Kolik DNA má člověk? Přesná délka a struktura lidského genomu

Když se ptáte, kolik DNA má člověk, nejde jen o číslo. Jde o obrovské množství informací, které se vejde do každé vaší buňky - a to nejen jednou, ale miliardkrát. Pokud byste všechnu DNA z jednoho člověka roztažili do jedné nitky, táhla by se zhruba dvakrát do vzdálenosti Slunce a zpět. To je přesně 2 metry na buňku. A protože lidské tělo obsahuje přibližně 37 bilionů buněk, celková délka vaší DNA je přes 74 miliard kilometrů. Pro představu: světlo za jednu sekundu urazí 300 000 kilometrů. Vaše DNA by světlu trvalo více než 400 let, aby ji přešla celou.

Co je vlastně DNA a jak je uspořádaná?

DNA, deoxyribonukleová kyselina, je molekulární návod, který říká vašemu tělu, jak se stavět a fungovat. Je tvořena dvěma navzájem spojenými řetězci, které tvoří dvojitou šroubovici. Každý řetězec je složený ze čtyř stavebních kamenů: adeninu (A), tyminu (T), cytosinu (C) a guaninu (G). Tyto základní jednotky se nazývají nukleotidy. Když se A spojí s T a C s G, vzniká párování, které drží celou strukturu pohromadě.

Nejde jen o náhodnou posloupnost. Tyto páry tvoří geny - konkrétní úseky DNA, které kódují bílkoviny. Lidé mají přibližně 20 000 až 25 000 genů. To zní málo, ale každý gen může být použit v různých kombinacích, což vytváří neuvěřitelnou rozmanitost. Například jeden gen může ovlivňovat barvu očí, odolnost proti infekcím a dokonce reakci na kávu.

Kolik DNA je ve skutečnosti v jedné buňce?

Veškerá DNA v jedné lidské buňce je uložená v jádře, které je o několik tisíckrát menší než samotná buňka. A přesto se tam vejde celých 2 metry. Jak je to možné? DNA je v jádře neustále převíjená, svinutá a komprimovaná pomocí bílkovin zvaných histony. Společně tvoří strukturu nazývanou chromatin. Při dělení buňky se chromatin dále zahuští do viditelných chromozómů - těch 23 párů, které vidíte na obrázcích v učebnicích.

Každý chromozóm je jedna dlouhá, spojitá molekula DNA. 22 párů jsou autozómy - říkají, jak máte vypadat, jak fungovat, jak se vyvíjet. Poslední pár je pohlavní chromozóm: XX u žen, XY u mužů. Tento pár rozhoduje o vaší pohlavní příslušnosti, ale také obsahuje geny, které ovlivňují metabolismus, imunitu a dokonce některé rysy chování.

Je DNA u každého člověka stejná?

Ano a ne. 99,9 % vaší DNA je identické s DNA každého jiného člověka na Zemi. To znamená, že rozdíly mezi vámi a někým z Indie, Brazílie nebo Švédska jsou jen v 0,1 % vašich genetických informací. Ale právě tento 0,1 % je důvod, proč máte jinou barvu pleti, jiný tvar nosu, jinou reakci na léky nebo jiné riziko nemocí.

Tato malá variabilita vzniká díky jednobázovým polymorfismům (SNP). Jsou to jednotlivé změny v jednom nukleotidu - například místo A je v jedné osobě T. Lidé mají přibližně 4 až 5 milionů těchto SNP. Některé z nich jsou bezvýznamné, jiné vás činí citlivějším na slunce, jiné vás dělají odolnější vůči malárii. A některé z nich pomáhají vědcům identifikovat vaše předky nebo zjistit, kde vaši předkové žili před tisíci lety.

Je DNA v každé buňce stejná?

Ano - až na několik výjimek. Většina buněk ve vašem těle má identickou DNA. To znamená, že buňka v vašem mozku, v játrech i v kůži obsahuje stejný genetický návod. Ale existují výjimky. Krevní buňky, které ztratily jádro (erytrocyty), už žádnou DNA nemají. Imunitní buňky, jako jsou B-lymfocyty, při výrobě protilátek uměle mění svou DNA, aby mohly bojovat s tisíci různých patogenů. A vývojové změny v těhotenství mohou vést k tomu, že některé buňky plodu mají jiné varianty DNA než matka - to se nazývá mosaicismus.

Dokonce i ve vašem těle může dojít k mutacím. Každý den se v každé buňce stane několik chyb při kopírování DNA. Většinu z nich opraví enzymy. Ale některé přežijí. To je důvod, proč se rakovina vyskytuje - když se mutace shromáždí v klíčových genech, které řídí růst buněk.

Co se stane s DNA po smrti?

Po smrti se vaše DNA nezmění. Zůstane stejná, až do chvíle, kdy ji začnou rozkládat enzymy a bakterie. V ideálních podmínkách - například v ledovci nebo v suchém pouštním písku - může DNA přežít tisíce let. Takto byla například izolována DNA z kostí neandrtálce, který žil před 40 000 lety. Vědci z ní zjistili, že lidé z Evropy a Asie mají 1-4 % neandrtálské DNA v genetickém kódu.

Dnes se DNA používá i k identifikaci těl po katastrofách, k vyřešení trestních činů nebo k nalezení příbuzných, kteří se ztratili. A vědci už zkoumají, zda je možné obnovit genetický kód vyhynulých druhů - například mamuta. To všechno je možné jen proto, že DNA je nejtrvalejší a nejpřesnější uložiště informací, které známe.

Proč je důležité vědět, kolik DNA má člověk?

Nejde jen o zajímavost. Pokud víte, jak je lidská DNA složitá, lépe rozumíte, proč jsou některé nemoci těžké léčit. Například genetické poruchy, jako je cystická fibróza nebo Huntingtonova choroba, vznikají kvůli jedné chybějící nebo poškozené molekule. A protože DNA ovlivňuje i to, jak tělo reaguje na léky, může genetický test ukázat, který lék vám pomůže a který vám může ublížit.

Genetická analýza už není věda z budoucnosti. V Česku se dnes provádí testy na těhotenské riziko, na predispozice k rakovině, nebo na nesnášenlivosti potravin. Všechny tyto testy pracují s tím, že DNA je jedinečná, ale zároveň srozumitelná. A když víte, kolik informací je v jedné buňce, pochopíte, proč genetika je největší revolucí v medicíně od objevu antibiotik.

Je možné změnit svou DNA?

Zatím ne. Vaše DNA, kterou jste zdědili od rodičů, zůstane stejná po celý život. Ale můžete ovlivnit, jak se tyto geny vyjadřují. To se nazývá epigenetika. Například kouření, špatná výživa nebo stres mohou přidat chemické značky k DNA, které „vypnou“ některé geny a „zapnou“ jiné. Tyto změny se mohou přenášet i na děti - a to i bez změny samotné sekvence DNA.

Nové technologie, jako CRISPR, umožňují přesně upravovat DNA. Ale tyto metody jsou stále v experimentální fázi u lidí. V Česku je jejich použití na lidské embrya zakázáno. Vědci se snaží léčit dědičné nemoci u dospělých - například slepotu nebo krvácivé poruchy - ale nezměníte svou původní DNA jen proto, že chcete mít modré oči nebo vyšší růst.

Co se děje s DNA v každodenním životě?

Když se vystavíte slunci, UV záření poškozuje vaši DNA. Tělo to opraví - ale pokud to děláte příliš často, opravy přestanou stačit. To je důvod, proč se na kůži objevují rakoviny. Když piješ alkohol, játra ho přeměňují na toxiny, které poškozují DNA v buňkách. Když se dostaneš do těžkého stresu, tělo uvolňuje kortizol, který může ovlivnit expresi genů spojených s imunitou a spánkem.

Na druhou stranu - cvičení, spánek, zelená zelenina a meditace podporují mechanismy, které DNA opravují a chrání. To znamená: tvůj životní styl nemá jen vliv na váš vzhled. Má vliv na to, jak dobře funguje tvůj genetický kód.