Mutace

Minule se ukázalo, že v biotechnologii mutace a modifikace nejsou synonyma pro změnu. Rozložíme-li v pokoji gauč, je to mutace našeho bytu. Koupíme-li do pokoje fíkus, proběhla modifikace bytu. Obojí však nazveme změnou.

Mutace - tedy změna existujícího genetického zápisu - spolu s občasným vzdáleným křížením (viz vznik hexaploidní pšenice) byly jediným zdrojem nových vlastností organismů. Naše tradiční plodiny a plemena jsou sbírkou mutací v potu tváře vybíranými, kříženými a uchovávanými našimi předky po tisíciletí. Proto si zaslouží trochu pozornosti.

Mutace jsou v přírodě velmi řídké. Evoluce vytvořila mnoho pojistek ochrany genetického zápisu před změnami při jeho kopírování a předávání. Mohou však zasáhnout vnější vlivy - třeba záření nebo chemikálie. Ale přirozená úroveň kosmického záření vysokých energií a pronikavého záření z přirozeně radioaktivních prvků je dnes nízká a před slunečním ultrafialovým, se organismy dokáží chránit (na tom vydělávají solaria).

I když k poruše genetického zápisu dojde, organismy mají opravné systémy. Navíc případná změna musí být slučitelná s životem buňky, zárodku a potomstva. Má-li se uchovat v evoluci, musí se předávat z generace na generaci. To jsou důvody, proč jsou přirozené mutace řídké.

Svou podstatou mohou být mutace ztrátové, nebo vytvářejí nové vlastnosti. Ztrátová mutace vyřadí nějakou funkci buď proto, že se nevytvoří příslušná bílkovina (tj. enzym nebo strukturní součást), nebo je vadná a nefunkční. Ztrátou biochemického systému tvořícího barvivo květů vznikne z červeně kvetoucího hrachu bíle kvetoucí. Složitější je vliv regulační mutace, případně zmnožení genů nebo celých úseků. Zejména rostliny mají své geny často v mnoha kopiích. Nové bílkoviny vznikají mnohdy tím, že kopie genu začnou vytvářet nový produkt. Vznikem enzymů syntetizujících karoteny v buňkách kořene se z bílé mrkve stala červená, jak ji známe dnes.

Zákon o odrůdách stanovuje, že jako nová odrůda může být nazvaná taková varieta, která proti stávajícím odrůdám má alespoň jednu novou homogenní a trvalou vlastnost. Pokud se tedy nejedná o ztrátu (viz bílý hrách), znamená to, že každá nová odrůda vytváří nejméně jednu bílkovinu, nevyskytující se ve stávajících odrůdách. Zapamatujme si to, až budeme uvažovat o „nových nezvyklých bílkovinách" případně vyvolávajících „neznámé alergie" v případě genetických modifikací.

Pravděpodobnost vniku mutace přirozenou cestou je malá, současný vznik dvou je prakticky zanedbatelný. To znamená, že šlechtitelství je běh na dlouhé tratě. Ale mutace mohou vnikat umělým poškozením genetického zápisu. K tomu se výborně hodí pronikavé záření, třeba rentgen nebo ještě lépe gama záření produkované radioaktivními izotopy. Izotop kobaltu 60 je nejčastější volba. Od poloviny minulého století se ve šlechtitelství začalo používat ozařování k rychlému navození mutací. Dnes je radiomutant v praxi přes dva tisíce.

Aby se jich lidé nebáli, prohlašuje se, že nejde o nic nepřirozeného, v přírodě mutace přece také vznikají a ozáření tento přirozený proces pouze urychluje. Je to falešné uklidňování. Je třeba lidi přesvědčit, že zdrojem rizika nemůže být metoda, kterou byla odrůda připravena, ale pouze vlastnosti této nové odrůdy. Svádění rizik na metodu selekce je demagogická specialita Evropy, kterou, bohužel ke své škodě, převzaly některé rozvojové země.

Jakmile se zrodí jeden falešný argument, nutně plodí další. Tím je srovnání umělého vyvolávání mutací ozářením a přirozeného vzniku mutací. Uvedli jsme důvody, proč je přirozený vznik mutace vzácný a současný vznik dvou, nebo dokonce několika, takřka vyloučený. Jenže při ozáření vzniká celá skupina mutací. Další výběr se řídí tou z nich, která je pro šlechtitele zajímavá, o ostatních se neví a nikoho nezajímají. Vznikají mutované geny, o kterých nevíme. Až budeme uvažovat o „horizontálním přenosu genů", vzpomeňme si na tyto mutované, ale pro šlechtitele nezajímavé a tudíž nesledované geny vznikající spolu s tím žádoucím při ozáření. V přírodě se mohou šířit předáváním a z hlediska třeba ekologického zemědělství jsou nepřirozené a mohou jako radiačně člověkem vyrobené „kontaminovat" bio-potraviny.

Avšak nejen ta zajímavá nová vlastnost je podmíněna tvorbou nové, dosud se nevyskytující bílkoviny. I ty další mutované geny mohou vytvářet nové, dosud v potravě nepřítomné bílkoviny. Víme, že jedna bodová mutace může způsobit záměnu aminokyseliny v bílkovině a tím omezit její enzymatickou štěpitelnost nebo pozměnit navazování cukerných řetězců. Obojí významně ovlivňuje imunologické reakce a tím samozřejmě mohou být příčinou alergií.

Z věcného hlediska není důvod, proč by umělá mutagenese nemohla mít potenciálně zdravotní důsledky, před kterými nás straší agitátoři proti GMO: Naopak, mohla by jich mít více, protože vzniká ozářením více mutací najednou. Také není důvod, proč ekologičtí zemědělci považují radiomutanty za přirozené a neshledávají potřebnost se jim vyhýbat. Všechny tyto nesrovnalosti jsou pouze nutným důsledkem té prvotní falešné teze, že zdrojem rizik je způsob, jakým se nové odrůdy vyšlechtí, nikoli jejich vlastnosti.

Autor: Prof. Jaroslav Drobník