DNA

ה DNA נחשב לגביע הקדוש של הגנטיקה והביולוגיה האבולוציונית כאחד. לא ניתן להעלות על הדעת חיים מורכבים בכוכב לכת ללא DNA כמוביל מידע גנטי.

מה זה דנה

DNA הוא הקיצור של "חומצה דיאוקסיריבונוקלית", בגרמנית חומצה דיאוקסיריבונוקלאית (DNA). עבור ביוכימאים, ייעוד זה כבר אומר את הדברים החשובים ביותר במבנה שלהם, אך בדרך כלל נדרשות מספר מילות הסבר.

DNA הוא מולקולה מורכבת המורכבת משני גדילים יחידים כמעט זהים, ודווקא ב"כמעט "זה מסתתר מקורו של המגוון הגנטי. כל גדיל מורכב משרשרת חומצות deoxyribose-זרחן שאליה מחוברים בסיסים אורגניים שונים. שני הגדילים שזורים בסליל כפול וכך יוצרים את ה- DNA.

אבל זה לא הכל: חוטי DNA ארוכים במיוחד מארגנים את עצמם למתחם כולל גדול, הכרומוזומים, שבבני האדם יש 23 זוגות בגרעינים של כל תאי הגוף. כרומוזומים אלה מכילים, המקודדים ב- DNA, את כל המידע הגנטי (הגנים) שהופך כל יצור חי ליחיד.

פונקציות רפואיות ובריאותיות, משימות ומשמעויות

לכל תא יש מטרה ספציפית באורגניזם. ממה זה מורכב ניתן לקבוע על ידי ריבוזומים הממוקמים בגרעין התא DNA לקרוא. אבל איך בדיוק ערכת בניית תאים בסיסית זו עובדת?

המפתח להבנת גנטיקה מולקולרית של DNA נעוץ בזוגות הבסיס המצומדים אדנין, תימין, גואנין וציטוזין. אלה מקושרים ל- DNA ברצף מוגדר מדויק, בדומה לקוד מוצפן. ה- DNA מומר ל- mRNA דומה כך שרבוזום יכול לעבור אותו. זה מרים את הקוד שמספק לרבוזום את רצף חומצות האמינו.

הריבוזום מייצר את חומצות האמינו המתאימות ומשתמש בהן כדי ליצור חלבונים אופייניים, המאפשרים בסופו של דבר תפקודיות תאים. כך הופך ה- DNA המופשט לאבני בניין של תאים מוחשיים. כל תא אנושי יכול לשרוד רק זמן מוגבל, כך שתאים ואיתם ה- DNA צריכים להתרבות. בדומה לחיידקים, זה קורה דרך חלוקת תאים. ה- DNA מתפרק לחלקים האישיים שלו באמצעות מסוק. לאחר ההפרדה אנזים זה משתמש בשני הגדילים כמטריצות נפרדות ויוצר מחדש את החוט הנגדי החסר, כך שנוצרות שתי שרשרות מולקולות DNA זהות.

שתי האקסטרפולציות הבאות מראות עד כמה צפיפות המידע העצום של ה- DNA עצומה באופן בלתי נתפס: גרם בודד של DNA בעל נפח נתונים של 700 טרה-בתים. על מנת לשחזר את כל האנשים על פני האדמה, כפית צריכה רק להיות ממולאה ב- 0.3%. ואם רצית לחבר את כל ה- DNA של אדם בודד, היית צריך לנסוע לשמש ובחזרה 500 פעמים.

מחלות, מחלות והפרעות

ה DNA חשוף למגוון רחב של הפרעות במהלך השנים. אלה נעים בין בליעת חומרים המשתנים תאים כמו צריכת בשר שרוף או טבק וכלה בחום קיצוני וקרינת UV. אחרון חביב, שינויים ב- DNA יכולים להתרחש גם כתוצאה מתהליכים מטבוליים לקויים.

מנגנוני תיקון ומיון ביוכימיים שונים קיימים כך שהמידע החשוב נשמר לאורך חיי התא. אבל מדי פעם, במיוחד כשאנחנו מתבגרים, התחדשות התאים יכולה להיכשל וניתן לשנות DNA. ניתן להחליף או להסיר בסיסים בודדים, אזורים שלמים בלתי ניתנים לקריאה, הגדיל נחתך לשניים, בקיצור: הקוד הגנטי כעת שגוי. אם התא עדיין מסוגל להתחלק, תא פגום יכול לאורך זמן להוביל להצטברות של תאים חולים.

אם מוטציות DNA כאלה עדיין נחשקות באופן מפורש במובן של תורת האבולוציה, הן בדרך כלל מתכוונות לאבחון של סרטן על כל היבטיו עבור המטופל הספציפי.אולם אנמיה חרמשית, אלבניזם, סיסטיק פיברוזיס או המופיליה יכולים להתפתח גם באמצעות מוטציות DNA בנוסף לתורשה. סוגים מסוימים של וירוסים הם צורת חיים מעודנת במיוחד העושה שימוש ב- DNA זר.

הם אינם יכולים להתרבות בעצמם ולשם כך להבריח את עצמם לתאים זרים. באלה הם מחליפים את ה- DNA בשלהם ובכך משוחזרים בצורה פתוגנית על ידי התא המארח. מחלות נגיפיות מסוכנות ואפילו מוות עלולות לגרום.