המושג דנ"א (DNA) ודמות הסליל הכפול שלו פרצו לתודעה הציבורית לפני כמה עשרות שנים בלבד וזכו מאז ליחסי ציבור חסרי תקדים. המילה דנ"א חדרה ללשון המדוברת אולי יותר מכל מושג מדעי אחר, ותמונת הסליל הכפול נהפכה לאייקון הראשון במעלה של הביולוגיה.

כל זה קרה משום שהדנ"א חשוב מבחינות רבות, ועל כך נדבר בסדרת הכתבות הנוכחית. כאן תגלו את כל העובדות הבסיסיות על הדנ"א, תבינו למה הוא חשוב כל כך ותראו איך הוא משפיע על חיינו. היכונו להבין יותר!

איך גילו את הדנ"א והבינו שהוא נושא את החומר התורשתי?
כתבה ראשונה בסדרה

נתחיל בדברים הבסיסיים, ונניח לרגע שאתם לא יודעים דבר על גנטיקה. DNA הם ראשי התיבות של שמה הכימי של המולקולה Deoxyribose Nucleic Acid. כמו כל הדברים החיים על כדור הארץ, גופנו מורכב ממולקולות, ומולקולת הדנ"א היא אחד מהרכיבים העיקריים של כל תא ותא בכל יצור חי (או צומח). לפני שישים שנה בערך הוכח לראשונה שזו המולקולה שנושאת את כל המידע התורשתי שלנו.

אז קודם כל למה אנחנו מתכוונים כשאנחנו אומרים על משהו שהוא "נושא את המידע התורשתי"? מהו המידע הזה? ובכן, מידע תורשתי הוא השם שניתן ל"משהו" ביולוגי שהורים מורישים לצאצאיהם. בצורה קצת יותר אינטואיטיבית נסביר שכולנו יכולים למצוא משהו בעצמנו שדומה קצת או הרבה לאחד מההורים שלנו או לשניהם, ולעתים הדמיון הזה ניכר אפילו ביחס לסבים, סבתות ואחים. הדמיון הזה בין הורים לילדיהם לא נעלם מעיניהם של בני האדם במשך אלפי שנים, אך רק יחסית לאחרונה התגלתה הסיבה האמיתית לכך.

ביולוגים שמו לב כבר לפני שנים רבות שהורים דומים לעתים תכופות לילדיהם. להורים גבוהים לא ייוולדו בדרך כלל ילדים נמוכים, ילדים שחורים לא ייוולדו בדרך כלל להורים לבנים וכן הלאה. המסקנה המתבקשת היא שההורים מעבירים לילדיהם משהו שגורם להם להיות דומים להם במידה מסוימת. ביולוגים רבים במאה ה-19 שברו את ראשם בניסיון להבין את התופעה, אך לבסוף דווקא כומר סקרן בשם גרגור מנדל היה זה שהגיע לפריצת הדרך הגדולה הראשונה.

1866: ניסוח חוקי התורשה הבסיסיים, גרגור מנדל
בסדרה של ניסויים שעשה בהכלאות של זנים של אפונה עם תכונות פשוטות כמו צורה וצבע, הצליח מנדל לנסח כמה כללים פשוטים שמסבירים את האופן שבו הורים מורישים את התכונות הללו לצאצאיהם. תרומתו הגדולה והמהותית הייתה בכך שהצליח לנסח חוקים שאפשרו לחזות איך יופיעו תכונות מסוימות אצל הצאצאים, וכך ייסד למעשה את מדע הגנטיקה.

תרומתו של מנדל הייתה מהפכנית עד כדי כך שנדרשו לקהילה המדעית שנים רבות עד שאימצה אותה. עם זאת, גם מנדל הצליח רק לתאר את החוקיות השולטת בהורשת תכונות, בלי שעמד על טבעו המדויק של המידע והחומר התורשתי.

שימו לב שנדרשת כאן קפיצה מחשבתית ניכרת. העולם שהבנה מנדל הוא ניסוח של חוקי תורשה בהתאם לתכונות שהוא ראה שעוברות מדור לדור בצמחי האפונה שלו. מכאן והלאה אנו קופצים לעולם שבו אנו כבר מניחים שעל מנת שתכונה תורש מדור לדור משהו צריך לעבור בין הדורות, ושלמשהו הזה צריכה להיות היכולת לחולל תכונה אצל הצאצאים. תחנה חשובה בדרך לאפיון המשהו הזה עברה אצל מדען בשם יוהן פרידריך מישר.

1871: יוהן פרידריך מישר מאפיין מולקולה חדשה בתאים
מישר, ביולוג שוויצרי, חקר תאי דם לבנים בניסיון לבודד מהם את הגרעין ולחקור אותו. כשהצליח בכך והחל לחקור את תכולת הגרעין הוא מצא שיש בו חומר שמכיל בעיקר חנקן ופוספט, אך לא גופרית (החומרים שכיום אנו יודעים שמהם מורכבת רוב המסה של הדנ"א). ממצאיו היו חריגים יחסית לידע שהיה קיים בתקופתו עד כדי כך שכתבי עת מדעיים לא השכימו לפרסם את ניסוייו לפני שיחזרו עליהם. בהמשך חייו הוסיף מישר לחקור ולאפיין את הכימיה של החומר שהצליח לבודד מגרעין התא, אך לא ידע מה תפקידו של החומר הזה בעולם הביולוגי.

בכתבה הבאה בסדרה נמשיך במסע ונחשוף עוד שלב במסע המדעי הממושך לגילוי שהדנ"א הוא החומר התורשתי.

תובל בן יחזקאל
המחלקה לכימיה ביולוגית
מכון ויצמן למדע



הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בתגובה לכתבה זו ואנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה יתקבלו תמיד בברכה.

6 תגובות

  • ירון

    האם אדם נושא בדנ"א מידע מכל

    האם אדם נושא בדנ"א מידע מכל אבות אבותיו? בסופו של דבר יש פנוטיפ שמקורו בשני אללים. איפה כל שאר האפשרויות לתכונה זו? מה גורם לכך שבסופו של דבר הכל מסתכם בשני אללים מבין כל הגנטיקה שהועברה בדורות לגבי צורת שיער למשל

  • נעה

    למה בDNA יש בסיס חנקני(T (Thymineבמקום הבסיס(U (Uracil כמו רנ"א?

    היי רציתי לדעת למה בDNA יש בסיס חנקני(T (Thymineבמקום הבסיס(U (Uracil כמו רנ"א? (ולהיפך)
    אשמח אם תחזרו אליי בהקדם (שאלה מתוך סקרנות וגם לפרוייקט בביוכימיה...)

  • נעה

    אללים

    היי, אני לומדת ביולוגיה, ואני נתקלתי בבעיה קטנה,
    האם הכרומוזומים, בכל תא בגוף שלי, נראים אותו הדבר?
    אם לא, למה?
    דבר שני, כל זוג כרומוזומים הומולוגים, זה בעצם אותו הכרומוזום פעמיים?
    או שזה אחד מהאמא ואחד מהאבא?
    דבר שלישי, אם בשאלה השניה התשובה היא שזה מהאבא והאמא, זה לא נוגד את זה שבחלוקת ההפחתה יש את תהליך השחלוף? ולכן כל כרומוזום מכיל חלק קטן מהאבא וחלק גדול מהאמא והפוך?
    כפי שאתם רואים, הסתבכתי לגמרי..
    אני ממש אשמח לעזרהD:

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןארז גרטי

    תשובות

    הי נעה
    |
    1. הכרומוזומים בכל התאים בגוף שלנו זהים למעט הבדלים קטנים שנובעים ממוטציות מקומיות בעת חלוקת התא.

    2. כרומוזומים הומולוגיים הם כרומוזומים מאוד מאוד ומים שכל אחד הגיע במקור מהורה אחר. הסיבה שהם לא זהים היא שכל הורה מביא איתו "מטען של מוטציות" אחר.

    3. במיוזה (חלוקת ההפחתה) נעשה ערבוב בין הכרומוזומים המעורבים כך שבכל תא מין יש מטען מהאבא ומטען מהאמא. הבנת נכון.

    אם יש לך שאלות נוספות אשמח לענות

    ארז

  • רן

    תיקון טעות

    רשמתם: "הוא מצא שבגרעין התא ישנו חומר אשר מכיל בעיקר חנקן ופוספט, אך לא זרחן" פוספט וזרחן זה אותו דבר אחד בעברית והשני באנגלית.

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןארז גרטי

    השגיאה תוקנה

    כוונת הכותב היתה לגופרית ולא לזרחן. תודה לך על זיהוי הטעות.