 |  | דגם של מולקולת דנ"א צילום: גטי אימג' בנק ישראל
| | |
| ערכים קשורים |  | |
| תחומים קשורים | | |
| | דנ"א
DNA
מבנה הדנ"א | תולדות חקר הדנ"א | תפקודי הדנ"א | מידע נוסף
דנ"א (ראשי התיבות של deoxyribonucleic acid, חומצה דאוקסיריבונוקליאית), החומר התורשתי בתא החי, שממנו בנוי הגן;
הגנים ערוכים בשרשראות הקרויות כרומוזומים,
והכרומוזומים אחראים לתורשה
- העברת תכונות מהורים לצאצאים.
| מבנה הדנ"א |  | |
הדנ"א הוא מאקרו-מולקולה
(כלומר מולקולה
גדולה) חומצית, המהווה מרכיב חשוב בקבוצת התרכובות הכימיות הנקראות חומצות גרעין.
מרכיב חשוב שני בקבוצה זו נקרא רנ"א.
הדנ"א והרנ"א ערוכים בגדילים ארוכים, שבהם סוכר חמישה-פחמני (בדנ"א הסוכר הוא דאוקסיריבוזה),
וכן זרחה ובסיסים חנקניים. בדנ"א ארבעה בסיסים חנקניים: שני פורינים
- אדנין
וגואנין,
ושני פירימידינים
- ציטוזין
ותימין.
בקיצור מכונים בסיסים אלה C ,G ,A ו-T, לפי האות הראשונה של שמם בלועזית. כל בסיס מסוגל להתחבר רק אל בסיס אחד אחר: אדנין עם תימין, וגואנין עם ציטוזין.
בכל גדיל ציר מרכזי שבו ערוכים סוכר וזרחה לסירוגין, עם קשרים אסטריים
ביניהם, והבסיסים החנקניים מחוברים לאורכו ובניצב לו - בסיס אחד לכל יחידת סוכר. אחרי פירוק כימי ראשוני, הדנ"א מתפרק ליחידות קטנות, שבכל אחת מהן סוכר אחד, זרחה אחת ובסיס אחד. יחידות אלה נקראות נוקליאוטידים.
מבנה הסליל הכפול של הדנ"א כולל שני גדילים (שתי שרשרות של נוקליאוטידים), צמודים זה לזה ומשלימים זה את זה: מול כל A שבגדיל האחד נמצא T בגדיל האחר, וכן להפך; מול כל G נמצא C, וכן להפך. מכאן שבכל צמד גדילים כמות A שווה לכמות T וכמות C שווה לכמות G. הגדילים מחוברים זה לזה באמצעות קשרי מימן
בין הבסיסים - שני קשרים בין A ל-T ושלושה קשרים בין G ל-C. מולקולת הדנ"א דומה איפוא לסולם מפותל סביב עצמו, ולכן היא מכוּנה "הסליל הכפול". לכל גדיל בסליל יש קצה חופשי. תמיד, קצה אחד הוא הקבוצה הקשורה לפחמן החמישי בטבעת, וסימנו '5, והקצה האחר הוא הקבוצה הקשורה לפחמן השלישי, וסימנו '3. גדיל אחד מתחיל איפוא בפחמן '5 ומסתיים ב-'3, והיפוכו של דבר בגדיל השני.
מולקולת דנ"א
| תולדות חקר הדנ"א | | |
לראשונה בודד את הדנ"א הרופא השוויצרי יוהן פרידריך מישר (Miescher), ב-1869. הוא סבר כי הדנ"א עשוי למלא תפקיד בתורשה, אך לא היה ביכולתו להסביר באיזה אופן. הקנדי אוסוולד אייברי (Avery) ועמיתיו מקלין מק'קרתי (McCarty) וקולין מקלאוד (MacLeod) קידמו את הרעיון הזה הלאה, כשקבעו חד-משמעית ב-1944 כי הדנ"א הוא הכימיקל האחראי לתורשה. הכרזתם התקבלה בספקנות-מה, כי חוקרים רבים חשבו שהדנ"א הוא מולקולה "פשוטה" מכדי שתוכל לשאת את המידע התורשתי הרב הדרוש ליצירת אורגניזם ולתפעולו. אך משנקלט הרעיון, הובן כי הקוד הגנטי חייב להימצא במבנה המרחבי של המולקולה, ומדענים רבים פתחו בניסיונות לפענח את המבנה הזה.
בלטו ביניהם רוזלינד פרנקלין
ומוריס וילקינס,
וכן ליינוס פולינג
וארווין צ'רגף (Chargaff), שגילה ב-1950 את כלל זוגות הבסיסים (A-T ,C-G). ב-1953 גילו פרנסיס קריק
וג'יימס ווטסון
את מבנה הסליל הכפול של הדנ"א, כפי שהוא מתואר לעיל, ועל תגלית זו קיבלו (יחד עם וילקינס) את פרס נובל
לרפואה ולפיסיולוגיה (ב-1962; פרנקלין נפטרה לפני כן). משהוברר להם הרכב הסליל הכפול, עלה בידם להסביר כיצד יכול מבנה כה פשוט יחסית (א"ב של ארבע "אותיות" בלבד) לשאת את כל המידע הדרוש לאורגניזם כדי לבנות את עצמו ולתפקד במשך חייו.
| תפקודי הדנ"א | | |
דנ"א נמצא בכל תא, ומרביתו מרוכזת בכרומוזומים שבגרעיני התאים (למעט כמה יוצאים מן הכלל, כגון כדוריות הדם
האדומות, חסרות הגרעין, ביונקים). הוא משמש גם כחומר התורשתי של כמה סוגי נגיפים,
אם כי אצל מרביתם ממלא רנ"א את תפקיד נשיאת התורשה. בתאים האווקריוטיים (בעלי
גרעין ואברונים) יש דנ"א גם באברונים אחרים, כמו המיטוכונדריה
והכלורופלסטים.
בכל מקומות הימצאו, הוא נושא את החומר התורשתי, שאותו מכתיב הרצף הקבוע של הבסיסים החנקניים לאורך מולקולת הדנ"א. בגוף האדם, אורכן של מולקולות הדנ"א המצויות בתא יחיד, אם יאוחו קצה-אל-קצה, יגיע לכשני מטרים.
השלב הראשון במעבר מקֶטע של דנ"א (גן) לתכונה שהוא מכתיב הוא שעתוק
לרנ"א, ואח"כ תרגום קטע הרנ"א למולקולה של חלבון.
ניתן איפוא לומר, בהכללה, כי תפקידו התורשתי של הדנ"א הוא החזקת המידע הדרוש לתא כדי לבנות מולקולות חלבון לפי הצורך. התהליך המתנהל לפי הוראת הדנ"א נקרא סינתזה חלבונית, והוא מתרחש בריבוזומים
ומתואר בערך העוסק בהם.
מולקולות החלבון בנויות מ-20 סוגים שונים של חומצות אמיניות,
מתוך המספר הרב של חומצות כאלה העשויות להתקיים בטבע. כיוון שבמולקולת דנ"א יש רק ארבעה סוגים של בסיסים חנקניים ("אותיות"), דרושים רצפים של שלושה בסיסים סמוכים כדי להגדיר באופן חד-משמעי חומצה אמינית כלשהי. רצף כזה נקרא "קוֹדוֹן" - יחידת הקוד הגנטי. בשל העודף הרב במספר הקודונים השונים (64) על מספרן של החומצות האמיניות (20), חומצות רבות מוגדרות ע"י יותר מרצף אחד. מבין 64 הקודונים, שלושה אינם מגדירים חומצה אמינית כלל, אלא משמשים כ"סימני פיסוק" הקובעים היכן מסתיים גן. הקשר שבין רצף הבסיסים בדנ"א לחומצות האמיניות נקרא הצופן הגנטי.
כאשר תאים מתחלקים,
הדנ"א מכפיל את עצמו תוך שמירה על הצופן הגנטי. בהכפלה נפרדים שני הגדילים, ומול כל גדיל ישן נבנה גדיל חדש. בתהליך זה נשמרת ההתאמה שבין הבסיסים החנקניים: כל בסיס בגדיל החדש קשור לבסיס התואם בגדיל הישן, וכך מתקבלים בסופו של דבר שני סלילים כפולים במקום שהיה קודם אחד בלבד.
| מידע נוסף | | |
תעלומת הגן הקסום (כתבה לילדים) - "מה גורם לנו להיראות כמו ההורים שלנו? איך תופסים גנב בעזרת שערה שנפלה מראשו? כיצד אפונה תרמה לגילוי תורת הגנטיקה? כל מה שרציתם לדעת על 'סוד החיים' – הדי.אן.איי". כתבה מתוך "גליליאו צעיר".
לכתבה המלאה - לחצו כאן.
פוענח צופן גנטי שקובע כיצד ה-DNA מתארגן בגרעין התא - "החומר הגנטי, די-אן-אי, הוא מולקולה ארוכה המאורגנת בגרעין התא ביחידות שונות, כך שבכל יחידה הדי-אן-אי מלופף מסביב לכדור של מבנה חלבוני, הקרוי נוקליאוזום. הנוקליאוזומים עצמם מאורגנים במבנה מסודר שמכסה את כל הכרומוזום. מה קובע כיצד, מתי, ובאיזה מקום לאורך הדי-אן-אי ייווצרו ויתמקמו נוקליאוזומים?". כתבה מתוך מגזין מכון ויצמן.
לכתבה המלאה - לחצו כאן.
אילן יוחסין אימהי על פי דנ"א מיטוכונדרי - "אחת היכולות המדהימות של הגנטיקה החדשה היא האפשרות לשחזר אירועים היסטוריים מתוך בדיקות דנ"א של אנשים החיים כיום. פרופסור סייקס, הרחיק לכת לאורך ההיסטוריה האנושית והגיע עד אמהותינו הקדמוניות ביותר". כתבה מתוך מגזין "גליליאו".
לכתבה המלאה - לחצו כאן.
יש לכם הערה לערך ?
|
הדפס
