Když čísla popírají intuici
Lidský genom obsahuje přibližně 20–25 tisíc genů. Pšenice jich má přes 120 tisíc. Některé lilie, kapradiny nebo mloci jdou ještě dál. Přesto nikdo nepochybuje, že lidský organismus je funkčně i behaviorálně nesrovnatelně komplexnější.
Tento rozpor je známý jako G-value paradox: nesoulad mezi počtem genů a biologickou složitostí organismu. A čím přesněji genom měříme, tím jasnější je, že počet genů sám o sobě neříká téměř nic.
Gen není návod, ale součást systému
Dlouho se předpokládalo, že každý gen odpovídá jednomu znaku nebo funkci. Tento pohled se ukázal jako příliš zjednodušený. Geny nejsou izolované jednotky, ale uzly v rozsáhlé regulační síti.
Jeden lidský gen může vést k tvorbě několika různých proteinů v závislosti na buněčném typu, vývojové fázi, prostředí a regulačních signálech.
Tento proces, známý jako alternativní sestřih (splicing), dramaticky zvyšuje funkční variabilitu bez nutnosti zvyšovat počet genů.
Redundance versus specializace
U organismů s velkým počtem genů často nacházíme genovou redundanci – více kopií genů se stejnou nebo velmi podobnou funkcí. Pokud se jedna pokazí, jiná ji nahradí. To je výhodné pro stabilitu, ale ne nutně pro flexibilitu.
Lidský genom jde opačnou cestou. Má:
méně genů,
ale širší a adaptivnější použití každého z nich.
Jak to trefně popsal evoluční biolog David Alvarez-Ponce: místo obrovské sady nářadí máme menší kufřík multifunkčních nástrojů.
MOHLO BY SE VÁM TAKÉ LÍBIT
Temný genom: proč 98 % naší DNA neurčuje, kým jsme – ale jak fungujeme
Evoluce jako kutil, ne architekt
Jedním z klíčových vysvětlení paradoxu je samotný mechanismus evoluce. Evoluce není inženýr, který navrhuje optimální řešení od nuly. Je to kutil, který pracuje s tím, co je po ruce.
Pokud systém funguje „dostatečně dobře“, není důvod ho zjednodušovat ani zpřesňovat. To znamená, že některé organismy si zachovají rozsáhlé, neefektivní genomy, jiné projdou funkční kompresí, aniž by ztratily schopnosti.
Právě lidská linie se vydala cestou regulační elegance místo kvantitativního přebytku.
Skutečná složitost je v regulaci
Rozdíl mezi člověkem a pšenicí neleží v genech samotných, ale v tom kdy se gen zapne, jak silně, v jakém kontextu a jak reaguje na signály z okolí.
Zde se G-value paradox přirozeně propojuje s tématem temného genomu. Nekódující oblasti DNA, regulační sekvence a RNA molekuly vytvářejí vrstvený řídicí systém, který umožňuje jemné ladění biologických procesů.
Komplexita tedy nevzniká z množství, ale ze vztahů mezi částmi.
MOHLO BY SE VÁM TAKÉ LÍBIT
Rosalind Franklin: Žena, bez níž bychom možná dodnes nerozuměli DNA
Proč je to důležité i dnes
Pochopení G-value paradoxu není akademická hra. Má přímý dopad na genetickou medicínu, výzkum rakoviny, neurovědy, i umělou biologii.
Ukazuje totiž, že hledat „gen pro inteligenci“ nebo „gen pro nemoc“ je slepá ulička. Rozhodující je síť, ne jednotlivý prvek.
Lidská složitost nespočívá v množství genetického materiálu, ale v tom, jak je použit. Paradox počtu genů nám připomíná, že biologie nefunguje lineárně ani intuitivně. A že méně může být – alespoň v genomu – skutečně více.
