חצי מהגֵנים שלנו מגיעים מאמא וחצי מאבא, נכון? ובכן, לא בדיוק, והכל בגלל פולש קדום עם DNA משל עצמו

כל אדם יורש את תכונותיו מאביו ומאמו. תכונות כמו צבע עיניים, גובה, מבנה גוף ואפילו הפוטנציאל לפתח מחלות, מגיעות מחציתן מהאב ומחציתן מהאם. אך תכונות מסוימות עוברות אלינו בתורשה רק מאמנו.

במרכזם של רוב סוגי התאים בגופנו קיימת מעין "כספת" שבתוכה שמור הצופן הגנטי של התכונות שלנו. המקום השמור הזה הוא גרעין התא והמידע על כל התכונות מקודד בתוך מולקולות ה-DNA המצויות בו.

אך הגרעין איננו המקום היחיד שאפשר למצוא בו DNA בתא. מבנים מיוחדים בתוך התא, שנקראים מיטוכונדריה (ביחיד: מיטוכונדריון), מכילים גם הם DNA. לפי ההשערה, מקורם של האברונים הללו בחיידק שפלש לתוך התא של אחד מאבות אבותינו האבולוציוניים לפני מיליוני שנים, נטמע בו, אבל שמר על הצופן הגנטי שלו.

כאשר זרע חודר לביצית ומפרה אותה, הוא מעביר לה את מולקולות ה-DNA שלו שמקורן בגרעין התא וכך תורם מחצית מתכונותיו של האב לעובר. ומה בנוגע ל-DNA המיטוכונדרי של הזרע? הוא מושמד מיד לאחר שהזרע חודר את הביצית ולא נשאר ממנו כל שריד.

מחקר חדש מאוניברסיטת קולורדו בארה"ב הצליח לזהות את מנגנון הריסת ה-DNA המיטוכונדרי בזרע. מיד לאחר שהזרע חודר לביצית מופעל בו חלבון בשם CPS-6  שהורס את מולקולות ה-DNA המצויות במיטוכונדריה. בנוסף, גם הביצית נרתמת להשלמת התהליך ומגייסת את מערכת פינוי הזבל התאית שלה כדי לפנות את שאריות המיטוכונדריה הזרות מחלל התא.

כך קורה שבעובר המתפתח שורדים רק המיטוכונדריה של האם, יחד עם ה-DNA המיטוכונדרי האצור בהם. תכונות שמקודדות ב-DNA המיטוכונדרי יעברו בירושה לצאצאים רק מהאם. החוקרים הבחינו שכאשר תהליך הסרת המיטוכונדריה האבהית התעכב, העוברים נטו להתפתח בצורה לא תקינה ולרוב מתו. הממצאים מראים כי ה-DNA המיטוכונדרי האבהי מפריע בדרך כלשהי להתפתחות התקינה של העובר, אך עדיין לא ברור מדוע.

דרך נוספת לקבל תכונות מהאם היא במנגנון התאחיזה הגנטית, כלומר קשר בין גֵנים שנוצר בגלל הקירבה ביניהם לאורך מולקולות ה-DNA. אפשר לראות בתהליך הזה מעין מבצע של 1+1 במרכול: קנו דגני בוקר וקבלו עיתון במתנה.

יש תכונות גנטיות שמצויות על מולקולת DNA גדולה שנקראת כרומוזום X. לנשים יש שני כרומוזומי X ואילו לגברים יש כרומוזום X אחד, וכרומוזום Y, שהוא קצר יותר ויש בו פחות חומר גנטי. לכן, כשצאצא יורש מאמו אחד משני כרומוזומי X שלה, הוא יקבל איתו את התכונות הגנטיות המצויות עליו, ממש כמו העיתון במרכול. 

6 תגובות

  • דור

    עובר מדור לדור

    כל הילדים עם אותה תכונה
    אם כל הצאצאים של זוג מסויים קיבל תכונה גנטית של האם, על מה זה יכול להעיד?
    האם זה מחייב שכל הצאצאים יקבלו את אותה התכונה?
    והאם גם אצל הדור הבא התכונה הזאת תהיה דומיננטית בהכרח או שהדבר לא מחייב?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןיעל גרופר

    תשובה

    אם כל הצאצאים של זוג מסוים קיבל תכונה גנטית של האם הדבר יכול להיות פשוט מקרי, אבל אם עושים מחקר יותר מקיף על ההורשה של התכונה הגנטית המסוימת הזו במשפחות רבות ורואים שההורשה היא תמיד מהאם לצאצאים יתכן שהתכונה מקודדת בדנא המיטוכנדיראלי המורש לצאצא רק מהאם (אין הרבה גנים שמקודדים בדנא המיטוכונדראלי באדם, מדובר סך הכל ב-37 גנים. אבל ידועות מספר מחלות שנובעות ממוטציות בגנים מיטוכנדריאלים ולכן המחלות הללו מורשות מהאם לצאצאים). במקרה הזה, אם הצאצא הוא נקבה היא תוריש את התכונה גם לדור הבא אחריה ואם הוא זכר הוא לא יוריש את התכונה לדור הבא כי הצאצאים שלו ירשו מיטוכונדריה מבת זוגו. במידה והורשת התכונה לצאצאים היא דרך כרומוזום X אז הסיפור קצת שונה: האם מורישה לצאצאיה את אחד מכרומוזומי ה-X שלה. הצאצאיות הנקבות יכילו כרומוזום X אחד מהאם ואחד מהאב, ואילו הצאצאים הזכרים יכילו כרומוזום X אחד אותו קיבלו רק מאימם. תכונה שנמצאת בתאחיזה לכרומוזוםX תתבטא תמיד בזכרים כי יש להם רק כרומוזום X אחד. בנקבות הביטוי תלוי במה שיש על כל אחד מכרומוזומי ה-X והאם התכונה דומיננטית או רצסיבית.

  • דור

    תודה רבה על התייחסותך

    אם התכונה מקודדת בדנא המיטוכנדיראלי זה אומר שאין סיכוי שהתכונה לא תעבור מהאמא לצאצאים שלה?
    אם לאם של האמא עם התכונה הגנטית אין את אותה התכונה מה זה אומר? שזאת לא תכונה מקודדת בדנא המיטוכנדיראלי?
    לגבי הכרומוזום x אם הצאצא הוא זכר אז בהכרח שיקבל את התכונה הגנטית מאימו?
    תודה מראש וסליחה על השאלות המרובות.

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןיעל גרופר

    אענה על השאלות שלך לפי הסדר:

    אענה על השאלות שלך לפי הסדר:
    1. באופן עקרוני אם התכונה מקודדת בדנא המיטוכונדריאלי התכונה תעבור מהאם לצאצאיה.
    2. אם לאם האם (כלומר הסבתא לצורך העניין) אין את התכונה המדוברת אז כנראה שהיא לא מקודדת בדנ״א המיטוכונדריאלי אלא על כרומוזום אחר בדנ״א הגרעיני.
    3. זכרים מקבלים את כרומוזום x מאימם, אז אם מדובר בתכונה שמקודדת על כרומוזום x היא בהכרח הגיעה מאימו.

  • דור

    יעל תודה על היחס המקיף

    אני רוצה ברשותך להבין עוד דבר אחד, האם יש אפשרות "למנוע" מהגן המסויים הזה לעבור הלאה אם נראה כי הוא דומיננטי (עקב כך שכל בני המשפחה,בנים ובנות, קיבלו אותו ושנראה שהגנים של האב לא השפיעו) ?
    ומה זה אומר שהתכונה על כרומוזום אחר בדנ"א? כרומוזום X?
    אם זה נמצא לאם בכרומוזום X זה בהכרח יגבור על הגבר? (והאם זה משנה אם הצאצא הוא זכר או נקבה?)
    ואם האם העבירה את התכונה דרך כרומוזום X , אז הצאצאים (זכר או נקבה) יעבירו את זה בהכרח?
    שוב תודה!

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןיעל גרופר

    תשובות

    1) אם ב"למנוע מהגן לעבור הלאה" כוונתך למניפולציה רפואית אז כיום ישנן טכניקות של עריכת גנים (CRISPR) שבעזרתן מדענים מסוגלים להוציא/לערוך גנים בעוברים. אמנם השימוש בטכנולוגיה זו נמצא עדיין במחקר במעבדה ולא בשימוש בקליניקה עדיין אבל חוקרים רבים מאמינים שהיום בו עריכת גנים תהיה אפשרית לא רחוק.
    2) כמו שציינתי בכתבה החומר התורשתי יכול להיות מקודד בדנ"א שנמצא בגרעין או בדנ"א המיטוכונדראלי. אם התכונה המדוברת לא מקודדת בדנ"א המיטוכונדריאלי היא מקודדת בדנ"א הגרעיני. במקרה כזה היא יכולה להיות מקודדת בכל אחד מ-46 הכרומוזומים, ביניהם גם כרומוזום X.
    3) צאצא זכר יעביר את התכונה שמקודדת על כרומוזום X שלו רק לבנותיו. צאצאית נקבה תוכל להעביר את כרומוזום X הספציפי שקיבלה מאימה לצאצאיה בשכיחות של 50% - כלומר יש סיכוי של 50 אחוז שהיא תעביר את הכרומוזום הספציפי הזה לבנותיה או בניה.