Denník N

Mitochondriálna definícia ženy

Cesta za biologickou podstatou nežného pohlavia.

Čím sa vo svojej podstate odlišujú pohlavia? Vonkajšími pohlavnými orgánmi, hormónmi, správaním? Áno aj. Tieto evidentné znaky sú však často len vonkajším prejavom pôsobenia génov a existencie pohlavných chromozómov. Práve chromozómy X a Y by možno tiež niektorých napadli, ako ten pravý rozlišovací znak medzi mužom a ženou. V inom článku sme si hovorili o tom, že vonkajšie znaky a dokonca aj pohlavné chromozómy môžu klamať (napr. z typicky mužskej genetickej kombinácie XY sa môže vyvinúť žena). Ak by sme svoj pohľad rozšírili na iné živé tvory, pohlavné chromozómy sa u rôznych druhov používajú inak, u ďalších vôbec a teda otázku prapodstaty existencie dvoch (a niekedy i viac) pohlaví nám nevyriešia. Príroda prišla na nepreberné množstvo evolučných nápadov a obmien na túto tému.

Z intímneho života modliviek (zdroj Wiki)
Z intímneho života modliviek (zdroj Wiki)

Odpoveď na vyššie položenú otázku je však vlastne jednoduchá a univerzálna pre všetok mnohobunkový eukaryotický život na tejto planéte. Definícia samice je takáto: Samica je ten jedinec, ktorý na ďalšiu generáciu prenáša mitochondrie.V dnešnom prekomplikovanom svete je krásne naraziť na zrozumiteľnú vetu, ktorá obsiahne hlbokú pravdu o tisíckach druhov a miliardách organizmov v biosfére. Po takomto chutnom AKO prichádza obvykle odvážnejšia úloha – chcieť pochopiť PREČO je to tak. Na to budeme potrebovať zhrnúť aspoň základné fakty o mitochondrii – celebrite nasledujúcich úvah.

Mitochondrie z buniek pľúcneho tkaniva.
Mitochondrie z buniek pľúcneho tkaniva.(zdroj:Wiki)

Mitochondrie sú vnútrobunkové organely, ktoré boli kedysi samostatne žijúcimi baktériami a ich pradávne spojenie s iným druhom jednobunkovca (Archeou) dalo vzniknúť eukaryotickej bunke a tým aj všetkému komplexnému mnohobunkovému životu na Zemi – hubám, rastlinám aj živočíchom.

Mitochondrií máme v každej bunke tisíce a ich prakticky jedinou (no pre celý organizmus úplne kľúčovou) úlohou je uskutočňovať bunkové dýchanie, teda v konečnom dôsledku výrábať energetickú molekulu ATP.

Každá mitochondria má vlastnú maličkú DNA, ktorá je torzom niekdajšieho genómu nezávisle žijúcej baktérie. Tá ľudská si ponechala už iba 13 génov, aby bolo možné efektívne riadiť dýchanie. Zvyšné gény zahodila laterálnym prenosom génov alebo sa presunuli do DNA v jadre hostiteľskej bunky našich evolučných predkov. Eukaryotická bunka ako hostiteľ a mitochondria ako pasažier sú na sebe bytostne závislé.

Teraz si už dokážeme predstaviť, že každá naša bunka je domovom kolónie tisícov až státisícov bývalých baktérií (pozn 1).  Keby dochádzalo k situácii, že sa takéto kolónie zmiešajú, mitochondrie by sa zachovali tak ako sa na baktérie patrí – začali by medzi sebou bojovať. Kolónia baktérií bojuje tak, že sa snaží o čo najrýchlejšie množenie, zabratie zdrojov a priestoru. Množenie je tým rýchlejšie, čím menší je genóm ktorý treba kopírovať, preto baktérie hlava nehlava zahadzujú gény v šialených pretekoch v zbrojení. Vo vojne kašlú aj na svoje dýchacie povinnosti. Je teda zrejmé, prečo pri vzniku pohlavného rozmnožovania mali organizmy seriózny záujem na tom, aby k takýmto situáciám v ich bunkách za žiadnu cenu nedochádzalo. Veľmi pravdepodobne je práve toto dôvod, prečo sa mitochondrie dedia práve po jednom z pohlavných partnerov a tým je práve samica, žena, mama (pozn 2).

Ubiquitin - proteín, ktorý má na svedomí odbúranie samčích mitochodnrií po oplodnení vajíčka
Ubiquitin – proteín, ktorý má na svedomí odbúranie samčích mitochodnrií po oplodnení vajíčka (zdroj:Wiki)

No ale zase sme hrubo diskriminovali „silnejšie pohlavie“. Čo všetok ten testosterón, pávie chvosty, parohy a bavoráky? Z nás samcov je geneticky užitočná jedna jediná najmenšia bunka v tele, ktorá obsahuje úbohých 100 mitochondrií aj tie slúžia len ako batérie na pohon bičíka. Keď spermia splynie s vajíčkom, samčie mitochondrie sú chemicky označkované proteínom Ubiquitínom ako odpad a okrem jadrovej DNA sa z víťaznej spermie nepoužije zhola nič. Inými slovami, duálnosť pohlaví vyplýva z princípu samice vs zvyšok sveta. Ten zvyšok sveta tvoria najčastejšie samce. Existujú druhy, ktoré si vymysleli viac pohlaví, napríklad 13 ako prvok  Physarum Polycephalum. No aj pre tieto exoty imperatív jediného darcu mitochondrií platí a pri oplodnení prežije mitochondriálna DNA toho jedinca, ktorý je vyššie v „hierarchii pohlaví.“

Najmešia a najväčšia bunka spúšťajú nevídané divadlo oplodnenia a embryogenézy.
Najmešia a najväčšia bunka spúšťajú nevídané divadlo oplodnenia a embryogenézy. (zdroj:Wiki)

Samice sú teda vyvolenými darkyňami mitochondrií, ktoré zodpovedajú za životodarný proces bunkového dýchania. Ten je natoľko jemný, krehký a delikátny, že aj tie najlepšie švajčiarske hodinky pri ňom pôsobia ako rozheganá miešačka. Hoci najjemnejšie nuansy tohto zázraku ešte len čakajú na odhalenie, začíname chápať, že v bunkách budúcej ženy (keď je ešte len embryo) prebieha veľmi prísna selekcia vajíčok, ktoré nesú práve takú kombináciu jadrových a mitochondriálnych génov, ktoré budú čo najoptimálnejšie zabezpečovať dýchací reťazec, kde ide skutočne o nanometre. Milióny vajíčok sú počas selekcie vyradené, niekoľko stoviek sa ich za života ženy dočká ovulácie a len niekoľko málo je skutočne oplodnených. A ani tie ešte nemajú vyhraté. Po oplodnení sa totiž samčie jadrové gény pre dýchanie môžu do jemne vyladeného vajíčka pridať tak neohrabane, že sa to embryu stane osudným. Mnoho žien aj viackrát za život potratí (často v takom skorom štádiu, že to ani nespozorujú) a jednou z hlavných príčin môže byť práve nekompatibilnosť jadrových a mitochondriálnych génov.

Nepripadá vám odrazu naša holá existencia ako neopakovateľný zázrak? Mne už dávno áno a teším sa, že sme nejaké tie zázraky s manželkou na tento svet pridali, aj keď ja ako samec by som sa veľmi naparovať nemal….

Poznámky:

1 – U rastlín majú okrem mitochondrií podobný bakteriálny pôvod chloroplasty, ktoré sa vyvinuli z druhu schopného fotosyntézy (cyanobaktéria)

2 – Ako to už s biologickými zákonitosťami býva, ani výlučný prenos mitochondrií od matky neplatí celkom univerzálne a u viacerých druhov bolo pozorované „primiešanie“ samčích mitochondrií do výsledného potomka napriek tomu, že zákon ustanovuje inak. Stáva sa tak aj u ľudí. Prvý prípad prežitia časti otcových mitochondrií vo výslednom organizme (tzv. heteroplazmia) bol zaznamenaný až v r. 2002.

Článok bol inšpirovaný knihou Nick Lane: Sila, sexualita a sebevražda (mitochondrie a zmysel života)

Teraz najčítanejšie