Gramatiky DNA
Termín gramatiky DNA se užívá jako společný pojem pro analogie mezi jazykem a DNA či pro paralely mezi živým tvarem a strukturami jazyka. Gramatika DNA je předmětem biosémiotiky.
Obsah |
DNA
Úkolem DNA je nést genetickou informaci nejen pro reprodukci organismů, ale i pro syntézu proteinů. Jedním ze zásadních procesů při proteosyntéze je transkripce. Při transkripci se přepisují nukleové báze z DNA do jednoho ramena RNA (ribonukleová kyselina), následně se tato RNA odpojí a přemístí se. Báze vyskytující se na RNA jsou již čteny adaptorem (transferová RNA) po třech bázích (tripletech) a jsou přisuzovány aminokyselinám. Počet aminokyselin je pouze dvacet jedna a svou sekvencí určují tvar a funkci proteinu. Tento přechod z RNA k proteinu se nazývá translace. Protein vzniká konkrétní konformací aminokyselin, které pomocí polypeptidických vazeb vytváří daný protein (Alberts et al. 2005).
Báze
DNA (deoxyribonukleové kyselina) na sobě nese báze: guanin (G), cytosin (C), thymin (T) a adenin (A), které se vážou společně se sacharidem a fosfátem na kostru. Kostra DNA je tvořena nukleotidy, které jsou spojeny kovalentními vazbami mezi sacharidy a fosfáty. Cukr-fosfátové kostry se navzájem obtáčejí kolem sebe a tím tvoří zmíněnou dvoušroubovici. Mezi bázemi jsou vzájemné dvojné a trojné vazby. Tato vaznost se nazývá komplementarita bází a má zásadní význam pro kopírování (transkripce) DNA (Alberts et al. 2005).
Transkripce
Při transkripci se přepisují nukleové sekvence dvoušroubovicové DNA do nukleových sekvencí jedno řetězovité RNA. Děje se to rozpletením dvoušroubovice RNA-polymerázou, vzniklé volné rameno je templátem ke vzniku RNA (ribonukleová kyselina), která je okamžitě uvolněna pro transport do cytoplasmy. Rameno RNA je odlišné tím, že místo báze thyminu se váže k adeninu uracil; je jedno-řetězcové a dokáže se sbalit do shluku (Alberts et al. 2005).
Translace
Druhá část proteosyntézy se nazývá translace. Je to přechod od RNA k proteinu. Na tomto řetězci RNA jsou báze, které jsou adaptorem následně čteny po trojicích (proto triplety) a jsou přisuzovány aminokyselinám, a ty poté svou sekvencí určují tvar a funkci proteinu. Proteiny jsou makromolekuly, které provádějí většinu buněčných funkcí. Slouží například jako stavební základ pro buněčné struktury; mohou fungovat jako enzymy, regulují genovou expresi; zajišťují buněčný pohyb a vzájemnou komunikaci (Alberts et al. 2005).
Jazyk a DNA
Někteří vědci jsou zaujati paralelami mezi jazykem a DNA.
Roman Jakobson
Romana Jakobsona můžeme pravděpodobně považovat za jednoho z prvních, kdo se zabýval analogiemi mezi jazykem a DNA. Jistý vliv na této skutečnosti má doba šedesátých let dvacátého století, kdy se významně vyvíjela molekulární biologie. Genetika začala zajímat nejenom biology, zaujala celé vědecké spektrum. Zajímavostí je zajisté také to, že se molekulární biologie nechala inspirovat lingvistikou ve výběru terminologie a už jen tato „analogie“ vzbuzovala zájem.
Podobnosti, které Jakobson viděl mezi DNA a jazykem, by se daly shrnout následovně. Paralela mezi principem dvojí artikulace a architekturou genomu by se dala popsat tak, že když je struktura jazyka tvořena malým počtem jednotek, které svým kombinováním tvoří jednotky vyšší, tak v genomu to bude obdobné. Jakobson mluví o abecedě DNA, o bázích (adenin, thymin, cytosin, guanin). Báze se kombinují do tripletů a mohou tvořit různé kombinace. Tímto tvrzením zakládá Jakobson jazykovost DNA (Grygar 1969).
Linearitu v jazyce připodobňuje Roman Jakobson k řetězci DNA. To, jakým způsobem jsou kladeny zvuky v čase, by mohlo být analogizováno s tím, jak jsou kladeny báze v DNA (Jakobson 1971).
Jakobson dále analyzuje pojmy báze a foném. Snaží se mezi nimi ustanovit analogie na principu binárních opozic. „Všechny vzájemné vztahy fonémů jsou rozložitelné na několik binárních opozic dále navzájem neoddělitelných charakteristických rysů. Analogicky tvoří dvě binární opozice základ čtyř „písmen“ nukleového kódu.“ („All interrelations of phonemes are decomposable into several binary oppositions of the further indissociable distinctive features. In an analogous way, two binary oppositions underlie four „leters“ of nucleic code.“) (Jakobson 1971, 679). Fonémy připodobňuje k nukleovým bázím, které stojí v opozici k jiným nukleovým bázím. Jakobsonova sémiotická představa analogie jazyka a DNA by se dala shrnout tak, že za výraz pravděpodobně považoval aminokyselinu, nicméně to nikde explicitně nezmiňuje.
Marcello Barbieri
Pojmem organický kód Barbieri myslí spojení nukleových kyselin a proteinů, využívá výstižnou metaforu „most mezi nezávislými světy“ (Barbieri 2006, 84). Jeho sémiotický přínos do biosémiotiky spočívá v tom, že za znakový výraz považuje DNA a znakovým obsahem nazývá aminokyselinu či protein (Barbieri 2006).
Edward Trifonov
Za jazyk považuje Trifonov nukleové sekvence (a pojmenovává tento jazyk Gnomic). Nukleové sekvence jsou zodpovědné za komunikaci mezi biologickými molekulami. Komunikace probíhá při replikaci DNA, transkripci z DNA do RNA, při translaci z RNA na protein ad., a vše zmíněné, tedy DNA, RNA a protein, považuje Trifonov za výraz. Obsahová rovina znaku je Trifonovem naplněna interagujícími konkrétními stringy DNA, RNA a proteinu (Trifonov 1988).
Sungchul Ji
Ji předpokládá, že existuje jazyk v buňce, nazývá jej Cellese a definuje ho jako: samoorganizující se systém molekul, z nichž některé kódují, působí jako znaky pro, nebo spouštěč, genově řízené buněčné procesy.“ („self-organizing system of molecules, some of which encode, act as signs for, or trigger, gene-directed cell processes“) (Ji 1999, 411). Ji pojímá jako obsah vše, co se v buňce děje, a výrazem těchto dějů je string DNA (Ji 1999).
Anton Markoš
Markoš předpokládá, že obsahem je nejen DNA, ale také živý stav, který určuje, jak se bude DNA číst. Významem je pro něj čtení stringu DNA a z něj vyvozená reakce organismu ve vnějším prostředí. Obsahem by tedy bylo pro Markoše čtení stringu DNA, výrazem tedy musí poté být vše, co se podílí na docílení funkce / behaviorální reakce v živém tvaru (Markoš 2003).
Bibliografie
- ALBERTS, Bruce et al. 2005. Základy buněčné biologie. Praha: Espero Publishing.
- BARBIERI, Marcello. 2006. Organické kódy: Úvod do sémantické biologie. Praha: Academia.
- JACOB, Francoise, Roman Jakobson, Claude Lévi-Strauss a Philippe L’Héritier. 1967. „Žít a mluvit.“ In Mojmír Grygar. 1969. Pařížské rozhovory o strukturalismu. Praha: Svoboda.
- JAKOBSON, Roman. 1971. Selected Writings, Volume 2: Word and Language. The Hague: Mouton.
- JI, Sungchul. 1999. „The Linguistics of DNA: Words, Sentences, Grammar, Phonetics, and Semantics. Molecular Strategies in Biological Evolution.“ Annals of the New York Academy of Science 870 (May 18): 411–417.
- MARKOŠ, Anton. 2003. Tajemství hladiny: Hermeneutika živého. 2. vyd. Praha: Dokořán.
- TRIFONOV, Edward. 1988. „Codes of Nukleotide Sequences.“ Mathematical Biosciences 90, (1–2): 507–517.
Autorka hesla
Kristýna Bajerová (2014)
Garant hesla
Petra Martinková
Jak citovat heslo „Gramatika DNA“
Bajerová, Kristýna. 2014. „Gramatika DNA.“ Encyklopedie lingvistiky, ed. Kateřina Prokopová. Olomouc: Univerzita Palackého v Olomouci. http://oltk.upol.cz/encyklopedie/index.php5/Gramatika_DNA
