גלה כיצד פועל ה-DNA

סיפור הגילוי של אופן פעולת ה-DNA החל בשנת 1868, כאשר סטודנט לרפואה שוויצרי בשם יוהן פרידריך מישר הצליח לבודד חומר שנמצא בתאי הדם הלבנים של מוגלה. הוא קרא לזה "גרעין" ושם לב שהוא חומצי.

אחד מחסידיו של מישר כינה את אותו חומר "חומצת גרעין", שכן שם זה היה מדויק יותר. כמעט מאה שנה לאחר מכן, המדענית רוזלינד פרנקלין חקרה את המבנה וניסתה לפענח כיצד פועל ה-DNA. היא הצליחה לצלם צילום רנטגן של מולקולת ה-DNA.

אחד מעמיתיה, מוריס וילקינס, צילם את התמונה ללא רשות לג'יימס ווטסון ופרנסיס קריק באוניברסיטת קיימברידג'. הם כבר בנו מודל של אותה מולקולה ופרסמו את ממצאיהם בשנת 1953. על התגלית הזו הם זכו בפרס נובל בשנת 1962.

לאחר מכן, בהדרגה, מדענים גילו יותר ויותר תגליות לגבי אופן הפעולה של ה-DNA.

מהו DNA?

DNA הוא ראשי תיבות המייצג חומצה דאוקסיריבונוקלאית. זוהי תרכובת כימית שנמצאת בגרעין של כל התאים בגוף האדם. הוא מורכב מקבוצה של מולקולות, הידועות בשם נוקלאוטידים.

ה-DNA מכיל את המידע הגנטי שלנו. זה כמו סוג של מדריך שמכיל את ההוראות הביולוגיות לאיך שאנחנו ואיך אנחנו מתפקדים. מידע גנטי קובע את המאפיינים של כל מין וכל פרט מהמין.

תשעים ותשעה אחוז מה-DNA זהה בכל בני האדם. 1% הנותרים הם מה שמייחד כל אחד מאיתנו. תכונה נוספת של ה-DNA היא שיש לו יכולת לשכפל את עצמו. זה קורה כאשר תאים מתחלקים. לפיכך, לכל תא חדש יהיה עותק זהה של ה-DNA של התא שהוליד אותו.

כפי שכבר ציינו, ה-DNA מורכב ממולקולות שאנו מכנים נוקלאוטידים. אלה יוצרים שרשראות שמשתלבות זו בזו ויוצרות סליל כפול. זה כאילו שני נחשים שלובים זה בזה.

המשך קריאה: מהו ריפוי גנטי ללב?

מבנה ה-DNA

הסליל הכפול מחולק למספר מקטעים, שכל אחד מהם הוא מה שאנו מכירים כגן. הגן הוא היחידה הבסיסית של מידע גנטי. לבני אדם יש כ-20,000 גנים, שכל אחד מהם קובע חלק מהמאפיינים שלנו, כגון צבע עיניים או סוג דם.

כמו כן, הגנים מקובצים יחד ויוצרים מעין חבילה, בצורת "X" מוארך. החבילות הללו הן הכרומוזומים. הם מכילים קבוצות של גנים, לפעמים מאות, לפעמים אלפים. לא לכל המינים יש אותו מספר של כרומוזומים.

לבני אדם יש 23 זוגות כרומוזומים, כלומר בסך הכל 46. מחצית מהכרומוזומים הללו מסופקים על ידי האם והחצי השני על ידי האב. כל קבוצת הגנים, שנמצאת בכל קבוצת הכרומוזומים, נקראת הגנום.

היבט מרתק הוא שלכל גדיל של הסליל הכפול יש את כל הקוד הגנטי והוא זהה לחלוטין לגדיל השני, אבל בצורה אנטי מקבילה. זה אומר שלאחד יש את הקוד כתוב מלפנים לאחור ולשני אחורה מלפנים.

למידע נוסף: פרויקט הגנום האנושי

כיצד פועל ה-DNA

שני הגדילים המרכיבים את הסליל הכפול מוחזקים יחד על ידי פעולתם של ארבעה כימיקלים, הנקראים בסיסים. כל אחד מהבסיסים הללו מזוהה באמצעות אות והם כדלקמן:

• אדנין (א)
• ציטוזין (C)
• גואנין (G)
• טימין (T)

הקישור בין הבסיסים הללו הוא שקובע את המאפיינים של כל גן. עם זאת, הבסיסים הללו צריכים לעמוד בכלל: כאשר לגדיל אחד יש בסיס אדנין, לשני יש בסיס תימין. וכאשר לאחד יש בסיס ציטוזין, השני הוא בסיס גואנין. אם הכלל הזה נשבר, מתרחשת אנומליה, הנקראת מוטציה.

כפי שציינו קודם לכן, DNA חייב לשכפל כדי להעביר מידע גנטי בצורה נכונה. תהליך זה הוא מהותי וקובע כיצד מתפקד ה-DNA. התהליך מורכב, אך ניתן לסכם אותו בצורה פשטנית באופן הבא:

• עם המחשוף, שני הגדילים המרכיבים את הסליל הכפול נפרדים לרגע. הסליל הכפול מתפרק זמנית.
• מכל אחד מהגדילים או השרשראות עושים העתק, אבל זה "אנטי מקביל" - כלומר, עם אותו מידע כתוב בכיוון ההפוך.
• כך מתקבלות שתי מולקולות DNA שוות. כל מולקולה מכילה גדיל מקורי או גדיל אם, ועוד גדיל שנגזר ממנו. יחד, הם יוצרים מבנה סליל כפול חדש.

אנו מקווים שמאמר זה עזר לך להבין קצת יותר על העולם המרתק של ה-DNA!