כל מה שאתה צריך לדעת על DNA

DNA, או חומצה דאוקסיריבונוקלאית, היא היחידה הבסיסית של הגנום האנושי. זה הבסיס להוויה שלנו ולמולקולה הנושאת את המידע הגנטי. זה אומר שהוא מכיל את ההוראות שקובעות את המאפיינים של כל אדם. לכן, תכונות פיזיות רבות נקבעות לפי ההוראות המקודדות ב-DNA.

מושג חשוב כשמדברים על DNA הוא המוטציות שיכולות להופיע בו. מוטציות הן שינויים בחומר הגנטי ויכולות להיות מסוגים שונים. תלוי היכן התרחשה המוטציה הזו או ההשפעה שהתפתחה על ידה, הסיכון שלנו לסבול ממחלות מסוימות עולה.

חשוב להזכיר שבני אדם חולקים 99.9% מה-DNA שלנו. מה שמייחד אותנו כלול רק ב-0.1%!

היה זה הביוכימאי השוויצרי פרדריק מישר שהצליח לבודד מולקולות חומצת גרעין בסוף המאה ה-19. למרות זאת, לקח כמעט מאה שנים מהגילוי הזה עד שהחוקרים הבינו במלואם את המבנה של מולקולת ה-DNA.

בואו נסתכל מקרוב!

היכן נמצא DNA?

באורגניזמים אוקריוטיים, חומר גנטי נמצא בתוך מבנה תאי המכונה הגרעין. בתנאים רגילים, ה-DNA מאורגן למה שמכונה כרומטין, שהוא רק אחת מהדרגות הדחוסות הקטנות של מולקולה זו.

מצד שני, מיטוכונדריה הם מבנים תאיים שיש לכל האורגניזמים האוקריוטיים. יש בהם כמות קטנה של חומצה דאוקסיריבונוקלאית ומה שנמצא בגרעין התא. המיטוכונדריה מייצרות את האנרגיה שהתא צריך כדי לתפקד.

בינתיים, ברבייה מינית, אורגניזמים יורשים מחצית ה-DNA הגרעיני שלהם מהאב ומחציתם מהאם. עם זאת, אורגניזמים יורשים את כל ה-DNA המיטוכונדריאלי שלהם מהאם. הסיבה לכך היא שרק הביצים שלה שומרות על המיטוכונדריה במהלך ההפריה.

איך מבנה ה-DNA?

DNA מורכב ממרכיבים כימיים בסיסיים הנקראים נוקלאוטידים. רכיבים אלה, בתורם, כוללים:

• קבוצת פוספטים
• קבוצת סוכר
• בסיס חנקני

החומר הגנטי מאורגן לגדילים ויוצר אותם. הנוקלאוטידים מחוברים באמצעות סוגים שונים של קשרים, ויוצרים שרשראות כפולות, משלימות ואנטי-מקבילות. ארבעת הסוגים הידועים ביותר של בסיסים חנקן המרכיבים את ה-DNA הם הבאים:

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

סדר הבסיסים הללו ברצף קובע אילו הוראות ביולוגיות כלולות בגדיל DNA. דוגמה טיפוסית יכולה להיות הבאה: ATCGTT יכול לתת הוראות לעיניים כחולות, בעוד ATCGCT מציין עיניים חומות.

מצד שני, RNA הוא סוג אחר של חומצת גרעין. הוא אחראי על תרגום המידע הגנטי של ה-DNA לחלבונים.

כאשר אנו מדברים על בני אדם, הסט השלם של DNA מורכב מ-3 מיליארד זוגות בסיסים! הם מאורגנים ל-23 זוגות של כרומוזומים, שבתורם מכילים בין 20000 ל-30000 גנים. עם זאת, נתון זה עדיין במחקר, שכן הנתונים שהתקבלו עד כה אינם מדויקים.

איך משתמשים ברצפים לייצור חלבונים?

הוראות חומצה Deoxyribonucleic משמשות לייצור חלבונים. תהליך בסיסי זה לביולוגיה מתרחש בשני שלבים.

ראשית, אנזימים וחלבונים מיוחדים קוראים את המידע במולקולת DNA ומתמללים אותו למולקולת הביניים הנקראת RNA.

המידע הכלול ב-RNA מתורגם לרצף מסוים של חומצות אמינו, המרכיבים החיוניים של חלבונים. ניתן לסדר עשרים סוגים של חומצות אמינו ברצפים שונים ליצירת חלבונים שונים.

בנקודות מסוימות במחזור התא, חלקים מסוימים של ה-DNA נרגעים כדי לבצע סינתזת חלבון ותהליכים ביולוגיים אחרים.

עם זאת, במהלך חלוקת התא נמצא חומר גנטי בצורתו הקומפקטית ביותר. מצג זה נקרא כרומוזום והוא הכרחי על מנת להעביר חומר גנטי לתאים חדשים.

אנשי מקצוע קוראים ל-DNA מגרעין התא DNA גרעיני. בסך הכל, הם מתייחסים לסט השלם של DNA גרעיני באורגניזם כגנום שלו.