CO VŠECHNO NÁM MOHOU ŘÍCI ENZYMY?


Obr. 1: Příklady gelů barvených leucin aminopeptidázou a superoxid dismutázou

Obr. 2: Práce studentů v isozymové laboratoři

Obr. 3: Práce studentů v isozymové laboratoři

Každý z nás asi ví, co takové enzymy jsou nebo alespoň, že nějaké jsou. Užíváme enzymové preparáty, abychom byli zdravější či lépe strávili, co nadměrně zkonzumujeme. Víme, že bez nich bychom nemohli žít, protože jsou součástí každé živé buňky. A nejen to. Ony nám jsou schopny sdělit také informace o každém jedinci, o tom zda se shoduje s jiným či nikoliv. Samozřejmě, že všechny informace o daném organismu jsou zakódovány v DNA, ale ta má zase vliv na skladbu enzymů, které v organismu fungují. Enzymům katalyzujícím stejný typ reakce, ale lišícím se svou strukturou říkáme isoenzymy (isozymy). Jejich rozdíly jsou totiž dány rozdíly ve struktuře DNA. Tohoto zjištění využili už před mnoha lety vědci k tomu, aby se naučili rozeznávat podobné jedince tam, kde už jim na to nestačily morfologické znaky. A to je u rostlin zvlášť důležité, jelikož jejich vzhled je značně ovlivněn vnějším prostředím a klimatickými podmínkami. Proto byla v Botanickém ústavu založena Laboratoř isozymových analýz, která botanikům pomáhá při získávání potřebných informací o jejich zkoumaných rostlinách.

A jak tedy na ně, když je nemůžeme vidět?

K tomu využíváme metodu zvanou elektroforéza. Zvolíme si nějaký nosič (matrici), v našem případě je to polyakrylamidový gel. Naneseme na něj směs proteinů včetně všech enzymů, které jsme získali např. z listů, a vložíme ho do vodivého roztoku. Potom do něj pustíme elektrický proud s elektrodami na opačných stranách a necháme všechny tyto nabité molekuly putovat gelem z jedné strany na druhou. Ony se pěkně podle své velikosti a svého náboje na gelu rozdělí. Jenže enzymy nejsou barevné, takže je pořád nevidíme. A k tomu využíváme jejich schopnosti katalyzovat určitou reakci. Namícháme jim tedy správný koktejl ze všech potřebných složek a gel do něj ponoříme. Pak už jenom čekáme, až se vybarví ve formě barevných proužků, podobně jako když se dříve vyvolávaly fotografie. I tyto reakce probíhají většinou ve tmě. Nakonec gel už jen pořádně opláchneme, usušíme a schováme si ho jako fyzický doklad naší práce.

Tak, a co teď s nimi? Na co vlastně jsou?

Na gelu máme barevné proužky (většinou modré, červené nebo hnědé) podle druhu enzymu (každý se totiž barví zvlášť a má svůj gel), které jsou různě daleko od sebe. Na každý gel se vejde 20 až 28 vzorků, takže je můžeme porovnávat mezi sebou. Pokud se jedinci shodují na všech gelech, můžeme o nich tvrdit, že jsou shodní a tvoří stejný klon. Z toho vycházíme, když chceme například zjistit, zda se rostliny množí vegetativně (např. oddenky) nebo generativně (pomocí semen). Využití této metody je mnohem širší, ale to by bylo na dlouhé vyprávění.

Někdo by se mohl zeptat, proč vlastně používáme isoenzymy a ne rovnou DNA. Na to je jednoduchá odpověď. Tato metoda je mnohem levnější než analýzy DNA a lze s její pomocí zpracovat poměrně rychle hodně vzorků. Kromě toho k ní nejsou potřeba drahé přístroje a slouží tedy k získávání prvotních informací o rostlinných druzích na genetické úrovni.

• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

Kontakt:
Ing. Ivana Plačková (plackova@ibot.cas.cz; Analytická laboratoř a laboratoř isozymových analýz)

Více informací o tématu:
Zprávy Čes. Bot. Společ., Praha, 46, Materiály 25: 43–59 (2011)

Pozn.: PDF nemusí být správně zobrazeno v některých internetových prohlížečích (např. Mozilla).
Pro správné zobrazení otevřete soubor v programu Adobe Reader.

• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •