratr zraněného miliardáře Šebora: Jsme v Maroku, s prezidentem jsme do Česka neletěli

7 věcí, které v pornu vypadají sexy. V reálné posteli jsou často hlavně logistický problém

Pavlova dovolená: pochybnosti zůstávají. Důležitý detail prozradil Macinka

Pod pařížskou operou je opravdu „jezero“. Co je pravda na příběhu Fantoma opery?

Kohák svou partnerku před světem téměř schovává. Společně přitom vychovali dva syny