Podcast o Mikroskopické huby a kvasinky

Kapitoly

Čo sú vlastne kvasinky?

Dva tábory: Sporogénne a asporogénne

Ako sa kvasinky množia bez partnera

Sexuálny život kvasiniek

Superhviezda menom Saccharomyces

Dvojitá tvár rodu Candida

Kvasinky, ktoré vyrábajú olej

Záverečné zhrnutie a využitie

Falošné huby a skutočné ríše

Superkmene a pravé huby

Kvasinky a ich vnútorný svet

Ako sa Askomycéty balia

Rybí postrach menom Saprolegnia

Skrytý parazit v rastlinách

Kto je kto vo svete húb

Keď sa spojenec stane nepriateľom

Základné stavebné kamene

Hormonálna réžia

Váženie neviditeľného

Prečo na veľkosti záleží

Smrtiaci mechanizmus

Blokovanie bunkovej továrne

Zhrnutie a záver

Přepis

Tomáš: Väčšina ľudí si myslí, že kvasinky sú len tá nudná vec, vďaka ktorej nám vykysne chlieb alebo vykvasí pivo.

Sofia: Presne tak si to mnohí predstavujú. Ale v skutočnosti sú kvasinky jedny z najdôležitejších a najfascinujúcejších mikroorganizmov na Zemi. Sú to vlastne mikroskopické huby, ktoré vedci používajú ako model pre štúdium ľudských genetických chorôb, vrátane rakoviny.

Tomáš: Počkať, čože? Takže tá istá vec, čo mi robí bublinky v pive, pomáha vedcom bojovať s rakovinou? To je neuveriteľné!

Sofia: Presne tak. A to je len začiatok. Počúvate Studyfi Podcast.

Tomáš: Dobre, Sofia, tak po tomto úvode musím vedieť viac. Čo presne sú kvasinky? Sú to zvieratá? Rastliny?

Sofia: Ani jedno, ani druhé. Kvasinky patria do ríše húb, rovnako ako šampiňóny alebo plesne. Sú to eukaryotické organizmy, čo znamená, že ich bunky majú pravé jadro, podobne ako naše. Sú väčšinou jednobunkové.

Tomáš: A čo jedia? Predpokladám, že majú rady cukor, keďže ich spájame s pečením a alkoholom.

Sofia: Máš úplnú pravdu, sú to veľkí maškrtníci! Sú chemoheterotrofné, čo v preklade znamená, že získavajú energiu z chemických látok – hlavne z jednoduchých cukrov ako glukóza. A čo sa týka kyslíka, sú veľmi flexibilné.

Tomáš: Flexibilné? Ako to myslíš?

Sofia: Niektoré sú striktne aeróbne, potrebujú kyslík. Iné, ako napríklad tie v tráviacom trakte bylinožravcov, sú obligátne anaeróbne, pre ne je kyslík jed. A potom je tu zlatá stredná cesta – fakultatívne anaeróbne, ako naša slávna pekárska kvasinka. Tá si vie energiu vyrobiť s kyslíkom aj bez neho.

Tomáš: Dobre, takže máme tu armádu jednobunkových maškrtníkov. Ako ich vlastne biológovia triedia? Majú nejaké hlavné kategórie?

Sofia: Áno, základné delenie je celkom jednoduché. Rozdeľujeme ich na dve veľké skupiny: sporogénne a asporogénne.

Tomáš: To znie vedecky. Čo to znamená v ľudskej reči?

Sofia: Asporogénne sú tie, u ktorých sme zatiaľ neobjavili, že by sa vedeli rozmnožovať pohlavne, teda tvoriť pohlavné spóry. Sú to takí záhadní samotári.

Tomáš: Aha! A sporogénne sú teda tie spoločenskejšie?

Sofia: Presne tak! Sporogénne kvasinky majú aj pohlavný cyklus a tvoria spóry. Buď tvoria takzvané askospóry, a patria medzi vreckaté huby, alebo tvoria bazídiospóry, a vtedy patria medzi bazídiové huby.

Tomáš: Takže v podstate ide o to, či majú alebo nemajú pohlavný život, ktorý vieme pozorovať.

Sofia: Vystihol si to dokonale. A práve spôsob, akým sa rozmnožujú, je na nich to najzaujímavejšie.

Tomáš: Dobre, poďme najprv na to jednoduchšie. Ako sa rozmnožujú nepohlavne? Len sa tak jednoducho rozdelia na dve?

Sofia: To je jedna z možností! Tomu hovoríme priehradočné delenie, kde sa bunka v strede predelí a vzniknú dve rovnaké dcérske bunky. To robí napríklad rod *Schizosaccharomyces*.

Tomáš: Fajn, to dáva zmysel. Ale počul som o nejakom pučaní.

Sofia: Áno, to je najbežnejší spôsob. Predstav si, že na materskej bunke začne rásť malý výčnelok, taký púčik. Ten postupne rastie, a keď je dostatočne veľký, oddelí sa. To je typické pre rod *Saccharomyces*, našu pekársku kvasinku.

Tomáš: Takže si v podstate vypestuje vlastného mini-klona, ktorý jej potom odíde z domu. To je celkom efektívne.

Sofia: Presne. A existujú aj ďalšie, trochu bizarnejšie spôsoby. Niektoré vystreľujú spóry ako z katapultu, to sú balistospóry. Iné tvoria špeciálne útvary zvané sterigmy, na ktorých pučia. Alebo sa jednoducho rozpadne ich vlákno na jednotlivé bunky, ktorým hovoríme artrospóry.

Tomáš: Páni, majú viac stratégií ako futbalový tím. Je to fascinujúce.

Tomáš: Dobre, a teraz tá pikantnejšia časť. Ako vyzerá pohlavné rozmnožovanie u kvasiniek? Majú samčekov a samičky?

Sofia: Nie tak celkom. Nemajú pohlavie v našom zmysle slova, ale majú takzvané párovacie typy. Najčastejšie sa označujú ako „a“ a „alfa“. Aby mohlo dôjsť k páreniu, musia sa stretnúť dva rozdielne typy, napríklad bunka typu „a“ s bunkou typu „alfa“.

Tomáš: Takže hľadajú svojho opozitného partnera. Čo sa stane, keď sa nájdu?

Sofia: Prebehne proces v niekoľkých krokoch. Najprv je plazmogamia – to je splynutie ich cytoplaziem. Vznikne bunka, ktorá má dve jadrá, každé od jedného „rodiča“. Tento stav voláme dikaryotická fáza.

Tomáš: Dve jadrá v jednej bunke? To musí byť trochu preplnené, nie?

Sofia: Je to dočasný stav. Po nejakom čase nastane druhý krok, karyogamia, kedy tieto dve jadrá konečne splynú. Až vtedy vznikne jedna diploidná bunka, teda zygota, s kompletnou sadou chromozómov od oboch.

Tomáš: A z tejto zygoty potom vzniknú nové kvasinky?

Sofia: Presne. Táto diploidná bunka prejde meiózou, čo je typ delenia, pri ktorom vznikajú pohlavné bunky – v tomto prípade spóry, teda askospóry alebo bazídiospóry. Tie sa potom uvoľnia a celý cyklus sa môže začať odznova.

Tomáš: Keď sa povie kvasinka, asi každému napadne *Saccharomyces cerevisiae*. Čo je na nej také špeciálne?

Sofia: Je to taká celebrita medzi kvasinkami. Sú to väčšinou elipsoidné bunky, ktoré poznáme ako pekárske, pivovarnícke či vinárske kvasinky. Sú majstrami vo fermentácii – dokážu skvasiť takmer všetky hexózy, teda šesťuhlíkaté cukry, okrem laktózy.

Tomáš: Takže glukóza, fruktóza, sacharóza... to všetko je pre ne hostina.

Sofia: Presne tak. Vytvárajú pri tom etanol a oxid uhličitý, čo využívame pri výrobe alkoholu a pri kysnutí cesta. Zaujímavosťou je napríklad *Saccharomyces pastorianus*, kvasinka pre spodné kvasenie piva typu ležiak. Je to vlastne hybrid medzi *S. cerevisiae* a iným, divokým druhom *S. eubayanus*.

Tomáš: Takže pivári vlastne vytvorili medzidruhového kríženca, aby si mohli vychutnať dobrý ležiak?

Sofia: V podstate áno, aj keď to bola skôr šťastná náhoda a stáročia selekcie. Ale ukazuje to, aké sú kvasinky prispôsobivé.

Tomáš: Dobre, zatiaľ sme hovorili o kvasinkách ako o našich pomocníkoch. Ale viem, že niektoré môžu spôsobovať aj problémy. Tam asi patrí rod *Candida*, však?

Sofia: Bohužiaľ, áno. *Candida* je dokonalým príkladom oportunistického patogénu. To znamená, že bežne žije na našich slizniciach, v tráviacom trakte a na koži bez toho, aby nám škodila.

Tomáš: A kedy sa z nej stane problém?

Sofia: Problém nastane, keď je naša imunita oslabená. Napríklad pri liečbe antibiotikami, cukrovke alebo u HIV pacientov. Vtedy sa môže premnožiť a spôsobiť infekcie známe ako kandidózy.

Tomáš: Najznámejšia je asi *Candida albicans*.

Sofia: Áno, tá je najčastejšia. Môže existovať ako klasická guľatá kvasinka, ale aj tvoriť vláknité formy, takzvané pseudomycélium, ktorým lepšie preniká do tkanív. Ale v posledných rokoch sa objavuje aj oveľa nebezpečnejší príbuzný.

Tomáš: A to je?

Sofia: *Candida auris*. Je to nočná mora nemocníc, pretože je často rezistentná voči viacerým typom liekov a veľmi ľahko sa šíri. Je to vážna globálna hrozba.

Tomáš: Od piva cez choroby až po... olej? Počul som, že niektoré kvasinky dokážu produkovať lipidy. To je pravda?

Sofia: Absolútne! Týmto kvasinkám hovoríme glejnaté alebo oleagénne. Dokážu vo svojich bunkách nahromadiť obrovské množstvo tuku, niekedy až 70 % svojej suchej hmotnosti.

Tomáš: Sedemdesiat percent? Veď to je v podstate chodiaci sud oleja!

Sofia: Presne tak. Typickým predstaviteľom je rod *Lipomyces*. Sú to pôdne kvasinky, ktoré majú okolo seba takú slizovú kapsulu. Zaujímavé je, že vôbec neskvasujú cukry, ale dokážu spracovať napríklad škrob.

Tomáš: Na čo je to dobré? Prečo by sme chceli, aby kvasinky vyrábali tuk?

Sofia: Má to obrovský biotechnologický potenciál. Predstav si, že by sme ich mohli kŕmiť lacným odpadom, napríklad z poľnohospodárstva, a ony by nám vyrábali lipidy, z ktorých sa dá vyrobiť bionafta alebo špeciálne oleje pre potravinárstvo a kozmetiku. Je to oveľa udržateľnejšie ako pestovať olejové plodiny.

Tomáš: Dobre, Sofia, skúsme to celé zhrnúť. Dnes sme zistili, že kvasinky sú oveľa viac než len prísada do pečenia.

Sofia: Určite. Sú to jednobunkové huby, ktoré sa rozmnožujú nepohlavne, napríklad pučaním, ale mnohé majú aj zložitý pohlavný cyklus. Ich bunková stena, zložená hlavne z polysacharidov ako glukán a manán, im dáva tvar a chráni ich.

Tomáš: Spoznali sme hviezdu *Saccharomyces cerevisiae*, ktorá nám dáva chlieb a pivo, ale aj jej temnejšiu príbuznú *Candida albicans*, ktorá môže spôsobiť infekcie, keď sme oslabení.

Sofia: A nezabúdajme na tie šikovné, ako je *Lipomyces*, ktoré môžu byť budúcnosťou výroby biopalív, alebo *Kluyveromyces*, ktorý nám pomáha vyrábať kefír, lebo vie stráviť laktózu.

Tomáš: Je neuveriteľné, aký široký záber majú tieto malé organizmy. Od potravinárstva, cez biotechnológie, medicínu až po ekológiu. Sú to naozaj neviditeľní giganti nášho sveta.

Sofia: Krásne povedané. Sú všade okolo nás a ich význam je naozaj obrovský. A to sme sa dnes dotkli len špičky ľadovca.

Tomáš: Takže, Sofia, minule sme sa bavili o tom, čo všetko vlastne sú huby. Ale úprimne, mám v tom stále väčší chaos. Ako v tom vedci vlastne robia poriadok? Existuje nejaký systém?

Sofia: To je skvelá otázka, Tomáš. A odpoveď je... áno, ale je to poriadna divočina. Systém sa totiž neustále mení, ako prichádzajú nové genetické dáta.

Tomáš: Čiže to, čo som sa učil v škole pred desiatimi rokmi, už nemusí platiť?

Sofia: Presne tak. A teraz sa podrž... nie všetko, čo sme si zvykli volať huba, do ríše húb (Fungi) v skutočnosti patrí.

Tomáš: Počkaj, čože? Akože falošné huby? To znie ako nejaký podvod.

Sofia: Je to tak. Napríklad také oomycety, ktoré spôsobujú pleseň zemiakovú... Tie sa síce správajú a vyzerajú ako huby, ale patria do úplne inej ríše, Chromista. Sú príbuznejšie hnedým morským riasam.

Tomáš: Takže pleseň na mojich paradajkách je v podstate príbuzná s riasou z dovolenky pri mori? To je bizarné!

Sofia: Presne! Kľúčový rozdiel je v bunkovej stene. Pravé huby ju majú z chitínu, zatiaľ čo oomycety z celulózy, podobne ako rastliny. Moderná veda už nehovorí len o ríšach ako Fungi, Plantae či Animalia. Dnes všetko triedime do takzvaných superkmeňov.

Tomáš: Superkmene? To znie ako niečo z komiksu. Čo to znamená?

Sofia: Predstav si to ako veľké klany organizmov. Pravé huby, spolu so živočíchmi, patria do superkmeňa Opisthokonta. Znamená to, že my a huby máme spoločného predka. Sme si bližší ako huby a rastliny.

Tomáš: To je dosť na zamyslenie... Takže kde začať s tými pravými hubami? Ktoré sú také najzákladnejšie?

Sofia: Úplne na začiatku stoja Chytridiomycota. Sú to jediné huby, ktoré majú pohyblivé štádiá – zoospóry s bičíkom. Považujeme ich za evolučne najstaršie.

Tomáš: A sú aj niečím významné? Alebo sú to len také staré relikvie?

Sofia: Ale kdeže! Sú extrémne dôležité. Niektoré rozkladajú organický materiál vo vode, no iné sú obávané parazity. Napríklad *Synchytrium endobioticum* spôsobuje rakovinu zemiakov a je to prísne karanténny škodca.

Tomáš: Dobre, to znie desivo. Poďme k niečomu príjemnejšiemu. Čo napríklad kvasinky? Tie sú predsa tiež huby, však? Používame ich na pečenie, na pivo...

Sofia: Áno, a tie patria do obrovského oddelenia Ascomycota, čiže vreckaté huby. A keď už si ich spomenul, sú fascinujúce aj zvnútra. Ich bunky sú ako malé, rušné továrne.

Tomáš: Čo sa v nich deje? Majú nejaké špeciálne súčiastky?

Sofia: Majú! Napríklad vakuoly. To nie je len nejaká jedna bublina na vodu. Kvasinky ich majú hneď niekoľko typov. Jedna je ako centrálny sklad, iná, lytická, funguje ako recyklačná linka s enzýmami, podobne ako lyzozómy v našich bunkách. A potom majú ďalšie na transport a reguláciu.

Tomáš: Takže taká malá kvasinka má v sebe celý logistický park. Neuveriteľné.

Sofia: Presne tak. A najznámejšia z nich, *Saccharomyces cerevisiae*, je nielen pekárka a pivovarníčka, ale aj rocková hviezda genetiky a molekulárnej biológie. Vedci ju milujú.

Tomáš: Dobre, kvasinky sú teda mikroskopické. Ale do tejto skupiny patria aj iné huby, však? Také, ktoré vidíme.

Sofia: Správne. Mnohé tvoria plodnice, v ktorých ukrývajú svoje výtrusy. A spôsob, akým ich 'balia', je rôzny. Majú tri základné typy plodničiek.

Tomáš: Tri typy balenia? Povedz viac.

Sofia: Prvý je kleistotécium. To je úplne uzavretá guľôčka, taký malý trezor. Keď dozreje, jednoducho praskne a uvoľní výtrusy.

Tomáš: Rozumiem. A tie ďalšie?

Sofia: Potom je tu peritécium. To je taká banka s malým otvorom na vrchu. Výtrusy sú z neho aktívne vystreľované von. A nakoniec apotécium – to je otvorená miska, z ktorej sa výtrusy môžu voľne šíriť.

Tomáš: Takže trezor, banka a otvorená miska. To je skvelá pomôcka. Človek by nepovedal, že huby sú takéto sofistikované. A to sme ešte len pri jednej skupine.

Sofia: A to sme veru len na začiatku, Tomáš. Ten najväčší a najznámejší svet húb, tie, ktoré zbierame v lese, nás ešte len čaká.

Tomáš: Takže sme si povedali, aké sú huby rozmanité. Ale predpokladám, že nie všetky sú len neškodné huby v lese, však? Niektoré musia byť aj poriadni darebáci.

Sofia: To je pekný výraz, Tomáš. A máš úplnú pravdu. Poďme sa pozrieť na tú ich... temnejšiu stránku. Mnohé huby sú totiž patogény.

Tomáš: Patogény? Akože spôsobujú choroby?

Sofia: Presne tak. Klasickým príkladom je rod *Saprolegnia*. Pre ryby je to doslova nočná mora. Spôsobuje ochorenie zvané saprolegnióza.

Tomáš: Čo to presne robí? Znie to dosť hrozivo.

Sofia: V podstate napáda kožu a žiabre rýb. Vytvára na nich taký biely, vatovitý povlak. Predstav si to tak... akoby ryba začala plesnivieť zaživa. Najčastejšie napáda jedince, ktoré sú už nejakým spôsobom oslabené alebo žijú v zlých hygienických podmienkach.

Tomáš: Takže je to taký oportunista, ktorý si počká na slabšiu chvíľku. Chudáci ryby.

Sofia: Áno, a nekončí to pri dospelých rybách. Napáda aj ikry, čo je obrovský problém napríklad v akvakultúre, kde to môže spôsobiť veľké ekonomické straty.

Tomáš: Wow, takže huby vedia byť aj ekonomickou hrozbou. A čo rastliny? Sú aj tam nejakí takíto skrytí škodcovia?

Sofia: Samozrejme. Skvelým príkladom je *Olpidium brassicae*. Je to endobiotický parazit. To znamená, že celý jeho život sa odohráva vo vnútri buniek hostiteľa, konkrétne v koreňoch kapustovitých rastlín.

Tomáš: Vo vnútri bunky? Ako sa tam dostane?

Sofia: Využíva na to pohyblivé zoospóry s jedným bičíkom. Tie preniknú do koreňovej bunky a tam sa celá huba premení na sporangium, takú malú tovareň na ďalšie zoospóry. Hovoríme tomu holokarpické rozmnožovanie — celé telo sa premení na rozmnožovaciu štruktúru.

Tomáš: To je celkom extrémna životná stratégia. Všetko alebo nič.

Sofia: Presne tak. A aby toho nebolo málo, produkuje aj trvalé spóry, ktoré dokážu v pôde prežiť veľmi dlho a čakať na svoju príležitosť.

Tomáš: Dobre, takže máme patogény rýb, parazity rastlín... Začínam mať pocit, že huby sú buď dobré, alebo zlé. Je to naozaj také čiernobiele?

Sofia: To je skvelá otázka! Vôbec nie. Huby môžeme rozdeliť do viacerých trofických, teda výživových skupín. Máme saprotrofné huby, ktoré rozkladajú mŕtvu organickú hmotu — to sú naši recyklátori.

Tomáš: Tí sú teda užitoční.

Sofia: Áno. Potom sú tu parazity, o ktorých sme hovorili. Tie môžu byť obligátne, čiže bez hostiteľa neprežijú, alebo fakultatívne, ktoré dokážu prežiť aj bez neho. A potom sú tu symbiotické huby, ako mykoríza alebo lichenizmus, ktoré žijú vo vzájomne prospešnom vzťahu.

Tomáš: A počul som, že existujú dokonca aj dravé huby! Je to pravda?

Sofia: Áno! Napríklad rod *Arthrobotrys* vytvára slučky, ktorými chytá malé hlístovce v pôde. Takže svet húb je oveľa pestrejší než len „dobrý“ a „zlý“.

Tomáš: To je fascinujúce. Spomenula si fakultatívne parazity. To mi pripomína niečo, čomu sa hovorí oportunistické infekcie u ľudí. Funguje to podobne?

Sofia: Presne si na to trafil! Oportunistické huby sú toho dokonalým príkladom. Bežne žijú na našej koži, v črevách alebo v dýchacích cestách a sú úplne neškodné. Sú súčasťou našej mikrobioty.

Tomáš: Ale...?

Sofia: Ale... ak dôjde k oslabeniu imunitného systému, napríklad pri chorobe alebo liečbe, tieto huby využijú príležitosť a môžu spôsobiť vážne, často veľmi ťažko liečiteľné infekcie. Zrazu sa z tichého spolubývajúceho stane nebezpečný útočník.

Tomáš: Uf. Takže patogenita nie je vždy len o hube samotnej, ale aj o stave hostiteľa. To je kľúčové uvedomenie. A keď už sme pri tých nebezpečenstvách, niektoré huby sú predsa jedovaté samy o sebe, však? Nemusia nikoho ani napadnúť, stačí ich zjesť.

Tomáš: Dobre, takže to sme mali diferenciáciu na úrovni buniek. Ale ako sa z toho všetkého začnú formovať konkrétne štruktúry? Musí existovať nejaký... počiatočný plán, však?

Sofia: Presne tak. Ten plán sa začína útvarom, ktorý sa volá *plica genitalis*. Je to v podstate základný stavebný kameň pre budúce pohlavné orgány. Znie to trochu záhadne, viem.

Tomáš: Plica genitalis... to by mohlo byť kúzlo z Harryho Pottera. Z čoho sa ten kameň skladá?

Sofia: Skladá sa z viacerých častí, ktoré označujeme skratkami. Sú to PH₃, UPO, N₂ a M₄. Je to taká malá abecedná polievka.

Tomáš: Okej, PH tri, UPO... to si nemusím všetko pamätať, však? Dôležité je, že sú tam.

Sofia: Presne. A okrem toho je tu ešte *sinus urogenitalis*. To je ďalšia kľúčová štruktúra, z ktorej sa neskôr vyvinie VFD. Takže máme pripravené všetky diely skladačky.

Tomáš: A kto je teda ten hlavný režisér, ktorý povie, čo sa z týchto dielov poskladá? Kto rozhodne?

Sofia: Tým režisérom je genetika. Konkrétne gén TDF, čo je skratka pre Testis Determining Factor. Ten je ten spúšťač.

Tomáš: Aha, takže TDF je ako ten prvý impulz, ktorý všetko odštartuje.

Sofia: Presne. Ak je prítomný, spustí produkciu hormónov ako AMH. A tu je to zaujímavé — AMH spôsobuje, že takzvané amkrmikrity zaniknú.

Tomáš: Amkrmi... čo? Toto slovo si ani netrúfam zopakovať.

Sofia: To je v poriadku, stačí vedieť, že hormóny hrajú kľúčovú rolu. A neovplyvňujú len telo, ale aj mozog.

Tomáš: Ako presne to funguje v mozgu?

Sofia: Formujú v ňom takzvané ESP, alebo sexuálne-špecifické oblasti. Tie môžu byť buď tonické, alebo cyklické.

Tomáš: Tonické a cyklické centrá v mozgu... to znie ako naozaj dôležitý rozdiel. Poďme sa na to pozrieť bližšie.

Tomáš: Takže sme si povedali, že molekuly sú všade, ale sú extrémne malé. Ako ich vlastne meriame alebo vážime? Nemôžeme ich predsa položiť na kuchynskú váhu.

Sofia: To veru nemôžeme. Na to máme špeciálnu jednotku, ktorá sa volá Dalton, so skratkou D-A. Je to naozaj fascinujúci koncept.

Tomáš: Dalton? To znie ako meno nejakého superhrdinu. Čo to presne je?

Sofia: Je to taký superhrdina chémie! V podstate je jeden Dalton definovaný ako jedna dvanástina hmotnosti jedného atómu uhlíka-12.

Tomáš: Dobre, to je stále dosť abstraktné. Máš nejaké príklady, aby sme si to vedeli lepšie predstaviť?

Sofia: Samozrejme. Think of it this way... Molekula vody, obyčajné H₂O, má len 18 Daltonov. Je naozaj maličká.

Tomáš: Osemnásť. To sa dá zapamätať. A čo niečo zložitejšie? Napríklad cukor?

Sofia: Skvelá otázka! Glukóza má už 180 Daltonov. A potom to ide rýchlo hore. Napríklad hemoglobín v našej krvi má asi 64 500 Daltonov.

Tomáš: Páni, to je obrovský skok! A čo také toxíny, tie sú často veľké, však?

Sofia: Presne tak. Botulotoxín, jeden z najsilnejších jedov na svete, je gigantická molekula s hmotnosťou okolo 150 000 Daltonov.

Tomáš: Takže veľkosť molekuly má zjavne veľký význam. Prečo je to dôležité vedieť v praxi?

Sofia: Pretože to je úplne kľúčové. Existuje také nepísané pravidlo, že menšie molekuly, zvyčajne pod 1000 Daltonov, oveľa ľahšie prenikajú cez bunkové membrány.

Tomáš: Aha! Takže preto sú niektoré lieky alebo jedy účinnejšie – lebo sú dosť malé na to, aby sa dostali priamo do buniek, kde majú pôsobiť.

Sofia: Presne si to vystihol. Veľkosť rozhoduje o tom, kam sa molekula v tele dostane. Je to základ pre farmakológiu aj toxikológiu.

Tomáš: Fascinujúce. Takže od váženia atómov sme sa dostali k tomu, ako fungujú lieky. A to všetko musí súvisieť s tým, ako sa atómy v tých molekulách vlastne spájajú, však?

Tomáš: A tým sa dostávame k našej poslednej téme. Sú to toxíny, konkrétne tie z húb. Každý vie, že muchotrávka zelená je smrteľne jedovatá, ale prečo presne?

Sofia: Výborná otázka na záver, Tomáš. Všetko je to o malých, no extrémne účinných molekulách, ktoré sa volajú amatoxíny. Sú to v podstate tichí zabijaci našich buniek.

Tomáš: Tichí zabijaci? To znie dramaticky. Ako vlastne fungujú?

Sofia: Mieria na úplne kľúčový proces v bunke. Amatoxín funguje ako dokonalý kľúč, ktorý sa zasekne v zámke. A tá zámka sa volá RNA polymeráza II.

Tomáš: Dobre, takže amatoxín zablokuje enzým RNA polymeráza II. Čo to pre bunku znamená?

Sofia: Znamená to úplnú katastrofu. Tento enzým je zodpovedný za tvorbu mRNA. A mRNA je vlastne pracovný plán alebo recept na výrobu všetkých bielkovín v bunke.

Tomáš: Chápem. Takže ak zablokuješ tvorcu plánov... nemáš žiadne plány. A bez plánov sa nič nepostaví.

Sofia: Presne tak! Žiadna mRNA znamená žiadne nové bielkoviny. Bunka nemôže opravovať samú seba, nemôže fungovať a nakoniec jednoducho odumrie. Je to ako keby v továrni niekto zmazal všetky počítačové súbory s návrhmi.

Tomáš: A to sa deje po celom tele?

Sofia: Najviac to postihne orgány s rýchlym metabolizmom, ktoré potrebujú neustále vyrábať bielkoviny. Preto sú pečeň a obličky zasiahnuté ako prvé a najhoršie.

Tomáš: Takže aby sme to zhrnuli: amatoxín sa naviaže na RNA polymerázu II, zastaví tvorbu mRNA a tým aj produkciu bielkovín, čo vedie k smrti buniek, najmä v pečeni a obličkách. Fascinujúce, aj keď trochu desivé.

Sofia: Kľúčový poznatok je, aký dôležitý je každý jeden enzým v našom tele. Narušenie jedného môže mať fatálne následky.

Tomáš: To bol teda poriadny ponor do biochémie. Sofia, ďakujem ti veľmi pekne za všetky dnešné vysvetlenia. A vám, milí poslucháči, ďakujeme za pozornosť a tešíme sa na vás pri ďalšej epizóde Studyfi Podcastu. Majte sa pekne!

Sofia: Ďakujem za pozvanie. Dopočutia!