DNA מוסבר ונחקר

תוֹכֶן

• על DNA
• DNA בבריאות, מחלות והזדקנות
• הגנום הרחב שלך
• נזק ל- DNA ומוטציות
• DNA והזדקנות
• ממה עשוי DNA?
• איך נראה DNA?
• מה עושה DNA?
• DNA עוזר לגופך לצמוח
• איך מגיעים מקוד ה- DNA לחלבון?
• היכן נמצא DNA?
• תאים איקריוטיים
• תאים פרוקריוטים
• מה קורה כאשר התאים שלך מתחלקים?
• להסיר

מדוע DNA כל כך חשוב? במילים פשוטות, ה- DNA מכיל את ההוראות הדרושות לכל החיים.

הקוד בתוך ה- DNA שלנו מספק הוראות להכנת חלבונים החיוניים לצמיחה, להתפתחות ולבריאות הכללית שלנו.

על DNA

DNA מייצג חומצה דאוקסיריבונוקלאית. הוא מורכב מיחידות של אבני בניין ביולוגיות הנקראות נוקלאוטידים.

DNA הוא מולקולה חשובה ביותר לא רק לבני אדם, אלא גם עבור רוב האורגניזמים האחרים. ה- DNA מכיל את החומר התורשתי שלנו ואת הגנים שלנו - זה מה שמייחד אותנו.

אבל מה בעצם ה- DNA לַעֲשׂוֹת? המשך לקרוא כדי לגלות עוד על מבנה ה- DNA, מה הוא עושה ולמה זה כל כך חשוב.

DNA בבריאות, מחלות והזדקנות

הגנום הרחב שלך

הסט השלם של ה- DNA שלך נקרא הגנום שלך. הוא מכיל 3 מיליארד בסיסים, 20,000 גנים ו -23 זוגות כרומוזומים!

אתה יורש מחצית מה- DNA שלך מאביך ומחצית מאמך. ה- DNA הזה מגיע מהזרע ומהביצה, בהתאמה.

הגנים למעשה מהווים מעט מאוד מהגנום שלך - אחוז אחד בלבד. 99 אחוז האחרים עוזרים לווסת דברים כמו מתי, איך ובאיזו כמות מייצרים חלבונים.

מדענים עדיין לומדים יותר ויותר על ה- DNA "שאינו מקודד".

נזק ל- DNA ומוטציות

קוד ה- DNA מועד לפגיעה. למעשה, ההערכה היא שעשרות אלפי אירועי נזק ל- DNA מתרחשים מדי יום בכל אחד מהתאים שלנו. נזק יכול להתרחש עקב דברים כמו שגיאות בשכפול DNA, רדיקלים חופשיים וחשיפה לקרינת UV.

אבל לעולם אל תפחד! לתאים שלך יש חלבונים מיוחדים שמסוגלים לזהות ולתקן מקרים רבים של נזק ל- DNA. למעשה, ישנם לפחות חמישה מסלולים עיקריים לתיקון DNA.

מוטציות הן שינויים ברצף ה- DNA. לפעמים הם יכולים להיות גרועים. הסיבה לכך היא כי לשינוי בקוד ה- DNA יכולה להיות השפעה במורד הזרם על אופן ייצור החלבון.

אם החלבון אינו פועל כראוי, עלולה להיווצר מחלה. כמה דוגמאות למחלות המופיעות עקב מוטציות בגן יחיד כוללות סיסטיק פיברוזיס ואנמיה חרמשית.

מוטציות יכולות גם לגרום להתפתחות סרטן. לדוגמה, אם גנים המקודדים לחלבונים המעורבים בצמיחת תאים עוברים מוטציה, תאים עשויים לצמוח ולהתחלק ללא שליטה. מוטציות מסוימות הגורמות לסרטן יכולות לעבור בירושה ואילו אחרות ניתן לרכוש באמצעות חשיפה למסרטנים כמו קרינת UV, כימיקלים או עשן סיגריות.

אך לא כל המוטציות גרועות. אנחנו רוכשים אותם כל הזמן. חלקם אינם מזיקים ואילו אחרים תורמים למגוון שלנו כמין.

שינויים המתרחשים ביותר מאחוז אחד מהאוכלוסייה נקראים פולימורפיזמים. דוגמאות לכמה פולימורפיזמים הם שיער וצבע עיניים.

DNA והזדקנות

הוא האמין כי נזק לא מתוקן ל- DNA יכול להצטבר ככל שאנו מתבגרים, ומסייע להניע את תהליך ההזדקנות. אילו גורמים יכולים להשפיע על כך?

משהו שעשוי למלא תפקיד גדול בנזקי ה- DNA הקשורים להזדקנות הוא נזק בגלל רדיקלים חופשיים. עם זאת, ייתכן שמנגנון נזק אחד זה אינו מספיק בכדי להסביר את תהליך ההזדקנות. עשויים להיות מעורבים גם כמה גורמים.

אחת מדוע נזק ל- DNA מצטבר ככל שאנו מתבגרים מבוסס באבולוציה. חושבים שנזק לדנ"א מתוקן בצורה נאמנה יותר כשאנחנו בגיל הרבייה וילדים. אחרי שעברנו את שנות הרבייה הגבוהות ביותר שלנו, תהליך התיקון יורד מטבע הדברים.

חלק נוסף ב- DNA שעשוי להיות מעורב בהזדקנות הם הטלומרים. הטלומרים הם קטעים של רצפי DNA חוזרים ונמצאים בקצות הכרומוזומים שלך. הם עוזרים להגן על ה- DNA מפני נזק, אך הם מתקצרים בכל סיבוב של שכפול DNA.

קיצור הטלומרים נקשר לתהליך ההזדקנות. נמצא גם כי גורמים מסוימים באורח החיים כמו השמנת יתר, חשיפה לעשן סיגריות ולחץ פסיכולוגי יכולים לתרום לקיצור הטלומרים.

אולי בחירה באורח חיים בריא כמו שמירה על משקל תקין, ניהול מתח ואי עישון יכולה להאט את קיצור הטלומרים? שאלה זו ממשיכה לעניין את החוקרים.

ממה עשוי DNA?

מולקולת ה- DNA מורכבת מנוקליאוטידים. כל נוקלאוטיד מכיל שלושה מרכיבים שונים - סוכר, קבוצת פוספט ובסיס חנקן.

הסוכר ב- DNA נקרא 2'-deoxyribose. מולקולות סוכר אלה מתחלפות בקבוצות הפוספט, ומהוות את "עמוד השדרה" של קווצת ה- DNA.

לכל סוכר בנוקלאוטיד יש בסיס חנקן המחובר אליו. ישנם ארבעה סוגים שונים של בסיסי חנקן הנמצאים ב- DNA. הם כוללים:

• אדנין (A)
• ציטוזין (C)
• גואנין (G)
• תימין (T)

איך נראה DNA?

שני גדילי ה- DNA יוצרים מבנה תלת-ממדי הנקרא סליל כפול. כשהוא מאויר, זה נראה קצת כמו סולם שהתהפך לספירלה שבה זוגות הבסיס הם השלבים ועמוד השדרה של פוספט הסוכר הם הרגליים.

בנוסף, ראוי לציין כי ה- DNA בגרעין התאים האאוקריוטים הוא לינארי, כלומר קצות כל גדיל חופשיים. בתא פרוקריוטי, ה- DNA יוצר מבנה מעגלי.

מה עושה DNA?

DNA עוזר לגופך לצמוח

ה- DNA מכיל את ההוראות הדרושות לאורגניזם - אתה, ציפור או צמח למשל - לגדול, להתפתח ולהתרבות. הוראות אלה נשמרות ברצף של זוגות בסיס נוקלאוטידים.

התאים שלך קוראים את הקוד הזה שלושה בסיסים בכל פעם כדי לייצר חלבונים חיוניים לצמיחה ולהישרדות. רצף ה- DNA המאכלס את המידע לייצור חלבון נקרא גן.

כל קבוצה של שלושה בסיסים תואמת חומצות אמינו ספציפיות, שהן אבני הבניין של החלבונים. לדוגמא, זוגות הבסיס T-G-G מציינים את חומצת האמינו טריפטופן ואילו זוגות הבסיס G-G-C מציינים את חומצת האמינו גליצין.

שילובים מסוימים, כמו T-A-A, T-A-G ו- T-G-A, מצביעים גם על סופו של רצף חלבונים. זה אומר לתא לא להוסיף עוד חומצות אמינו לחלבון.

חלבונים מורכבים משילובים שונים של חומצות אמינו. כשהוא ממוקם יחד בסדר הנכון, לכל חלבון יש מבנה ותפקוד ייחודיים בגופך.

איך מגיעים מקוד ה- DNA לחלבון?

עד כה למדנו ש- DNA מכיל קוד המספק לתא מידע על אופן ייצור החלבונים. אבל מה קורה בין לבין? במילים פשוטות, זה קורה בתהליך דו-שלבי:

ראשית, שני גדילי ה- DNA מתפצלים זה מזה. לאחר מכן, חלבונים מיוחדים בתוך הגרעין קוראים את זוגות הבסיס על גדיל DNA ליצירת מולקולת שליח ביניים.

תהליך זה נקרא תעתיק והמולקולה שנוצרה נקראת RNA שליח (mRNA). mRNA הוא סוג אחר של חומצת גרעין והוא עושה בדיוק מה ששמו מרמז. הוא נע מחוץ לגרעין ומשמש מסר למכונות הסלולריות הבונות חלבונים.

בשלב השני, רכיבים מיוחדים בתא קוראים את המסר של ה- mRNA שלושה זוגות בסיסים בכל פעם ועובדים להרכבת חלבון, חומצת אמינו על ידי חומצת אמינו. תהליך זה נקרא תרגום.

היכן נמצא DNA?

התשובה לשאלה זו יכולה להיות תלויה בסוג האורגניזם שעליו אתה מדבר. ישנם שני סוגים של תאים - אוקריוטים ופרוקריוטים.

עבור אנשים, יש DNA בכל אחד מהתאים שלנו.

תאים איקריוטיים

לבני אדם ואורגניזמים רבים אחרים יש תאים אוקריוטים. משמעות הדבר היא כי לתאים שלהם יש גרעין הקשור לקרום וכמה מבנים אחרים הקשורים לקרום הנקראים אברונים.

בתא אוקריוטי, ה- DNA נמצא בתוך הגרעין. כמות קטנה של DNA נמצאת גם באברונים הנקראים מיטוכונדריה, שהם מעצמות התא.

מכיוון שיש שטח מוגבל בתוך הגרעין, על ה- DNA להיות ארוז היטב. ישנם מספר שלבים שונים של אריזה, אולם המוצרים הסופיים הם המבנים שאנו מכנים כרומוזומים.

תאים פרוקריוטים

אורגניזמים כמו חיידקים הם תאים פרוקריוטים. לתאים אלה אין גרעין או אברונים. בתאים פרוקריוטיים, DNA נמצא מפותל היטב באמצע התא.

מה קורה כאשר התאים שלך מתחלקים?

תאי גופך מתחלקים כחלק נורמלי של צמיחה והתפתחות. כשזה קורה, כל תא חדש חייב לכלול עותק שלם של ה- DNA.

על מנת להשיג זאת, ה- DNA שלך חייב לעבור תהליך שנקרא שכפול. כאשר זה קורה, שני גדילי ה- DNA מתפצלים זה מזה. לאחר מכן, חלבונים תאיים מיוחדים משתמשים בכל גדיל כתבנית ליצירת גדיל DNA חדש.

לאחר סיום השכפול ישנן שתי מולקולות DNA גדולות כפולות. קבוצה אחת תיכנס לכל תא חדש לאחר השלמת החלוקה.

להסיר

DNA הוא מרכזי בצמיחה, רבייה ובריאות שלנו. הוא מכיל את ההוראות הדרושות לתאים שלך לייצר חלבונים המשפיעים על תהליכים ותפקודים רבים ושונים בגופך.

מכיוון ש- DNA כל כך חשוב, נזק או מוטציות יכולים לפעמים לתרום להתפתחות מחלות. עם זאת, חשוב גם לזכור כי מוטציות יכולות להועיל ולתרום גם לגיוון שלנו.