שלום,
נראה שכבר הכרתם את אאוריקה. בטח כבר גיליתם כאן דברים מדהימים, אולי כבר שאלתם שאלות וקיבלתם תשובות טובות.
נשמח לראות משהו מכם בספר האורחים שלנו: איזו מילה טובה, חוות דעת, עצה חכמה לשיפור או כל מה שיש לכם לספר לנו על אאוריקה, כפי שאתם חווים אותה.
»
«
איפה נמצא הדנ"א בגופנו?
ה-DNA הן מולקולות שבנויות כסליל כפול, מעין סולם ארוך ושזור, ששלביו עשויים מ-4 סוגי מולקולות קטנות יותר.
שילובים של המולקולות הללו מהווים את המרכיבים, שהם האלף בית הגנטי. הסידורים השונים שלהם הם הוראות הבנייה והביצוע של היצור החי.
בסולם הזה יש מאה מיליארד אטומים. המדהים זה שהוא עצמו נמצא בכל מולקולה בגופנו. כל תא בגוף האנושי מכיל את המתכון המלא והעצום שבאמצעותו הוא נוצר.
רוצים נתון באמת מרשים? - בגופנו יש יותר סולמות DNA ממספר הכוכבים שבגלקסיה כולה.
הנה מיקומו של הדנ"א בגופנו (מתורגם):
https://youtu.be/z9HIYjRRaDE
הסבר בעברית על ה-DNA (מתורגם):
http://youtu.be/vyeYEiWGtQ8
ומדענים שרים על ה-DNA:
http://youtu.be/YltzGpQomug
כמה נפוץ הדנ"א בגוף?
מולקולות ה-DNA נמצאות במלואן כמעט בכל תא בגופנו.
זה אומר שכמעט כל תא בגוף החי מאחסן את כל המידע על כל הגוף, ממש כל הקוד הגנטי שלנו. זו תופעה מופלאה נוספת של הטבע וכמו הרבה דברים בביולוגיה היא כמעט בלתי נתפסת.
המדענים סבורים שבעתיד יאפשר הדבר להנדס ולשחזר מינים של בעלי חיים וצמחים שנכחדו מהעולם. זה ייעשה בעזרת ממצאים של חלקי עצמות או אפילו ציפורניים שלהם.
הנה התופעה המופלאה של ה-DNA המצוי בכל הגוף (עברית):
https://youtu.be/PuqQWInG5hk
סרטון על ה-DNA המשותף לכל היצורים החיים (מתורגם):
https://youtu.be/0_b80fHmuWw
והדנ"א שמרכיב את הכרומוזומים ומכיל את התוכנית המלאה ליצירת כל היצורים בעולם:
http://youtu.be/M4zHVRLXkgw
איך בנוי הדנ"א?
ה-DNA הן מולקולות שבנויות כסליל כפול, הוא הכרומוזום. זהו מעין סולם ארוך ושזור, ששלביו עשויים מ-4 סוגי מולקולות קטנות יותר. שילובים של המולקולות הללו מהווים את המרכיבים, שהם האלף בית הגנטי.
הסידורים השונים של השילובים הללו הם הוראות הבנייה והביצוע של היצור החי.
הסולם הזה, עותק שלם של ה-DNA בן מאה מיליארד האטומים, נמצא בכל תא בגופנו ובכל גוף חי. והוא יותר גדול ממספר הכוכבים שבגלקסיה כולה. מכאן שגופנו הוא כולו כמו יקום זעיר, שמכיל עולם ומלואו.
אם היינו יכולים לפרוש את סליל ה-DNA מתא אחד בלבד מגופנו, היינו מקבלים דנ"א באורך של 2 מטרים, שכולו מצוי בכל תא אחד בלבד בגופנו!
בדנ"א יש 4 מרכיבים, מעין שפה שמיוצגת באותיות C, A, T ו-G. בקוד או השפה הזו, שמורכבים מ-4 האותיות הללו, מאוחסנים המרכיבים של כל איבר ותכונה בגופנו. כך מקודדים אלפי הגנים שלנו.
הנה הסבר על DNA וריצוף הגנום האנושי (מתורגם):
https://youtu.be/z79sg1ojT0E
כך בנוי ה-DNA בגופנו (מתורגם):
http://youtu.be/vyeYEiWGtQ8
וסרטון נוסף הגנים והדנ"א:
http://youtu.be/qy8dk5iS1f0
מהו DNA או דנ"א שנמצא בכל תא בגופנו?
ד.נ.א. (DNA) הוא שמה המקוצר החומצה של החומצה הדאוקסיריבונוקלאית, המכונה "גלופת החיים" או "קוד החיים".
חשבו על הדי אן איי (DNA) כמירשם או מתכון ליצירת יצורים חיים. הדנ"א הוא מעין חומצה שנמצאת בכל תא בגופנו ומכילה מידע או סדרה של הוראות ליצירה של בני אדם, בעלי חיים, צמחים ויצורים חיים אחרים.
הדנ"א הן מולקולות שנמצאות בתאים עצמם ומכילות קוד, או מידע שמאוחסן בתאי הגוף ומפרט לגבי התכונות השונות של היצור החי. הדי אן איי קובע, לא לבדו וחשוב לזכור זאת, אם נהיה נמוכים או גבוהים, כיצד ניראה, מה יהיה צבע השיער שלנו, צבע העיניים בבגרותנו ועוד.
לכל בעל חיים יש די אן איי שונה משלו, שיודע לייצר רק בעלי חיים מהסוג הזה בלבד.
#ההיסטוריה של מחקר הדנ"א
את מבנה הד.נ.א.פיענחו בשנת 1953 המדען האנגלי פרנסיס קריק והביולוג האמריקני ג'יימס ווטסון.
מיקרוסקופ אלקטרוני שמסוגל להגדיל פי מיליון ויותר הצליח כבר מזמן לחשוף את המבנים שמרכיבים את התאים ואת המולקולות שבהם.
היום יודעים החוקרים לעשות בדיקות די אן איי שמאפשרות לדעת המון דברים, כמו האם מישהו הוא אחיו של מישהו אחר, או בן משפחה שלו וכדומה.
מדע הגנטיקה והמהנדסים שמתמחים ב-DNA יודעים כיום גם לאתר באמצעות הדנ"א מחלות, לטפל בהשמנת יתר, להנדס פירות וירקות, לשבט איברים (כלומר לשכפל אותם גנטית) ועוד.
הנה סרטון הסבר של מהו ה-DNA (מתורגם):
https://youtu.be/aeAL6xThfL8
תיאור נפלאות ה-DNA, הגנים והגנטיקה:
http://youtu.be/B_PQ8qYtUL0
הסבר על ה-DNA (עברית):
http://youtu.be/vyeYEiWGtQ8
מדענים שרים הסבר ל-DNA:
http://youtu.be/YltzGpQomug
וכך ה-DNA פועל (עברית):
https://youtu.be/FGjj1eqrvj4?long=yes
וסרט תיעודי על התגליות המדעיות שקשורות ב-DNA:
https://youtu.be/ygn266fxDuc?long=yes
איך לאמארק טעה באבולוציה אבל לא לגמרי?
הוא נחשב השוגה הגדול של האבולוציה, אבל בדיעבד הסתבר שהוא בכלל לא היה רחוק מהמציאות. קראו לו ז'אן-בטיסט למארק (Jean-Baptiste Lamarck) והוא היה כפסע מלהחשב לגאון ולמסביר של האבולוציה.
למארק, חסיד מוקדם של תורת האבולוציה, נודע בתור מי שהתעניין באופן שבו התפתחו מיני בעלי החיים והגה את תורת ההורשה המקורית.
התורה הזו עסקה במאפיינים נרכשים ובדרך בה משתנים המינים באבולוציה.
בתורתו הוא עתיד לתרום תרומה משמעותית לתחום הביולוגיה, גם אם תיאוריית האבולוציה שלו הכילה טעות יסודית ומרכזית שהמחקר המדעי עתיד להפריך בהמשך. אפשר לקרוא לטעות הזו "הורשת מאפיינים נרכשים".
במרכז תורתו של המדען הצרפתי, המכונה עד היום למארקיזם, עמדה תפיסה מעניינת. היא גרסה שתכונות חדשות, שאנשים או בעלי חיים יכולים לרכוש בחייהם כתוצאה מהשפעות הסביבה או מההתנהגות שלהם, יוכלו לעבור כתכונות נרכשות לצאצאיהם.
באופן כזה, האמין אז למארק, יצטברו התכונות הנרכשות הללו במשך דורות ויובילו בהדרגה לשינוי המינים.
דוגמה פשוטה לכך הייתה זו של היווצרות צווארו הארוך של הג'ירף. למארק טען שהצוואר הארוך התפתח משום שג'ירפות קדומות נאלצו למתוח את צווארן בכדי להגיע לעלים הגבוהים יותר בעצים שמהם הן ניזונות. התארכות זו של הצוואר, גרס המדען, נתנה להן יתרון תזונתי ועברה במהלך הדורות בירושה לצאצאיהן.
פשוט, אלגנטי, אבל בעיקר לא נכון.
כי התיאוריה של למארק על הורשת המאפיינים הנרכשים לא ממש מסתדרת עם ההבנה הנוכחית שלנו לגבי הגנטיקה וכיצד התכונות מועברות מדור לדור. גילוי הגנטיקה ועקרונות ההורשה שהראה גרגור מנדל וההתקדמות המדעית של הגנטיקה בהמשך, כולל גילוי ה-DNA, הראו שתכונות תורשתיות נקבעות על ידי החומר הגנטי דווקא, זה שמועבר מההורים לצאצאים ולא קשור כלל בנסיבות חייהם.
בהמשך, נוספה לתיאוריה האבולוציונית המודרנית "הברירה הטבעית". לפיה יש גם הורשה של השינויים הגנטיים האקראיים, אותן וריאציות שנוצרות במקרה, באמצעות מוטציות אקראיות ב-DNA. מוטציות אלה, במידה שהן מקנות לבעלי החיים שניחנו בהן יתרונות בסביבתם, יתרונות שיאפשרו שרידות טובה יותר, יועברו לדורות הבאים וימשיכו להקנות להם יתרון הישרדותי, באמצעות ברירה טבעית.
התיאוריה של למארק לא הסבירה ולמעשה לא התמודדה כלל עם התפקיד של השונות הגנטית ולכן לא הצליחה להעמיד אתגר לרעיון המבריק של "הברירה הטבעית", מבית מדרשו של צ'ארלס דארווין, לגבי השינוי האבולוציוני.
כי הברירה הטבעית תטען שג'ירפות שייוולדו בטעות גנטית, במוטציה, עם צוואר ארוך יותר, ייהנו מיתרון של מזון רב יותר. לכן במהלך הדורות הבאים הן יילכו ויתרבו. ג'ירפות בעלות צוואר קצר לעומתן, שזמינות המזון בשבילן תהיה מועטה (הן יסתפקו רק במזון מהעלים הנמוכים של העצים), יילכו במהלך הדורות ויתמעטו.
מכאן שבקרב הענקים על ההסבר האבולוציוני המוצלח יותר, העניקו ה"ברירה הטבעית" וה"תורשה הגנטית" תוקף לתיאוריה המקיפה יותר של האבולוציה מבית מדרשם של דרווין ומנדל. זאת לעומת התיאוריה של למארק שהעמידה במרכז את "הורשת המאפיינים הנרכשים" והסתברה בדיעבד כחסרת בסיס, לפחות בהסבר העיקרי של האבולוציה כולה.
ועדיין, טוויסט בעלילה.
בימינו יכול היה למארק לשאוב נחת ואף להיחשב כמבשר ההיסטורי של תחום מחקר חדשני ומתקדם. מדובר בתיאוריה של האפיגנטיקה. תוכלו לקרוא עליה בתגית "אפיגנטיקה".
כי הכשל הגדול של למארק היה בהתעלמות שלו או חוסר היכולת להסביר את הורשת התכונות. חסר לו אותו מנגנון ה"תכנות מחדש" שמתרחש בתאי המין של בעלי החיים. המנגנון הזה הוא המוטציה. ומשום כך חסר לו גם המקביל של הסבר "הברירה הטבעית", שבדיעבד המחיש כל כך טוב כיצד שינוי התכונות של ההורים יכול לעבור לילדים.
בתיאוריה הדרוויניסטית שינוי התכונות של ההורים הורש לבעלי החיים באמצעות התרבות של בעלי התכונות המעניקות יתרון לעומת התמעטות במורד הדורות של חסרי תכונות אלה.
למארק לא הסביר את התהליך הזה ולכן התיאוריה שלו לא נתנה את ההסבר הראוי. אבל אפשר לפרגן לו ולומר שהוא היה הכתף שעליה יכולים היו שני נפילים לעמוד כשהם מסבירים בדיוק איך זה קורה.
הנה רעיונותיו של ראשון הוגי האבולוציה:
https://youtu.be/4HBdxDBqfHc
התיאוריה של לאמארק אל מול האבולוציה של דרווין:
https://youtu.be/x73bsC7WIsE
תיאור הטעות של לאמארק בסרטון הסוקר אי הבנות רווחות בנושא האבולוציה (מתורגם):
https://youtu.be/mZt1Gn0R22Q
והמעניין הוא שכיום מגלים שבאופן מסוים הוא כן צדק והאופן הזה הוא אפיגנטיקה, או הורשה אפיגנטית (עברית):
https://youtu.be/CPalwbil2fQ
מה זה שיבוט?
שיבוט הוא תהליך שמשכפל את רצפי ה-DNA, התאים, הרקמות והיצורים החיים, כך שמבחינה גנטית הם זהים לחלוטין למקור.
נסביר זאת כך: אם ההתרבות הביולוגית מתבצעת בדרך כלל משילוב הגנים של האמא והאבא, שיבוט לוקח 100% מהגנים של אורגניזם אחד ומייצר אורגניזמים בעלי גנום זהה לו לחלוטין.
טכנולוגיית ההנדסה הגנטית מאפשרת כיום לברור תכונות שאנו רוצים בעוברים. מכאן ומשכפול בעלי חיים, שכבר הצליח כמה פעמים (ראו באאוריקה בתגית "הכבשה דולי"), האפשרות לשבט, כלומר לייצר עותקים גנטיים זהים של בני-אדם, נראית קרובה מאד.
החשש החברתי הוא מיצירת שיבוטים מרובים, כמו "שבט" עצום של בני-אדם בעלי תכונות זהות, או פלוגת לוחמים שכולם זהים וכולם הם שיבוט של הלוחם החזק והמבריק ביותר בארץ.
בתהליך השיבוט (באנגלית: cloning) מייצרים תאים או יצורים חיים, כמו בעלי-חיים, צמחים ובעתיד בני אדם, שהם זהים זה לזה מבחינה גנטית.
בטבע יש שיבוט טבעי מאז ומתמיד. תאומים זהים, למשל, הם תוצר של שיבוט טבעי.
חשבו רגע:
=======
האם אתם בעד או נגד שיבוט בני אדם? האם יש מישהו או מישהי שאתם מכירים שהייתם משבטים? מדוע דווקא אותם?
כך משבטים:
http://youtu.be/FYvcLh4Y43s
השיבוט של הכבשה דולי:
http://youtu.be/YoEWYJHf0kU
והסבר מדעי לשיבוט:
http://youtu.be/AQP4BZMpjxU
מהם תאומים זהים ואיך הם נוצרים?
תאומים זהים (Identical twins) הם עוברים שנוצרו מהתחלקות של אותה ביצית וגדלים באותו רחם.
על אף שיש ביניהם הבדלים מסוימים, כמו בטביעות האצבעות ואפילו באופי, לתאומים זהים יש מטען גנטי זהה לחלוטין.
במחקרים נמצא שתאומים זהים, אפילו כאלה שגדלו בנפרד זה מזה, היו דומים אחד לשני בתכונות רבות ובתחומי העניין שגילו. חייבים עם זאת לציין שהיה דמיון ביניהם אבל לא זהות מוחלטת.
הנה תאומים זהים (עברית):
https://youtu.be/M-rXgPJYryc
עם אישיות שונה:
https://youtu.be/3qqrvrSkrGU
תאומים זהים בבטן:
https://youtu.be/oe5AV8PcKBo
אהבה, קנאה, אהבה - שתי תאומות, שתי זמרות ואותו כישרון ענק (עברית):
https://youtu.be/LbhwL5SkxKY
ותאומים זהים מדברים ומספרים (עברית):
https://youtu.be/3MXSIILYXFg?long=yes
האם הדנ"א הוא ייחודי לכל אדם?
אכן, לכל אדם בכדור הארץ דנ"א שהוא רק שלו. אין שני אנשים שיש להם דנ"א זהה, אלא רק במקרה אחד. אצל תאומים זהים הדנ"א זהה לחלוטין. תאומים זהים היו בהתחלה שני עוברים שגדלו באותו רחם. על אף שיש ביניהם הבדלים מסוימים, כמו בטביעות האצבעות, לתאומים זהים יש מטען גנטי זהה.
רק לתאומים זהים (Identical twins), שנוצרו מהתחלקות של אותה ביצית, יש דנ"א זהה לחלוטין, על אף שאינם זהים באופיים דווקא. אף על פי כן, מחקרים הוכיחו שתאומים זהים, שגדלו בנפרד זה מזה, היו דומים אחד לשני בתכונות, במחוות התנהגות ובתחומי העניין שלהם. קראו עליהם באאוריקה בתגית "תאומים זהים".
הנה הסבר התאומים הזהים (עברית):
https://youtu.be/zwuYbRxy6ts
ותאומים זהים בבטן:
https://youtu.be/oe5AV8PcKBo
איך מתבצע זיהוי פלילי או משפחתי באמצעות דנ"א?
לא פעם אנו שומעים על בדיקה שעושים כדי לזהות אם חשוד הוא הפושע או אם אדם הוא אביו של אדם אחר. זהו כוחו המופלא של הדנ"א, אותה מולקולה שנמצאת בכל תא שנוצר בגופנו.
באמצעות בדיקת DNA ניתן לזהות אם דנ"א שייך לאדם מסוים או שהוא אינו שלו. העובדה החשובה היא שתבנית הדנ"א האישית של כל אחד מאיתנו היא ייחודית ואין כמוה (מלבד במקרה של תאומים זהים, שגם חולקים DNA משותף).
זוהי מעין טביעת אצבע גנטית, שבעזרתה אפשר לזהות אבהות, אם בעל הדנ"א היה מעורב בפשע, או אם הדנ"א שנאסף בזירת הפשע הוא שלו.
הנה ניתוח הפרופיל הגנטי של חשודים בפשע (עברית):
https://youtu.be/wpG3CSvwjBw
הסבר כימי על תהליך הזיהוי באמצעות דנ"א (מתורגם):
https://youtu.be/5ij-YSrp93s
והשלב החדש בזיהוי הפלילי בו מזהים פושעים על פי הדנ"א של קרובי משפחתם:
https://youtu.be/KT18KJouHWg?long=yes
ה-DNA הן מולקולות שבנויות כסליל כפול, מעין סולם ארוך ושזור, ששלביו עשויים מ-4 סוגי מולקולות קטנות יותר.
שילובים של המולקולות הללו מהווים את המרכיבים, שהם האלף בית הגנטי. הסידורים השונים שלהם הם הוראות הבנייה והביצוע של היצור החי.
בסולם הזה יש מאה מיליארד אטומים. המדהים זה שהוא עצמו נמצא בכל מולקולה בגופנו. כל תא בגוף האנושי מכיל את המתכון המלא והעצום שבאמצעותו הוא נוצר.
רוצים נתון באמת מרשים? - בגופנו יש יותר סולמות DNA ממספר הכוכבים שבגלקסיה כולה.
הנה מיקומו של הדנ"א בגופנו (מתורגם):
https://youtu.be/z9HIYjRRaDE
הסבר בעברית על ה-DNA (מתורגם):
http://youtu.be/vyeYEiWGtQ8
ומדענים שרים על ה-DNA:
http://youtu.be/YltzGpQomug
מולקולות ה-DNA נמצאות במלואן כמעט בכל תא בגופנו.
זה אומר שכמעט כל תא בגוף החי מאחסן את כל המידע על כל הגוף, ממש כל הקוד הגנטי שלנו. זו תופעה מופלאה נוספת של הטבע וכמו הרבה דברים בביולוגיה היא כמעט בלתי נתפסת.
המדענים סבורים שבעתיד יאפשר הדבר להנדס ולשחזר מינים של בעלי חיים וצמחים שנכחדו מהעולם. זה ייעשה בעזרת ממצאים של חלקי עצמות או אפילו ציפורניים שלהם.
הנה התופעה המופלאה של ה-DNA המצוי בכל הגוף (עברית):
https://youtu.be/PuqQWInG5hk
סרטון על ה-DNA המשותף לכל היצורים החיים (מתורגם):
https://youtu.be/0_b80fHmuWw
והדנ"א שמרכיב את הכרומוזומים ומכיל את התוכנית המלאה ליצירת כל היצורים בעולם:
http://youtu.be/M4zHVRLXkgw
ה-DNA הן מולקולות שבנויות כסליל כפול, הוא הכרומוזום. זהו מעין סולם ארוך ושזור, ששלביו עשויים מ-4 סוגי מולקולות קטנות יותר. שילובים של המולקולות הללו מהווים את המרכיבים, שהם האלף בית הגנטי.
הסידורים השונים של השילובים הללו הם הוראות הבנייה והביצוע של היצור החי.
הסולם הזה, עותק שלם של ה-DNA בן מאה מיליארד האטומים, נמצא בכל תא בגופנו ובכל גוף חי. והוא יותר גדול ממספר הכוכבים שבגלקסיה כולה. מכאן שגופנו הוא כולו כמו יקום זעיר, שמכיל עולם ומלואו.
אם היינו יכולים לפרוש את סליל ה-DNA מתא אחד בלבד מגופנו, היינו מקבלים דנ"א באורך של 2 מטרים, שכולו מצוי בכל תא אחד בלבד בגופנו!
בדנ"א יש 4 מרכיבים, מעין שפה שמיוצגת באותיות C, A, T ו-G. בקוד או השפה הזו, שמורכבים מ-4 האותיות הללו, מאוחסנים המרכיבים של כל איבר ותכונה בגופנו. כך מקודדים אלפי הגנים שלנו.
הנה הסבר על DNA וריצוף הגנום האנושי (מתורגם):
https://youtu.be/z79sg1ojT0E
כך בנוי ה-DNA בגופנו (מתורגם):
http://youtu.be/vyeYEiWGtQ8
וסרטון נוסף הגנים והדנ"א:
http://youtu.be/qy8dk5iS1f0
ד.נ.א. (DNA) הוא שמה המקוצר החומצה של החומצה הדאוקסיריבונוקלאית, המכונה "גלופת החיים" או "קוד החיים".
חשבו על הדי אן איי (DNA) כמירשם או מתכון ליצירת יצורים חיים. הדנ"א הוא מעין חומצה שנמצאת בכל תא בגופנו ומכילה מידע או סדרה של הוראות ליצירה של בני אדם, בעלי חיים, צמחים ויצורים חיים אחרים.
הדנ"א הן מולקולות שנמצאות בתאים עצמם ומכילות קוד, או מידע שמאוחסן בתאי הגוף ומפרט לגבי התכונות השונות של היצור החי. הדי אן איי קובע, לא לבדו וחשוב לזכור זאת, אם נהיה נמוכים או גבוהים, כיצד ניראה, מה יהיה צבע השיער שלנו, צבע העיניים בבגרותנו ועוד.
לכל בעל חיים יש די אן איי שונה משלו, שיודע לייצר רק בעלי חיים מהסוג הזה בלבד.
#ההיסטוריה של מחקר הדנ"א
את מבנה הד.נ.א.פיענחו בשנת 1953 המדען האנגלי פרנסיס קריק והביולוג האמריקני ג'יימס ווטסון.
מיקרוסקופ אלקטרוני שמסוגל להגדיל פי מיליון ויותר הצליח כבר מזמן לחשוף את המבנים שמרכיבים את התאים ואת המולקולות שבהם.
היום יודעים החוקרים לעשות בדיקות די אן איי שמאפשרות לדעת המון דברים, כמו האם מישהו הוא אחיו של מישהו אחר, או בן משפחה שלו וכדומה.
מדע הגנטיקה והמהנדסים שמתמחים ב-DNA יודעים כיום גם לאתר באמצעות הדנ"א מחלות, לטפל בהשמנת יתר, להנדס פירות וירקות, לשבט איברים (כלומר לשכפל אותם גנטית) ועוד.
הנה סרטון הסבר של מהו ה-DNA (מתורגם):
https://youtu.be/aeAL6xThfL8
תיאור נפלאות ה-DNA, הגנים והגנטיקה:
http://youtu.be/B_PQ8qYtUL0
הסבר על ה-DNA (עברית):
http://youtu.be/vyeYEiWGtQ8
מדענים שרים הסבר ל-DNA:
http://youtu.be/YltzGpQomug
וכך ה-DNA פועל (עברית):
https://youtu.be/FGjj1eqrvj4?long=yes
וסרט תיעודי על התגליות המדעיות שקשורות ב-DNA:
https://youtu.be/ygn266fxDuc?long=yes
DNA
הוא נחשב השוגה הגדול של האבולוציה, אבל בדיעבד הסתבר שהוא בכלל לא היה רחוק מהמציאות. קראו לו ז'אן-בטיסט למארק (Jean-Baptiste Lamarck) והוא היה כפסע מלהחשב לגאון ולמסביר של האבולוציה.
למארק, חסיד מוקדם של תורת האבולוציה, נודע בתור מי שהתעניין באופן שבו התפתחו מיני בעלי החיים והגה את תורת ההורשה המקורית.
התורה הזו עסקה במאפיינים נרכשים ובדרך בה משתנים המינים באבולוציה.
בתורתו הוא עתיד לתרום תרומה משמעותית לתחום הביולוגיה, גם אם תיאוריית האבולוציה שלו הכילה טעות יסודית ומרכזית שהמחקר המדעי עתיד להפריך בהמשך. אפשר לקרוא לטעות הזו "הורשת מאפיינים נרכשים".
במרכז תורתו של המדען הצרפתי, המכונה עד היום למארקיזם, עמדה תפיסה מעניינת. היא גרסה שתכונות חדשות, שאנשים או בעלי חיים יכולים לרכוש בחייהם כתוצאה מהשפעות הסביבה או מההתנהגות שלהם, יוכלו לעבור כתכונות נרכשות לצאצאיהם.
באופן כזה, האמין אז למארק, יצטברו התכונות הנרכשות הללו במשך דורות ויובילו בהדרגה לשינוי המינים.
דוגמה פשוטה לכך הייתה זו של היווצרות צווארו הארוך של הג'ירף. למארק טען שהצוואר הארוך התפתח משום שג'ירפות קדומות נאלצו למתוח את צווארן בכדי להגיע לעלים הגבוהים יותר בעצים שמהם הן ניזונות. התארכות זו של הצוואר, גרס המדען, נתנה להן יתרון תזונתי ועברה במהלך הדורות בירושה לצאצאיהן.
פשוט, אלגנטי, אבל בעיקר לא נכון.
כי התיאוריה של למארק על הורשת המאפיינים הנרכשים לא ממש מסתדרת עם ההבנה הנוכחית שלנו לגבי הגנטיקה וכיצד התכונות מועברות מדור לדור. גילוי הגנטיקה ועקרונות ההורשה שהראה גרגור מנדל וההתקדמות המדעית של הגנטיקה בהמשך, כולל גילוי ה-DNA, הראו שתכונות תורשתיות נקבעות על ידי החומר הגנטי דווקא, זה שמועבר מההורים לצאצאים ולא קשור כלל בנסיבות חייהם.
בהמשך, נוספה לתיאוריה האבולוציונית המודרנית "הברירה הטבעית". לפיה יש גם הורשה של השינויים הגנטיים האקראיים, אותן וריאציות שנוצרות במקרה, באמצעות מוטציות אקראיות ב-DNA. מוטציות אלה, במידה שהן מקנות לבעלי החיים שניחנו בהן יתרונות בסביבתם, יתרונות שיאפשרו שרידות טובה יותר, יועברו לדורות הבאים וימשיכו להקנות להם יתרון הישרדותי, באמצעות ברירה טבעית.
התיאוריה של למארק לא הסבירה ולמעשה לא התמודדה כלל עם התפקיד של השונות הגנטית ולכן לא הצליחה להעמיד אתגר לרעיון המבריק של "הברירה הטבעית", מבית מדרשו של צ'ארלס דארווין, לגבי השינוי האבולוציוני.
כי הברירה הטבעית תטען שג'ירפות שייוולדו בטעות גנטית, במוטציה, עם צוואר ארוך יותר, ייהנו מיתרון של מזון רב יותר. לכן במהלך הדורות הבאים הן יילכו ויתרבו. ג'ירפות בעלות צוואר קצר לעומתן, שזמינות המזון בשבילן תהיה מועטה (הן יסתפקו רק במזון מהעלים הנמוכים של העצים), יילכו במהלך הדורות ויתמעטו.
מכאן שבקרב הענקים על ההסבר האבולוציוני המוצלח יותר, העניקו ה"ברירה הטבעית" וה"תורשה הגנטית" תוקף לתיאוריה המקיפה יותר של האבולוציה מבית מדרשם של דרווין ומנדל. זאת לעומת התיאוריה של למארק שהעמידה במרכז את "הורשת המאפיינים הנרכשים" והסתברה בדיעבד כחסרת בסיס, לפחות בהסבר העיקרי של האבולוציה כולה.
ועדיין, טוויסט בעלילה.
בימינו יכול היה למארק לשאוב נחת ואף להיחשב כמבשר ההיסטורי של תחום מחקר חדשני ומתקדם. מדובר בתיאוריה של האפיגנטיקה. תוכלו לקרוא עליה בתגית "אפיגנטיקה".
כי הכשל הגדול של למארק היה בהתעלמות שלו או חוסר היכולת להסביר את הורשת התכונות. חסר לו אותו מנגנון ה"תכנות מחדש" שמתרחש בתאי המין של בעלי החיים. המנגנון הזה הוא המוטציה. ומשום כך חסר לו גם המקביל של הסבר "הברירה הטבעית", שבדיעבד המחיש כל כך טוב כיצד שינוי התכונות של ההורים יכול לעבור לילדים.
בתיאוריה הדרוויניסטית שינוי התכונות של ההורים הורש לבעלי החיים באמצעות התרבות של בעלי התכונות המעניקות יתרון לעומת התמעטות במורד הדורות של חסרי תכונות אלה.
למארק לא הסביר את התהליך הזה ולכן התיאוריה שלו לא נתנה את ההסבר הראוי. אבל אפשר לפרגן לו ולומר שהוא היה הכתף שעליה יכולים היו שני נפילים לעמוד כשהם מסבירים בדיוק איך זה קורה.
הנה רעיונותיו של ראשון הוגי האבולוציה:
https://youtu.be/4HBdxDBqfHc
התיאוריה של לאמארק אל מול האבולוציה של דרווין:
https://youtu.be/x73bsC7WIsE
תיאור הטעות של לאמארק בסרטון הסוקר אי הבנות רווחות בנושא האבולוציה (מתורגם):
https://youtu.be/mZt1Gn0R22Q
והמעניין הוא שכיום מגלים שבאופן מסוים הוא כן צדק והאופן הזה הוא אפיגנטיקה, או הורשה אפיגנטית (עברית):
https://youtu.be/CPalwbil2fQ
שיבוט הוא תהליך שמשכפל את רצפי ה-DNA, התאים, הרקמות והיצורים החיים, כך שמבחינה גנטית הם זהים לחלוטין למקור.
נסביר זאת כך: אם ההתרבות הביולוגית מתבצעת בדרך כלל משילוב הגנים של האמא והאבא, שיבוט לוקח 100% מהגנים של אורגניזם אחד ומייצר אורגניזמים בעלי גנום זהה לו לחלוטין.
טכנולוגיית ההנדסה הגנטית מאפשרת כיום לברור תכונות שאנו רוצים בעוברים. מכאן ומשכפול בעלי חיים, שכבר הצליח כמה פעמים (ראו באאוריקה בתגית "הכבשה דולי"), האפשרות לשבט, כלומר לייצר עותקים גנטיים זהים של בני-אדם, נראית קרובה מאד.
החשש החברתי הוא מיצירת שיבוטים מרובים, כמו "שבט" עצום של בני-אדם בעלי תכונות זהות, או פלוגת לוחמים שכולם זהים וכולם הם שיבוט של הלוחם החזק והמבריק ביותר בארץ.
בתהליך השיבוט (באנגלית: cloning) מייצרים תאים או יצורים חיים, כמו בעלי-חיים, צמחים ובעתיד בני אדם, שהם זהים זה לזה מבחינה גנטית.
בטבע יש שיבוט טבעי מאז ומתמיד. תאומים זהים, למשל, הם תוצר של שיבוט טבעי.
חשבו רגע:
=======
האם אתם בעד או נגד שיבוט בני אדם? האם יש מישהו או מישהי שאתם מכירים שהייתם משבטים? מדוע דווקא אותם?
כך משבטים:
http://youtu.be/FYvcLh4Y43s
השיבוט של הכבשה דולי:
http://youtu.be/YoEWYJHf0kU
והסבר מדעי לשיבוט:
http://youtu.be/AQP4BZMpjxU
תאומים זהים (Identical twins) הם עוברים שנוצרו מהתחלקות של אותה ביצית וגדלים באותו רחם.
על אף שיש ביניהם הבדלים מסוימים, כמו בטביעות האצבעות ואפילו באופי, לתאומים זהים יש מטען גנטי זהה לחלוטין.
במחקרים נמצא שתאומים זהים, אפילו כאלה שגדלו בנפרד זה מזה, היו דומים אחד לשני בתכונות רבות ובתחומי העניין שגילו. חייבים עם זאת לציין שהיה דמיון ביניהם אבל לא זהות מוחלטת.
הנה תאומים זהים (עברית):
https://youtu.be/M-rXgPJYryc
עם אישיות שונה:
https://youtu.be/3qqrvrSkrGU
תאומים זהים בבטן:
https://youtu.be/oe5AV8PcKBo
אהבה, קנאה, אהבה - שתי תאומות, שתי זמרות ואותו כישרון ענק (עברית):
https://youtu.be/LbhwL5SkxKY
ותאומים זהים מדברים ומספרים (עברית):
https://youtu.be/3MXSIILYXFg?long=yes
אכן, לכל אדם בכדור הארץ דנ"א שהוא רק שלו. אין שני אנשים שיש להם דנ"א זהה, אלא רק במקרה אחד. אצל תאומים זהים הדנ"א זהה לחלוטין. תאומים זהים היו בהתחלה שני עוברים שגדלו באותו רחם. על אף שיש ביניהם הבדלים מסוימים, כמו בטביעות האצבעות, לתאומים זהים יש מטען גנטי זהה.
רק לתאומים זהים (Identical twins), שנוצרו מהתחלקות של אותה ביצית, יש דנ"א זהה לחלוטין, על אף שאינם זהים באופיים דווקא. אף על פי כן, מחקרים הוכיחו שתאומים זהים, שגדלו בנפרד זה מזה, היו דומים אחד לשני בתכונות, במחוות התנהגות ובתחומי העניין שלהם. קראו עליהם באאוריקה בתגית "תאומים זהים".
הנה הסבר התאומים הזהים (עברית):
https://youtu.be/zwuYbRxy6ts
ותאומים זהים בבטן:
https://youtu.be/oe5AV8PcKBo
לא פעם אנו שומעים על בדיקה שעושים כדי לזהות אם חשוד הוא הפושע או אם אדם הוא אביו של אדם אחר. זהו כוחו המופלא של הדנ"א, אותה מולקולה שנמצאת בכל תא שנוצר בגופנו.
באמצעות בדיקת DNA ניתן לזהות אם דנ"א שייך לאדם מסוים או שהוא אינו שלו. העובדה החשובה היא שתבנית הדנ"א האישית של כל אחד מאיתנו היא ייחודית ואין כמוה (מלבד במקרה של תאומים זהים, שגם חולקים DNA משותף).
זוהי מעין טביעת אצבע גנטית, שבעזרתה אפשר לזהות אבהות, אם בעל הדנ"א היה מעורב בפשע, או אם הדנ"א שנאסף בזירת הפשע הוא שלו.
הנה ניתוח הפרופיל הגנטי של חשודים בפשע (עברית):
https://youtu.be/wpG3CSvwjBw
הסבר כימי על תהליך הזיהוי באמצעות דנ"א (מתורגם):
https://youtu.be/5ij-YSrp93s
והשלב החדש בזיהוי הפלילי בו מזהים פושעים על פי הדנ"א של קרובי משפחתם:
https://youtu.be/KT18KJouHWg?long=yes
מה זו אפיגנטיקה והתכונות שעוברות בה?
בשנות התשעים מצא מחקר אמריקאי ממצא מדהים. הסתבר שילדיהם של מי שחוו טראומה סבלו גם הם, ממש כמו הוריהם הטראומטיים, מייצור נמוך של קוֹרְטִיזוֹל, הורמון מגביר תוקפנות, שמסייע לתפקד בשעת לחץ, סכנה או כעס.
החוקרים החלו להבין שהדנ"א, אותו סליל ייחודי שמכיל בכל תא ממיליארדי תאי הגוף את מפרט התכונות של כל יצור וצמח, הוא לא סתם קוד שמועבר מהורים לילדיהם. יש שם עוד משהו.
במילים פשוטות, הם גילו מנגנון להורשה שאינה דרך הדנ"א אלא דרך מולקולות אחרות שעוברות הורשה.
במחקרים נוספים הלכה והתחזקה תופעת "ההידבקות בטראומה", שלפיה כבר ברחם הועברו לתינוקות תכונות פיזיות שפיתחו הוריהם. בניגוד לסברה המקובלת מסתבר שהגנים משתנים במהירות. לא פעם זה קורה בתוך דור אחד. כל חוויה בדור ההורים יכולה להשפיע על התכונות של ילדיהם.
וכך נולדה ה"אפיגנטיקה" (Epigenetics), תיאוריה שזעזעה באופן מסוים את תורת האבולוציה. היא קובעת שהדנ"א שלנו מגיב לשינויים שהסביבה מותירה בגופנו ומשתנה בעקבותיהם. כל טראומה שאנו חווים, שינויים בתזונה שמשנים את גופנו ומגוון אירועים גדולים וקטנים בחיים, יכולים להותיר בגנום שלנו חותם ולשנות את המטען הגנטי שנעביר לדור הבא ואף ישרוד למשך כמה דורות קדימה.
כן, מחקרים מצאו בהמשך שאף שהורשה אפיגנטית היא הורשה לאורך הדורות והיא לא דרך שינויים ברצף ה-DNA, היא נוטה להיעלם אחרי כמה דורות.
מחקרים שונים הלכו וחזקו את האפיגנטיקה. מעכברים, ששינוי תזונה שלהם השפיע על צבע הפרווה והגודל של הצאצאים שלהם ועד לתאומים שהמטען הגנטי שלהם השתנה בשל מקרי אלימות שחוו - יותר ויותר הוכחות מגלות את ההורשה המושפעת מחוויות ההורים ומשפיעה על התכונות של ילדיהם.
המחקר החדשני של הורשה אפיגנטית נלמד ומתפתח בעצם ימים אלה, אבל ברור שמידה מסוימת של הורשה אפיגנטית מתקיימת, ונראה שהיא מתווכת על ידי העברה מדור לדור של מולקולות מהסוג שהמדענים מכנים small RNA.
אז אם בשחר ימי מחקר האבולוציה סבר למארק שלג'ירף, למשל, יש צוואר ארוך כי אבותיו מתחו את הצוואר כדי להגיע לעלים הגבוהים של העצים, יתכן שבדיעבד יסתבר שהוא בכל זאת לא שגה לחלוטין.
הנה הסבר על הורשה של תכונות נרכשות (עברית):
https://youtu.be/CPalwbil2fQ
על רעיון האפיגנטיקה (מתורגם):
https://youtu.be/_aAhcNjmvhc
כך יכולים זיכרונות לעבור בדנ"א:
https://youtu.be/tbPwzII_g6o
הרצאה של ד"ר עודד רכבי, חוקר אפיגנטיקה ישראלי (עברית):
https://youtu.be/TeXmzbnOo2g?long=yes
והאם אפיגנטיקה מסייעת לטבע לווסת את הילודה באופן טבעי באמצעות נטייה מינית? (מתורגם)
https://youtu.be/4Khn_z9FPmU?long=yes
בשנות התשעים מצא מחקר אמריקאי ממצא מדהים. הסתבר שילדיהם של מי שחוו טראומה סבלו גם הם, ממש כמו הוריהם הטראומטיים, מייצור נמוך של קוֹרְטִיזוֹל, הורמון מגביר תוקפנות, שמסייע לתפקד בשעת לחץ, סכנה או כעס.
החוקרים החלו להבין שהדנ"א, אותו סליל ייחודי שמכיל בכל תא ממיליארדי תאי הגוף את מפרט התכונות של כל יצור וצמח, הוא לא סתם קוד שמועבר מהורים לילדיהם. יש שם עוד משהו.
במילים פשוטות, הם גילו מנגנון להורשה שאינה דרך הדנ"א אלא דרך מולקולות אחרות שעוברות הורשה.
במחקרים נוספים הלכה והתחזקה תופעת "ההידבקות בטראומה", שלפיה כבר ברחם הועברו לתינוקות תכונות פיזיות שפיתחו הוריהם. בניגוד לסברה המקובלת מסתבר שהגנים משתנים במהירות. לא פעם זה קורה בתוך דור אחד. כל חוויה בדור ההורים יכולה להשפיע על התכונות של ילדיהם.
וכך נולדה ה"אפיגנטיקה" (Epigenetics), תיאוריה שזעזעה באופן מסוים את תורת האבולוציה. היא קובעת שהדנ"א שלנו מגיב לשינויים שהסביבה מותירה בגופנו ומשתנה בעקבותיהם. כל טראומה שאנו חווים, שינויים בתזונה שמשנים את גופנו ומגוון אירועים גדולים וקטנים בחיים, יכולים להותיר בגנום שלנו חותם ולשנות את המטען הגנטי שנעביר לדור הבא ואף ישרוד למשך כמה דורות קדימה.
כן, מחקרים מצאו בהמשך שאף שהורשה אפיגנטית היא הורשה לאורך הדורות והיא לא דרך שינויים ברצף ה-DNA, היא נוטה להיעלם אחרי כמה דורות.
מחקרים שונים הלכו וחזקו את האפיגנטיקה. מעכברים, ששינוי תזונה שלהם השפיע על צבע הפרווה והגודל של הצאצאים שלהם ועד לתאומים שהמטען הגנטי שלהם השתנה בשל מקרי אלימות שחוו - יותר ויותר הוכחות מגלות את ההורשה המושפעת מחוויות ההורים ומשפיעה על התכונות של ילדיהם.
המחקר החדשני של הורשה אפיגנטית נלמד ומתפתח בעצם ימים אלה, אבל ברור שמידה מסוימת של הורשה אפיגנטית מתקיימת, ונראה שהיא מתווכת על ידי העברה מדור לדור של מולקולות מהסוג שהמדענים מכנים small RNA.
אז אם בשחר ימי מחקר האבולוציה סבר למארק שלג'ירף, למשל, יש צוואר ארוך כי אבותיו מתחו את הצוואר כדי להגיע לעלים הגבוהים של העצים, יתכן שבדיעבד יסתבר שהוא בכל זאת לא שגה לחלוטין.
הנה הסבר על הורשה של תכונות נרכשות (עברית):
https://youtu.be/CPalwbil2fQ
על רעיון האפיגנטיקה (מתורגם):
https://youtu.be/_aAhcNjmvhc
כך יכולים זיכרונות לעבור בדנ"א:
https://youtu.be/tbPwzII_g6o
הרצאה של ד"ר עודד רכבי, חוקר אפיגנטיקה ישראלי (עברית):
https://youtu.be/TeXmzbnOo2g?long=yes
והאם אפיגנטיקה מסייעת לטבע לווסת את הילודה באופן טבעי באמצעות נטייה מינית? (מתורגם)
https://youtu.be/4Khn_z9FPmU?long=yes
מהו הסליל הכפול, הדאבל הליקס?
מהו מבנה ההליקס הכפול של הדי אן איי?
"ההליקס הכפול", המחקר המדעי המפורסם על המבנה של הדי אן איי מ-1953 נכתב על ידי החוקרים פרנסיס קריק וג'יימס ווטסון. בהמשך הם גם זכו בפרס נובל ובתהילת עולם על התגלית.
השניים זיהו את מבנה המולקולה של ה-DNA, תגלית שנחשבת לאחת החשובות במאה ה-20. הם גילו שמבנה ה-DNA עשוי משני גדילים שמלופפים סביב אותו ציר. שני הגדילים משלימים זה את זה. הם דומים אך לא זהים.
מסופר על פאב ה'איגל' הנמצא בקיימברידג', שהיה המקום שבו התפרסמה לראשונה עובדת גילוי מבנה ה-DNA. זה קרה כשפרנסיס קריק נכנס אליו בתום יום העבודה, ולמול המדענים שנהגו להיפגש בו ולשתות, הוא הודיע חגיגית לכולם: "גילינו את סוד החיים!"
אך למרבה הבושה, שנים אחר כך הסתבר שהתגלית היא ברובה של רוזלינד פרנקלין, חוקרת שמתה זמן קצר לפני הפרסום של ההליקס הכפול. מעיון במחברות המחקר שלה נמצא ופורסם שהשניים הסתירו את התבססותם על ממצאיה. אלה הועברו לידיהם בתמימות של חוקר שעבד עימה וזמן קצר אחרי מותה הם זכו בתהילה ובפרס נובל. זו אחת הפרשות המבישות בתולדות המדע, שבו נשלל קרדיט ממדען על תגליותיו.
אגב, כ-20 שנה אחר כך ובלי קשר לתגלית החשובה הזו, ממציאים בישראל את הביסלי גריל שזכה לצורה של הליקס משולש דווקא, המזכירה את הפסטה "פוזילי" המסולסלת, לעומת ה-DNA שהוא הליקס כפול.
הנה השתלשלות התגלית של הסליל הכפול:
https://youtu.be/1vm3od_UmFg
סיפור נישולה המביש של המדענית רוזלינד פרנקלין מהתגלית:
https://youtu.be/JiME-W58KpU
מבנה ההליקס הכפול של ה-DNA (מתורגם):
https://youtu.be/vyeYEiWGtQ8
וכך הדי אן איי בנוי (מתורגם):
https://youtu.be/2BwEqpsDrCU
"ההליקס הכפול", המחקר המדעי המפורסם על המבנה של הדי אן איי מ-1953 נכתב על ידי החוקרים פרנסיס קריק וג'יימס ווטסון. בהמשך הם גם זכו בפרס נובל ובתהילת עולם על התגלית.
השניים זיהו את מבנה המולקולה של ה-DNA, תגלית שנחשבת לאחת החשובות במאה ה-20. הם גילו שמבנה ה-DNA עשוי משני גדילים שמלופפים סביב אותו ציר. שני הגדילים משלימים זה את זה. הם דומים אך לא זהים.
מסופר על פאב ה'איגל' הנמצא בקיימברידג', שהיה המקום שבו התפרסמה לראשונה עובדת גילוי מבנה ה-DNA. זה קרה כשפרנסיס קריק נכנס אליו בתום יום העבודה, ולמול המדענים שנהגו להיפגש בו ולשתות, הוא הודיע חגיגית לכולם: "גילינו את סוד החיים!"
אך למרבה הבושה, שנים אחר כך הסתבר שהתגלית היא ברובה של רוזלינד פרנקלין, חוקרת שמתה זמן קצר לפני הפרסום של ההליקס הכפול. מעיון במחברות המחקר שלה נמצא ופורסם שהשניים הסתירו את התבססותם על ממצאיה. אלה הועברו לידיהם בתמימות של חוקר שעבד עימה וזמן קצר אחרי מותה הם זכו בתהילה ובפרס נובל. זו אחת הפרשות המבישות בתולדות המדע, שבו נשלל קרדיט ממדען על תגליותיו.
אגב, כ-20 שנה אחר כך ובלי קשר לתגלית החשובה הזו, ממציאים בישראל את הביסלי גריל שזכה לצורה של הליקס משולש דווקא, המזכירה את הפסטה "פוזילי" המסולסלת, לעומת ה-DNA שהוא הליקס כפול.
הנה השתלשלות התגלית של הסליל הכפול:
https://youtu.be/1vm3od_UmFg
סיפור נישולה המביש של המדענית רוזלינד פרנקלין מהתגלית:
https://youtu.be/JiME-W58KpU
מבנה ההליקס הכפול של ה-DNA (מתורגם):
https://youtu.be/vyeYEiWGtQ8
וכך הדי אן איי בנוי (מתורגם):
https://youtu.be/2BwEqpsDrCU
מהו פרויקט מיפוי הגנום האנושי?
אחד הפרויקטים השאפתניים ביותר בתולדות המדע הוא פרויקט הגנום האנושי (Human Genome Project). במסגרת פרויקט בינלאומי זה, שהובל על ידי המעצמות בראשות ארצות הברית, נסרקו כל הכרומוזומים של כמה בני אדם ורצפי ה-DNA שלהם. בסיומו המוצלח רוצפו לראשונה כל 25-20 אלף הגנים של הגנום האנושי וכשלושה מיליארדי הבסיסים שמרכיבים אותו.
סיום הפרויקט סימן את הצלחת המאמץ המדעי, ששאף לקבוע את הרצף הבסיסי של הקוד הגנטי האנושי (של בני האדם) ולזהות בהם את תפקידי אזורי הגנים השונים.
פרויקט הגנום האנושי הוא נדבך חשוב ביותר להבנה כוללת של החומר התורשתי שבגוף האנושי. הוא מסייע ללימוד החומר התורשתי, מבחינת רצף הגנים האנושיים, האופן שבו פועלת התורשה, השוני והדמיון הגנטי והתורשתי בין אנשים ואוכלוסיות שונות, תפקידי הגנים השונים ורצפים ייחודיים בגוף האדם ועוד.
כשהפרויקט הסתיים בהצלחה בשנת 2006 ופורסם הרצף של הגנום האנושי, הסתבר שלא כל הציפיות התממשו.
מה לא התממש?
חלק גדול מהשאיפות המחקריות הגדולות לא התממש עדיין, ביניהן הרצון להבין טוב יותר כיצד פועל התא האנושי, היכולת לזהות את האופן שבו פועלות מחלות תורשתיות ועוד. גם אם אנו יודעים לקרוא את הרצף הגנטי - נראה שהבנת הגנום האנושי באופן מלא עדיין רחוקה למדי.
כך רוצף הגנום האנושי (מתורגם):
https://youtu.be/AhsIF-cmoQQ
פרויקט גנום האדם:
http://youtu.be/z79sg1ojT0E
וסרטון תיעודי על פרויקט מיפוי גנום האדם:
https://youtu.be/nhoEvAY0ToM?long=yes
אחד הפרויקטים השאפתניים ביותר בתולדות המדע הוא פרויקט הגנום האנושי (Human Genome Project). במסגרת פרויקט בינלאומי זה, שהובל על ידי המעצמות בראשות ארצות הברית, נסרקו כל הכרומוזומים של כמה בני אדם ורצפי ה-DNA שלהם. בסיומו המוצלח רוצפו לראשונה כל 25-20 אלף הגנים של הגנום האנושי וכשלושה מיליארדי הבסיסים שמרכיבים אותו.
סיום הפרויקט סימן את הצלחת המאמץ המדעי, ששאף לקבוע את הרצף הבסיסי של הקוד הגנטי האנושי (של בני האדם) ולזהות בהם את תפקידי אזורי הגנים השונים.
פרויקט הגנום האנושי הוא נדבך חשוב ביותר להבנה כוללת של החומר התורשתי שבגוף האנושי. הוא מסייע ללימוד החומר התורשתי, מבחינת רצף הגנים האנושיים, האופן שבו פועלת התורשה, השוני והדמיון הגנטי והתורשתי בין אנשים ואוכלוסיות שונות, תפקידי הגנים השונים ורצפים ייחודיים בגוף האדם ועוד.
כשהפרויקט הסתיים בהצלחה בשנת 2006 ופורסם הרצף של הגנום האנושי, הסתבר שלא כל הציפיות התממשו.
מה לא התממש?
חלק גדול מהשאיפות המחקריות הגדולות לא התממש עדיין, ביניהן הרצון להבין טוב יותר כיצד פועל התא האנושי, היכולת לזהות את האופן שבו פועלות מחלות תורשתיות ועוד. גם אם אנו יודעים לקרוא את הרצף הגנטי - נראה שהבנת הגנום האנושי באופן מלא עדיין רחוקה למדי.
כך רוצף הגנום האנושי (מתורגם):
https://youtu.be/AhsIF-cmoQQ
פרויקט גנום האדם:
http://youtu.be/z79sg1ojT0E
וסרטון תיעודי על פרויקט מיפוי גנום האדם:
https://youtu.be/nhoEvAY0ToM?long=yes
כיצד משמש הדנ"א בארכיאולוגיה?
מדע הארכיאולוגיה (Archaeology) נעזר כיום יותר ויותר במחקריו, בתחום מדעי שנקרא ארכאוגנטיקה, שבו ממצים דנ"א מפריטים וחומרים שנמצאו במחקר ארכיאולוגי.
תחום זה נובע מפָּלֵאוגנטיקה, תחום העוסק בחקר הדנ"א ובבחינה מדעית של גנים מאורגניזמים קדומים. החוקרים משתמשים בשרידי בני-אדם, צמחים ובעלי-חיים קדומים. את הדנ"א ממצים החוקרים מתוך דגימות עתיקות של תאים מתים, מתוך מומיות, רקמות משומרותו עצמות מאובנות.
הארכאוגנטיקה מאפשרת למצות את הדנ"א מסביבתם של הקדמונים הללו, גם אם לא נמצאו שרידים שלהם עצמם.
שימוש בדגימות DNA עתיק מאפשר לענות על מגוון רחב של שאלות מדעיות. כך התגלה, למשל, מין בלתי מוכר של אדם קדמון, בן 150 אלף שנים, על ידי חקר של רוק קדמוני.
במקרה פלאוגנטי נוסף, גילו באמצעות מחקר דנ"א, ששלד של לוחם ויקינגי, שנחשב לגבר-גבר, בזכות כלי הנשק הרבים שנקברו איתו, הוא בעצם שלד של לוחמת. זו הייתה אישה, שאלמלא בחינת ה-DNA מעצם רגל ומשן שלה, איש לא היה משער שהיא אישה.
מחקר הדנ"א מאפשר לבדוק לעומק לא מעט דברים, שאינם נגישים לחוקרים בשום דרך ידועה אחרת. מי היה מסוגל לחקור שינויים בהרכב אוכלוסיית מצרים העתיקה, בלא היכולת להפיק DNA ממומיות בנות אלפי שנים ולחקור אותו באמצעים מודרניים?
היכולת של ארכאוגנטיקאים לבודד דנ"א של בני אדם קדמונים מתוך עפר שנלקח ממערות, או למצותו משרידים של כלי אוכל שנמצאו בחפירות, היא כלי מחקרי מצוין, שמאפשר ללמוד המון על מי שחיו ופעלו באתרים אלו, בימי קדם. השילוב בין הסקרנות המדעית והטכנולוגיות החדשות, יפתח בעתיד פתח לשיטות מחקר מהפכניות, שיאפשרו לנו ללמוד ולגלות דברים מפתיעים על התפתחות העולם, החיים בו והמין האנושי.
כך נעזרים בדנ"א שנמצא על ממצאים כדי ללמוד על תזונת אבותינו (עברית):
https://youtu.be/N1r8nXiHsOc
וכך לומדים אנתרופולוגיה והיסטוריה של הקדמונים מעצמותיהם שנמצאות בחפירות (עברית):
https://youtu.be/_Sj80cLgdUQ
מדע הארכיאולוגיה (Archaeology) נעזר כיום יותר ויותר במחקריו, בתחום מדעי שנקרא ארכאוגנטיקה, שבו ממצים דנ"א מפריטים וחומרים שנמצאו במחקר ארכיאולוגי.
תחום זה נובע מפָּלֵאוגנטיקה, תחום העוסק בחקר הדנ"א ובבחינה מדעית של גנים מאורגניזמים קדומים. החוקרים משתמשים בשרידי בני-אדם, צמחים ובעלי-חיים קדומים. את הדנ"א ממצים החוקרים מתוך דגימות עתיקות של תאים מתים, מתוך מומיות, רקמות משומרותו עצמות מאובנות.
הארכאוגנטיקה מאפשרת למצות את הדנ"א מסביבתם של הקדמונים הללו, גם אם לא נמצאו שרידים שלהם עצמם.
שימוש בדגימות DNA עתיק מאפשר לענות על מגוון רחב של שאלות מדעיות. כך התגלה, למשל, מין בלתי מוכר של אדם קדמון, בן 150 אלף שנים, על ידי חקר של רוק קדמוני.
במקרה פלאוגנטי נוסף, גילו באמצעות מחקר דנ"א, ששלד של לוחם ויקינגי, שנחשב לגבר-גבר, בזכות כלי הנשק הרבים שנקברו איתו, הוא בעצם שלד של לוחמת. זו הייתה אישה, שאלמלא בחינת ה-DNA מעצם רגל ומשן שלה, איש לא היה משער שהיא אישה.
מחקר הדנ"א מאפשר לבדוק לעומק לא מעט דברים, שאינם נגישים לחוקרים בשום דרך ידועה אחרת. מי היה מסוגל לחקור שינויים בהרכב אוכלוסיית מצרים העתיקה, בלא היכולת להפיק DNA ממומיות בנות אלפי שנים ולחקור אותו באמצעים מודרניים?
היכולת של ארכאוגנטיקאים לבודד דנ"א של בני אדם קדמונים מתוך עפר שנלקח ממערות, או למצותו משרידים של כלי אוכל שנמצאו בחפירות, היא כלי מחקרי מצוין, שמאפשר ללמוד המון על מי שחיו ופעלו באתרים אלו, בימי קדם. השילוב בין הסקרנות המדעית והטכנולוגיות החדשות, יפתח בעתיד פתח לשיטות מחקר מהפכניות, שיאפשרו לנו ללמוד ולגלות דברים מפתיעים על התפתחות העולם, החיים בו והמין האנושי.
כך נעזרים בדנ"א שנמצא על ממצאים כדי ללמוד על תזונת אבותינו (עברית):
https://youtu.be/N1r8nXiHsOc
וכך לומדים אנתרופולוגיה והיסטוריה של הקדמונים מעצמותיהם שנמצאות בחפירות (עברית):
https://youtu.be/_Sj80cLgdUQ
איך נקבע מינו של התינוק ומי קובע אותו?
כמעט בכל תא בגוף האנושי נמצאים 23 זוגות הכרומוזומים (Chromosomes) שלנו. בכרומוזומים האלה שמורות התכונות התורשתיות שכל אחד מאיתנו קיבל מהוריו.
הגנים, שמרוכזים בתוך הכרומוזומים הללו הם שמכילים את כל ההוראות ליצירת בני אדם חדשים.
#זוכרים את ה"כמעט בכל תא" מקודם?
יופי, כי יש שני סוגי תאים שאין בהם את כל הכרומוזומים. אלו הם תאי הזרע של הזכר ותאי הביצית של הנקבה. התאים אלה מכילים רק מחצית מכל זוג כרומוזומים. יש לכך סיבה. רק ברגע ההפריה, כשיפגוש תא הזרע של הגבר את תא הביצית של האישה, אז תיווצר מערכת כרומוזומים מלאה שתהיה הבסיס לילד, כלומר תינוק חדש, או במקרים מסוימים אפילו בסיס לכמה ילדים, כמו תאומים, שלישיה וכך הלאה.
למעשה, שאר ה-22 מתוך 23 זוגות הכרומוזומים שלנו הם כה דומים, עד שאפשר אפילו להחליף ביניהם קטעים, בלי שום בעיות.
#מה קובע את מין הילוד?
זוג הכרומוזומים ה-23 הוא הסיפור. נהוג לקרוא לו "כרומוזום המין" ואחד הדברים הבסיסיים, כנראה העובדה הידועה ביותר בביולוגיה של האדם היא שבזוג הזה של בכרומוזומים נקבע מינו של העובר - האם יהיה זכר או נקבה.
כרומוזומי ה-23 של הזכר והנקבה שונים מאוד זה מזה. כמעט תמיד לנקבות יש בכרומוזום המין שני עותקים של איקס (XX) ולזכרים יש X אחד ו-Y אחד (XY).
היחס בין ה-X וה-Y של השניים הוא זה שיקבע אם התינוק יהיה זכר או נקבה. או שהאיקס של הזכר יפגוש X של הנקבה והעובר יהיה נקבה (XX), או שה-Y שלו הוא שיפגוש את ה-X שלה ויווצר זכר (XY).
#אז מי קובע את מין היילוד - אימא או אבא?
במשך אלפי שנים האשימו גברים את האם שלא ילדה להם בן יורש. אבל המדע יודע להסתמך על נתונים והנה הממצאים, שחבל שהנרי השמיני, מלך אנגליה, לא ידע לפני שנפטר מנשותיו בזו אחר זו, כי לא הולידה לו יורש:
בכל זוג כרומוזומים כזה יש לנו כרומוזום אחד שקיבלנו מאבא שלנו וכרומוזום שהורישה לנו אימא. אבל האב הוא למעשה מי ש"קובע" את מין היילוד.
למה? - כי תאי הזרע הגבריים נושאים את שני הכרומוזומים, גם X וגם Y, כלומר (XY). הביצית של האם, לעומת זאת, נושאת שני כרומוזומים זהים - שני כרומוזומי X. כלומר (XX).
לכן אם צירוף הכרומוזומים הספרייה יהיה X של האב ו-X שהאם תורמת בכל מקרה, התינוק יהיה... נכון, בת. במקרה ההפוך שכרומוזום ה-Y של האב הוא שיופרה עם ה-X הקבוע של האם, התינוק יהיה... הוא... היא... בן!
הכרומוזומים של האם, אגב, הם שאחראית ל"תחנות הכוח" שנותנות לגוף אנרגיה. לא סתם האם היא כה משמעותית בחיינו כבני אדם וגם ביונקים אחרים.
על חוקי התורשה (עברית):
https://youtu.be/Astv7HswZLc
כך יוצרים הגֵנים, הכרומוזומים והדנ"א את האנשים שאנחנו (מתורגם):
https://youtu.be/xQ4NkuZtMwg
ותהליך ההפרייה המסעיר (מתורגם):
https://youtu.be/CsHAKD56HeU
כמעט בכל תא בגוף האנושי נמצאים 23 זוגות הכרומוזומים (Chromosomes) שלנו. בכרומוזומים האלה שמורות התכונות התורשתיות שכל אחד מאיתנו קיבל מהוריו.
הגנים, שמרוכזים בתוך הכרומוזומים הללו הם שמכילים את כל ההוראות ליצירת בני אדם חדשים.
#זוכרים את ה"כמעט בכל תא" מקודם?
יופי, כי יש שני סוגי תאים שאין בהם את כל הכרומוזומים. אלו הם תאי הזרע של הזכר ותאי הביצית של הנקבה. התאים אלה מכילים רק מחצית מכל זוג כרומוזומים. יש לכך סיבה. רק ברגע ההפריה, כשיפגוש תא הזרע של הגבר את תא הביצית של האישה, אז תיווצר מערכת כרומוזומים מלאה שתהיה הבסיס לילד, כלומר תינוק חדש, או במקרים מסוימים אפילו בסיס לכמה ילדים, כמו תאומים, שלישיה וכך הלאה.
למעשה, שאר ה-22 מתוך 23 זוגות הכרומוזומים שלנו הם כה דומים, עד שאפשר אפילו להחליף ביניהם קטעים, בלי שום בעיות.
#מה קובע את מין הילוד?
זוג הכרומוזומים ה-23 הוא הסיפור. נהוג לקרוא לו "כרומוזום המין" ואחד הדברים הבסיסיים, כנראה העובדה הידועה ביותר בביולוגיה של האדם היא שבזוג הזה של בכרומוזומים נקבע מינו של העובר - האם יהיה זכר או נקבה.
כרומוזומי ה-23 של הזכר והנקבה שונים מאוד זה מזה. כמעט תמיד לנקבות יש בכרומוזום המין שני עותקים של איקס (XX) ולזכרים יש X אחד ו-Y אחד (XY).
היחס בין ה-X וה-Y של השניים הוא זה שיקבע אם התינוק יהיה זכר או נקבה. או שהאיקס של הזכר יפגוש X של הנקבה והעובר יהיה נקבה (XX), או שה-Y שלו הוא שיפגוש את ה-X שלה ויווצר זכר (XY).
#אז מי קובע את מין היילוד - אימא או אבא?
במשך אלפי שנים האשימו גברים את האם שלא ילדה להם בן יורש. אבל המדע יודע להסתמך על נתונים והנה הממצאים, שחבל שהנרי השמיני, מלך אנגליה, לא ידע לפני שנפטר מנשותיו בזו אחר זו, כי לא הולידה לו יורש:
בכל זוג כרומוזומים כזה יש לנו כרומוזום אחד שקיבלנו מאבא שלנו וכרומוזום שהורישה לנו אימא. אבל האב הוא למעשה מי ש"קובע" את מין היילוד.
למה? - כי תאי הזרע הגבריים נושאים את שני הכרומוזומים, גם X וגם Y, כלומר (XY). הביצית של האם, לעומת זאת, נושאת שני כרומוזומים זהים - שני כרומוזומי X. כלומר (XX).
לכן אם צירוף הכרומוזומים הספרייה יהיה X של האב ו-X שהאם תורמת בכל מקרה, התינוק יהיה... נכון, בת. במקרה ההפוך שכרומוזום ה-Y של האב הוא שיופרה עם ה-X הקבוע של האם, התינוק יהיה... הוא... היא... בן!
הכרומוזומים של האם, אגב, הם שאחראית ל"תחנות הכוח" שנותנות לגוף אנרגיה. לא סתם האם היא כה משמעותית בחיינו כבני אדם וגם ביונקים אחרים.
על חוקי התורשה (עברית):
https://youtu.be/Astv7HswZLc
כך יוצרים הגֵנים, הכרומוזומים והדנ"א את האנשים שאנחנו (מתורגם):
https://youtu.be/xQ4NkuZtMwg
ותהליך ההפרייה המסעיר (מתורגם):
https://youtu.be/CsHAKD56HeU
מהם הכרומוזומים שמאחסנים בתוכם את הדנ"א?
בכל תא אנושי נמצאים הכרומוזומים (באנגלית: Chromosome). אלו 23 זוגות של מולקולות ענקיות וארוכות של DNA וחלבונים.
בסך הכל יש לנו 46 כרומוזומים. המרכיב החיוני שמצוי בהם הוא הדנ"א (DNA), החומר התורשתי של כל היצורים החיים. שרשראות הדנ"א הללו מחזיקות את סוד החיים שלנו.
#מה הפירוש של סוד החיים שבכרומוזומים?
סוד חיינו הזה הוא, אם תרצו, מערכת ההפעלה של הגוף שלנו. כמו שבמחשב יש מערכת הפעלה המריצה אותו, גם לגוף יש כזו. בגוף היא כוללת את הוראות תחזוקת הגוף ותיקונו את עצמו, כשכל ההוראות הללו מקודדות במעין צופן כימי.
#מאיפה הכרומוזומים יודעים לנהל כך את הגוף החי?
כל כרומוזום כזה מכיל מאות או אלפי גֵנים, מעין הנחיות מוצפנות בקידוד אבולוציוני, כמו שורות קוד במערכת ההפעלה התורשתית שבכרומוזומים.
זה מנגנון מטורף שהתפתח לאורך מיליוני שנות אבולוציה ומנוהל באמצעות חומרים כימיים שבתוך הגוף.
הגֵנים הללו שהכרומוזומים מכילים מאחסנים בתוכם את התכונות התורשתיות שכל ילד קיבל מהוריו. בכל זוג כרומוזומים כזה יש לנו כרומוזום אחד שקיבלנו מאבא שלנו וכרומוזום שהורישה לנו אימא.
למעשה, הכרומוזומים האלה נמצאים בגרעין של כל אחד מהתאים שבגופנו.
#כרומוזומים יש גם בבעלי חיים אחרים
לכל אורגניזם ובעל חיים יש כרומוזומים בגודל אחר, בעלי גנים אחרים וייחודיים או כאלה שמופיעים בצורות שונות (יש צורת כרומוזומים לינארית, כלומר ישרה ויש צורה מעגלית).
לבעלי חיים שונים וליצורים חיים אחרים יש מספר שונה של כרומוזומים בגוף, אבל העיקרון דומה.
הנה סרטון שמתאר את הכרומוזומים שבגוף האנושי ואצל יצורים חיים נוספים (מתורגם):
http://youtu.be/POAFVHv7QPI
בכל תא אנושי נמצאים הכרומוזומים (באנגלית: Chromosome). אלו 23 זוגות של מולקולות ענקיות וארוכות של DNA וחלבונים.
בסך הכל יש לנו 46 כרומוזומים. המרכיב החיוני שמצוי בהם הוא הדנ"א (DNA), החומר התורשתי של כל היצורים החיים. שרשראות הדנ"א הללו מחזיקות את סוד החיים שלנו.
#מה הפירוש של סוד החיים שבכרומוזומים?
סוד חיינו הזה הוא, אם תרצו, מערכת ההפעלה של הגוף שלנו. כמו שבמחשב יש מערכת הפעלה המריצה אותו, גם לגוף יש כזו. בגוף היא כוללת את הוראות תחזוקת הגוף ותיקונו את עצמו, כשכל ההוראות הללו מקודדות במעין צופן כימי.
#מאיפה הכרומוזומים יודעים לנהל כך את הגוף החי?
כל כרומוזום כזה מכיל מאות או אלפי גֵנים, מעין הנחיות מוצפנות בקידוד אבולוציוני, כמו שורות קוד במערכת ההפעלה התורשתית שבכרומוזומים.
זה מנגנון מטורף שהתפתח לאורך מיליוני שנות אבולוציה ומנוהל באמצעות חומרים כימיים שבתוך הגוף.
הגֵנים הללו שהכרומוזומים מכילים מאחסנים בתוכם את התכונות התורשתיות שכל ילד קיבל מהוריו. בכל זוג כרומוזומים כזה יש לנו כרומוזום אחד שקיבלנו מאבא שלנו וכרומוזום שהורישה לנו אימא.
למעשה, הכרומוזומים האלה נמצאים בגרעין של כל אחד מהתאים שבגופנו.
#כרומוזומים יש גם בבעלי חיים אחרים
לכל אורגניזם ובעל חיים יש כרומוזומים בגודל אחר, בעלי גנים אחרים וייחודיים או כאלה שמופיעים בצורות שונות (יש צורת כרומוזומים לינארית, כלומר ישרה ויש צורה מעגלית).
לבעלי חיים שונים וליצורים חיים אחרים יש מספר שונה של כרומוזומים בגוף, אבל העיקרון דומה.
הנה סרטון שמתאר את הכרומוזומים שבגוף האנושי ואצל יצורים חיים נוספים (מתורגם):
http://youtu.be/POAFVHv7QPI
האם בעתיד נוכל להפוך חיידקים לכונן קשיח?
הכונן הקשיח הוא טכנולוגיה משתנה שהולכת ומתקדמת לשכלול בלתי נתפס. אבל הוא מוגבל בנפח הנתונים שהוא מסוגל לשמור. האינפורמציה בעולם ממלאת כיום מעל 50 מיליארד כוננים קשיחים. מסתבר שאת כל המידע העצום הזה ניתן יהיה לדחוס בקלות לתוך 300 גרם של דנ"א!
היות ודנ"א הוא זיכרון ביולוגי ששורד מאות אלפי שנים, יש חוקרים שמבטיחים שאם נמתין עוד מעט, יתכן שנזכה לראות כוננים ביולוגיים (Biological drive) המבוססים על חיידקים שישמשו לאחסון מידע, בכמויות ובשרידות חסרי-תקדים. להמחשת היכולות של טכנולוגיה כזו - בשנת 2012 הצליחו באוניברסיטת הרווארד לאחסן 704TB של מידע בגרם אחד של DNA.
מדענים מבטיחים זה כמה שנים שחיידקי אי-קולי, אותם חיידקים שלרוב לא נרצה לפגוש בחומוס שלנו, יוכלו להיות, החזיקו חזק, הכונן הקשיח שלנו. הרעיון הפשוט הוא להנדס גנטית את חיידקי האי-קולי, כך שיתאפשר "לרשום" ברצף הדנ"א של החיידקים את המידע הדיגיטלי שלנו, ממש כמו שמשתמשים כיום בכונן קשיח. אלא שבמקום 0 ו-1 כמו במדיה דיגיטלית, ישמשו אותנו לרישום נוקלאוטידים, שרשרות רצף של האותיות T A C ו-G שיש בדי אן איי של החיידקים הללו.
כמובן שלצורך כמויות המידע הנדרשות לנו ישמשו חיידקים רבים ולא אחד. על כל אחד מהם יירשם חלק זעיר במידע שנאגור עליו, כשביחד יוכלו טריליוני חיידקים להיות אמצעי איחסון עצום בנפח האחסון שלו, אך לא גדול בממדיו.
נוסף לכתיבת המידע על החיידקים, יש גם צורך ביכולות לקרוא לאחר מכן את הנתונים שנרשמו עליהם, כדי להשתמש בהם שוב. לפענוח הנתונים שאגרנו על חיידקי האי. קולי וכדי לעשות שימוש באותו מידע שנשמר על ה"דיסק החיידקי" המדהים הזה, יידרש פענוח הגנום של החיידקים והמרתו לאופן הסידור המקורי של הנתונים. זו לא משימה קלה, אך בהתחשב בכך שפענוח הגנום האנושי כבר הסתיים, יש סיכוי שעוד בחיינו נזכה לראות כונן חיידקי חי שכזה..
ב-2013 דיווח הוול סטריט ג'ורנל שמדענים הצליחו לאחסן בגדילי DNA הקלטה של "יש לי חלום", נאומו המפורסם של מרטין לותר קינג, כמו גם תמונה, מאמר מדעי ואת הטקסט של כל 154 הסונטות של שייקספיר. לאחר מכן הצליחו החוקרים לקרוא את המידע בחזרה, בדיוק שמתקרב ל-100%. גם חברת מיקרוסופט כבר הצליחה בעבר, לשמור קבצי מוסיקה על מחרוזות DNA, מה שללא ספק נותן ממד חדש למושגים כמו "אוזן מוזיקלית" או "פרפרים בראש"...
הנה האפשרות לאחסן מידע ב-DNA (מתורגם):
https://youtu.be/r8qWc9X4f6k
זו הטכנולוגיה שתאפשר שמירת נתונים על דנ"א של חיידקים:
https://youtu.be/_O-kLA3uEyA
כך יוכלו חיידקים לשמש לאיחסון מידע:
https://youtu.be/vJfcR6SQYmo
כוננים ביולוגיים הם מעבר לפינה:
https://youtu.be/dNtVWPaOzho
מדענים מספרים על המחקר בתחום:
https://youtu.be/BgOlfRcsowI
הפיתוחים הללו התחילו כבר לפני עשרות שנים:
https://youtu.be/FKdtmOjxiHw
הכונן הקשיח הוא טכנולוגיה משתנה שהולכת ומתקדמת לשכלול בלתי נתפס. אבל הוא מוגבל בנפח הנתונים שהוא מסוגל לשמור. האינפורמציה בעולם ממלאת כיום מעל 50 מיליארד כוננים קשיחים. מסתבר שאת כל המידע העצום הזה ניתן יהיה לדחוס בקלות לתוך 300 גרם של דנ"א!
היות ודנ"א הוא זיכרון ביולוגי ששורד מאות אלפי שנים, יש חוקרים שמבטיחים שאם נמתין עוד מעט, יתכן שנזכה לראות כוננים ביולוגיים (Biological drive) המבוססים על חיידקים שישמשו לאחסון מידע, בכמויות ובשרידות חסרי-תקדים. להמחשת היכולות של טכנולוגיה כזו - בשנת 2012 הצליחו באוניברסיטת הרווארד לאחסן 704TB של מידע בגרם אחד של DNA.
מדענים מבטיחים זה כמה שנים שחיידקי אי-קולי, אותם חיידקים שלרוב לא נרצה לפגוש בחומוס שלנו, יוכלו להיות, החזיקו חזק, הכונן הקשיח שלנו. הרעיון הפשוט הוא להנדס גנטית את חיידקי האי-קולי, כך שיתאפשר "לרשום" ברצף הדנ"א של החיידקים את המידע הדיגיטלי שלנו, ממש כמו שמשתמשים כיום בכונן קשיח. אלא שבמקום 0 ו-1 כמו במדיה דיגיטלית, ישמשו אותנו לרישום נוקלאוטידים, שרשרות רצף של האותיות T A C ו-G שיש בדי אן איי של החיידקים הללו.
כמובן שלצורך כמויות המידע הנדרשות לנו ישמשו חיידקים רבים ולא אחד. על כל אחד מהם יירשם חלק זעיר במידע שנאגור עליו, כשביחד יוכלו טריליוני חיידקים להיות אמצעי איחסון עצום בנפח האחסון שלו, אך לא גדול בממדיו.
נוסף לכתיבת המידע על החיידקים, יש גם צורך ביכולות לקרוא לאחר מכן את הנתונים שנרשמו עליהם, כדי להשתמש בהם שוב. לפענוח הנתונים שאגרנו על חיידקי האי. קולי וכדי לעשות שימוש באותו מידע שנשמר על ה"דיסק החיידקי" המדהים הזה, יידרש פענוח הגנום של החיידקים והמרתו לאופן הסידור המקורי של הנתונים. זו לא משימה קלה, אך בהתחשב בכך שפענוח הגנום האנושי כבר הסתיים, יש סיכוי שעוד בחיינו נזכה לראות כונן חיידקי חי שכזה..
ב-2013 דיווח הוול סטריט ג'ורנל שמדענים הצליחו לאחסן בגדילי DNA הקלטה של "יש לי חלום", נאומו המפורסם של מרטין לותר קינג, כמו גם תמונה, מאמר מדעי ואת הטקסט של כל 154 הסונטות של שייקספיר. לאחר מכן הצליחו החוקרים לקרוא את המידע בחזרה, בדיוק שמתקרב ל-100%. גם חברת מיקרוסופט כבר הצליחה בעבר, לשמור קבצי מוסיקה על מחרוזות DNA, מה שללא ספק נותן ממד חדש למושגים כמו "אוזן מוזיקלית" או "פרפרים בראש"...
הנה האפשרות לאחסן מידע ב-DNA (מתורגם):
https://youtu.be/r8qWc9X4f6k
זו הטכנולוגיה שתאפשר שמירת נתונים על דנ"א של חיידקים:
https://youtu.be/_O-kLA3uEyA
כך יוכלו חיידקים לשמש לאיחסון מידע:
https://youtu.be/vJfcR6SQYmo
כוננים ביולוגיים הם מעבר לפינה:
https://youtu.be/dNtVWPaOzho
מדענים מספרים על המחקר בתחום:
https://youtu.be/BgOlfRcsowI
הפיתוחים הללו התחילו כבר לפני עשרות שנים:
https://youtu.be/FKdtmOjxiHw
מהו ריצוף הגנום האנושי ומה חשיבותו בעתיד?
בתחילת המאה ה-21 השלימו החוקרים את אחת המשימות המורכבות והחשובות בתולדות המדע. המדענים חלמו להבין את רצף זוגות הבסיסים שמהם מורכב ה-DNA של האדם. לשם כך הם נטלו על עצמם את המשימה הלא פשוטה, של ריצוף הגנום האנושי (DNA sequencing).
דנ"א, אנחנו יודעים, אלה מחרוזות ארוכות של מולקולות, המיוצגים באותיות C, A, T ו-G ובהם מאוחסנים המרכיבים של כל איבר ותכונה בגופנו - אבל מהו ריצוף דנ"א?
ריצוף הגנום האנושי, או ריצוף דנ"א (DNA sequencing) הוא המיזם הביולוגי השיתופי הגדול בהיסטוריה. השם מעורר ההשראה שלו הוא למעשה "פרויקט גנום האדם".
הפרויקט הזה היה מהלך מדעי מורכב שבו התגייסה הקהילה המדעית כולה, עם ביולוגים רבים מכל העולם, לזיהוי ומיפוי של כל הגנים בגנום האנושי ובזיהוי תפקידיהם.
לשונית אגב, ריצוף הגנום האנושי היה צריך להיקרא הַרְצָפָה של הגנום האנושי.
מבחינה מדעית התהליך נועד לקבוע מהו סדר הבסיסים של הדנ"א, בלועזית נוקלאוטידים, בקטע של דנ"א או רנ"א. רק שנבין - הדנ"א שלנו מורכב מכ-3 מיליארד בסיסים כאלה.
מטרת ריצוף הדנ"א היתה לפצח את סוד המורכבות האנושית בתחום הביולוגי שלה. היא צלחה לאחר השקעה של כ-2 מיליארד דולר
במהלך פיצוח הדנ"א של המין האנושי זוהו ורוצפו כ-25,000 גנים אנושיים. חשיבות התהליך הביא לפיתוחן של שיטות לריצוף מהיר של מקטעי דנ"א ארוכים. ובכל זאת, השיטת הנפוצה יותר, זו שבה נקבעו מרבית הרצפים הגנטיים שהמדע מכיר כיום בדנ"א, מאפשרת קריאת מקטעים קצרים יחסית, לרוב פחות מ-1000 נוקלאוטידים.
מקטעים ארוכים יותר רוצפו על ידי המדענים באמצעות חלוקה של ה-DNA למקטעים קצרים וחופפים בקצוות והרכבה לרצף ארוך, בתום הריצוף של כל אחד בנפרד ובאמצעות הקטעים החופפים.
בדיעבד, אגב, הסתבר שהייתה הגזמה אדירה בתקווה שמיפוי הדנ"א האנושי יאפשר למדע לגלות את כל סודות המין האנושי. זו כנראה הייתה תקוות שווא שהופרכה. ההשפעה של הסביבה החיצונית עלינו היא כה גדולה, שאין סיכוי להסיק מהדנ"א של בן אדם מה יהיו תכונותיו המדויקות, כמו האופי, דרך הגובה או אפילו העתיד הבריאותי שלו.
את הכיוון הזה, אגב, גילה עשרות שנים לפני כן מדע הפסיכולוגיה - בוויכוח העתיק שבין גנטיקה וסביבה, באשר לגורם שיוצר את אופיו של האדם. התשובה גם שם הייתה גם וגם.
במילים אחרות, כמו שאין די בשונות הגנטית כשלעצמה כדי להסביר הבדלים בין אורגניזמים השונים זה מזה לגמרי, כמו חתול ודג, נראה שלא ניתן להסביר את השונות הפיזיולוגית והתפקודית של יצורים, גם אם הגנום שלהם דומה ואפילו מאוד.
הנה ריצוף הגנום האנושי:
https://youtu.be/ONGdehkB8jU
ריצוף דנ"א (מתורגם):
https://youtu.be/MvuYATh7Y74
והסבר של הדנ"א וכיצד הוא פועל (מתורגם):
https://youtu.be/zwibgNGe4aY
בתחילת המאה ה-21 השלימו החוקרים את אחת המשימות המורכבות והחשובות בתולדות המדע. המדענים חלמו להבין את רצף זוגות הבסיסים שמהם מורכב ה-DNA של האדם. לשם כך הם נטלו על עצמם את המשימה הלא פשוטה, של ריצוף הגנום האנושי (DNA sequencing).
דנ"א, אנחנו יודעים, אלה מחרוזות ארוכות של מולקולות, המיוצגים באותיות C, A, T ו-G ובהם מאוחסנים המרכיבים של כל איבר ותכונה בגופנו - אבל מהו ריצוף דנ"א?
ריצוף הגנום האנושי, או ריצוף דנ"א (DNA sequencing) הוא המיזם הביולוגי השיתופי הגדול בהיסטוריה. השם מעורר ההשראה שלו הוא למעשה "פרויקט גנום האדם".
הפרויקט הזה היה מהלך מדעי מורכב שבו התגייסה הקהילה המדעית כולה, עם ביולוגים רבים מכל העולם, לזיהוי ומיפוי של כל הגנים בגנום האנושי ובזיהוי תפקידיהם.
לשונית אגב, ריצוף הגנום האנושי היה צריך להיקרא הַרְצָפָה של הגנום האנושי.
מבחינה מדעית התהליך נועד לקבוע מהו סדר הבסיסים של הדנ"א, בלועזית נוקלאוטידים, בקטע של דנ"א או רנ"א. רק שנבין - הדנ"א שלנו מורכב מכ-3 מיליארד בסיסים כאלה.
מטרת ריצוף הדנ"א היתה לפצח את סוד המורכבות האנושית בתחום הביולוגי שלה. היא צלחה לאחר השקעה של כ-2 מיליארד דולר
במהלך פיצוח הדנ"א של המין האנושי זוהו ורוצפו כ-25,000 גנים אנושיים. חשיבות התהליך הביא לפיתוחן של שיטות לריצוף מהיר של מקטעי דנ"א ארוכים. ובכל זאת, השיטת הנפוצה יותר, זו שבה נקבעו מרבית הרצפים הגנטיים שהמדע מכיר כיום בדנ"א, מאפשרת קריאת מקטעים קצרים יחסית, לרוב פחות מ-1000 נוקלאוטידים.
מקטעים ארוכים יותר רוצפו על ידי המדענים באמצעות חלוקה של ה-DNA למקטעים קצרים וחופפים בקצוות והרכבה לרצף ארוך, בתום הריצוף של כל אחד בנפרד ובאמצעות הקטעים החופפים.
בדיעבד, אגב, הסתבר שהייתה הגזמה אדירה בתקווה שמיפוי הדנ"א האנושי יאפשר למדע לגלות את כל סודות המין האנושי. זו כנראה הייתה תקוות שווא שהופרכה. ההשפעה של הסביבה החיצונית עלינו היא כה גדולה, שאין סיכוי להסיק מהדנ"א של בן אדם מה יהיו תכונותיו המדויקות, כמו האופי, דרך הגובה או אפילו העתיד הבריאותי שלו.
את הכיוון הזה, אגב, גילה עשרות שנים לפני כן מדע הפסיכולוגיה - בוויכוח העתיק שבין גנטיקה וסביבה, באשר לגורם שיוצר את אופיו של האדם. התשובה גם שם הייתה גם וגם.
במילים אחרות, כמו שאין די בשונות הגנטית כשלעצמה כדי להסביר הבדלים בין אורגניזמים השונים זה מזה לגמרי, כמו חתול ודג, נראה שלא ניתן להסביר את השונות הפיזיולוגית והתפקודית של יצורים, גם אם הגנום שלהם דומה ואפילו מאוד.
הנה ריצוף הגנום האנושי:
https://youtu.be/ONGdehkB8jU
ריצוף דנ"א (מתורגם):
https://youtu.be/MvuYATh7Y74
והסבר של הדנ"א וכיצד הוא פועל (מתורגם):
https://youtu.be/zwibgNGe4aY
