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!
לכתבה הראשונה בסדרה
איך גילו את הדנ"א והבינו שהוא נושא את החומר התורשתי?
כתבה שנייה בסדרה
את הכתבה הראשונה בסדרה סיימנו עם ממצאיו של יוהן פרידריך מישלר, שגילה בשנת 1871 שבגרעין התא יש חומר מסוג חדש ובלתי ידוע עד לתקופתו, ושהחומר הזה מורכב בעיקר מהיסודות חנקן ופוספט, אך לא כולל זרחן. מישר בילה את שארית חייו בחקר המאפיינים הכימיים של החומר הזה שהוא מצא בגרעין התא, אך לא הצליח לפענח את תפקידו.
כעת אנו קופצים בערך חמישים שנה קדימה, לניסוי מפורסם של הגנטיקאי האנגלי פרדריק גריפית', שביצע בשנת 1928 ניסוי מהפכני ומפורסם שנקרא על שמו: ניסוי גריפית'.
1928: הניסוי של גריפית' לגילוי עקרון הטרנספורמציה
גריפית' לקח בניסוי שלו שני זנים שונים של חיידקים, אחד שהורג עכברים ושני שאינו הורג אותם, ווידא שזה אכן האפקט שיש להם על עכברים שהודבקו בהם. לאחר מכן הוא לקח את החיידקים ההורגים, חימם אותם עד שמתו, וכמובן וידא את זה כשבדק שהחיידקים המומתים כבר אינם הורגים את העכברים שהודבקו בהם. לאחר מכן הוא ערבב את החיידקים המתים מהזן הקטלני עם חיידקים חיים מהזן הלא קטלני, וגילה להפתעתו שהעכברים שהודבקו בתערובת הזו דווקא מתו מההדבקה, אף על פי שאף אחד מרכיבי התערובת אינו קטלני להם בפני עצמו.
בנוסף הצליח גריפית' לבודד את שני הזנים מדמם של העכברים המתים. מסקנתו הייתה שהזן הלא מסוכן עבר טרנפורמציה והפך לזן המסוכן בגלל טרנספורמציה כלשהי שקשורה בצורה זו או אחרת לזן המסוכן המומת.
היום אנו יודעים שמסקנתו הייתה מדויקת מאוד. אם תחשבו על זה מעט תבינו שמסקנתו לא הייתה טריוויאלית כלל, משום שבימיו לא היה ידועה שום תופעה ביולוגית שמזכירה עקרון טרנספורמציה כזה. באותה מידה היה גריפית' יכול להסיק שהזן האלים התאושש וחזר לעצמו בעקבות הערבוב עם הזן הלא-אלים. בזכות המסקנה האמיתית שלו, שהזן הלא-אלים השתנה בעקבות ערבוב עם זן אלים מת דרך מנגנון בלתי ידוע, הוא טבע כך את עקרון הטרנספורמציה. לא טריוויאלי בכלל.
משלב זה והלאה עבר המוקד לניסיון להבין מהו החומר שאחראי לעקרון הטרנספורמציה. ובמילים אחרות, איזה חומר עובר מחיידק אחד לחיידק השני וגורם לו לשנות את תכונותיו.
1944: ניסוי אייברי, מקלאוד ומקארתי
את הניסוי הזה ערכו במשך כמה שנים כמה חוקרים שכל אחד מהם המשיך את עבודת קודמו. תכלית המאמץ המשותף הייתה להראות שהדנ"א, שבשלב הזה היה מוכר לביולוגיה אך תפקידו לא היה ידוע, הוא המולקולה שאחראית על עקרון הטרנספורמציה שעליו דיווח גריפית' עשור וחצי קודם לכן. התיאוריה הזאת סתרה את הדעה הרווחת באותה התקופה שגרסה שהחומר התורשתי מורכב מחלבונים.
השלושה, אוסוולד אייברי, קולין מקלאוד ומקלין מקארתי עמלו רבות על כדי לבודד מולקולות דנ"א של אותם החיידקים שנבדקו בניסוי עקרון הטרנספורמציה. לאחר מכן הם שחזרו את הניסוי של גריפית' ללא החיידקים המומתים של הזן הקטלני, אלא רק עם הדנ"א שלהם. הם שקדו להראות שהחומר שהם הפיקו הוא אכן דנ"א ולאחר מכן הוכיחו שאפשר לשחזר את עקרון הטרנספורמציה עם דנ"א בלבד, בלי צורך בשאר חלקיו של החיידק המומת.
למרות עבודתם הקפדנית, שלושת החוקרים נתקלו בהתנגדות עזה מצד עמיתיהם המדענים, שטענו שייתכן שהדנ"א שלהם זוהם בחלבונים או ב-RNA. בעקבות זאת הם חזרו על הניסויים, כשהפעם טיפלו בדנ"א שאספו עם אנזימים שהורסים RNA וחלבונים וגילו שהפעולה הזאת לא הפריע כלל לטרנספורמציה של החיידקים. לעומת זאת, כשהוסיפו אנזימים שהורסים דנ"א גם היכולת של החיידקים לעבור טרנספורמציה חוסלה.
גם אז הקהילה המדעית התקשתה לקבל את הממצאים ולהכיר בכך שדנ"א הוא אכן החומר התורשתי, ורבים המשיכו לטעון שזיהום של חלבון היה מה שהוביל לטרנספורמציה. הדעה הרווחת אז הייתה שארבעת הבסיסים של הדנ"א הם השלד המבני של הכרומוזומים ושעליהם יושבים חלבונים שהם הגנים – 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.
