עמוד הבית > מדעים > ביולוגיה
גליליאו : כתב עת למדע ומחשבה


תקציר
כיצד החלו החיים על פני כדור הארץ? לשאלה זו אין עדיין תשובה, אך ב- 1989 זכו שני מדענים בפרס נובל על גילוייה של מולקולה שעשויה להיות המפתח לפתרון. המאמר מתאר את המולוקולה:RNA שמתפקד גם כאנזים.



ריבוזים (אנזים RNA) שמכפיל את עצמו במבחנה
מחבר: דרור בר-ניר


איך החלו החיים על פני כדור הארץ? שאלה זו הטרידה רבות את צ'רלס דארווין והוא הקדיש לה מחשבה רבה. במהדורה הראשונה של ספרו "מוצא המינים" (משנת 1859), הוא התבטא בקיצור (בתרגום חופשי): "כנראה כל היצורים שאי פעם חיו על האדמה הזו הם צאצאים של צורה אחת קדומה, שבה הופחו החיים." במהדורות הבאות הרחיב דארווין בנושא, אך לא הביא כל מידע חדש. אך איך הופחו החיים באותו תא ראשוני, ומה הכיל בתוכו?

התשובות לשאלות אלו עדיין לא ידועות, אך ייתכן כי פריצת דרך שנעשתה במעבדה בקליפורניה מקרבת אותנו לתשובות.

RNA - חומצה ריבונוקלאית - היא פולימר שבנוי מארבעה נוקליאוטידים: אדנין, גואנין ציטוזין ואורציל. ל-RNA תפקידים רבים בכל סוגי התאים, רובם קשורים בייצור של חלבונים ובבקרת יצירתם. בנגיפים רבים הוא משמש כחומר תורשתי.

ב-1981 גילו תומאס צ'ק (Cech) וסידני אלטמן (Altman), שמולקולות RNA יכולות לשמש גם כאנזימים, תפקיד שיוחס עד אז רק לחלבונים. בזכות תגלית זו הם זכו בפרס נובל ב-1989. אנזימים מעניינים אלה כונו ריבוזימים, ולהם תפקידי מפתח רבים, בעיקר בסינתזת חלבונים בתאים. גילוי הריבוזימים והעובדה ש-RNA יכול לשמש גם כחומר תורשתי וגם כאנזים קטליטי, הובילו למחשבה המקובלת כיום שבתאים הראשונים היה רק RNA, ושה-DNA כחומר תורשתי והחלבונים כאנזימים הם תופעה מאוחרת יותר באבולוציה. במקביל, חיפשו המדענים את אותו RNA ראשוני שיכול לשכפל את עצמו - חומר זה היה הכרחי לאותו יצור חי, אם כי אין הוא כנראה מהות החיים.

טרייסי לינקון (Lincoln) וג'רלד ג'ויס (Joyce) ממכון סקריפס (Scripps) שבקליפורניה, הצליחו לייצר במעבדה שתי מולקולות RNA (מלאכותיות) שמכפילות אחת את השנייה ביעילות, בנוכחות ארבעת הנוקלאוטידים (אבני הבניין של ה-RNA), - תהליך המכונה הכפלה צולבת (cross replication).

החוקרים התחילו משתי מולקולות ששכפלו את עצמן ביעילות נמוכה, ותוך כדי מוטגנזה, גרימת שינויי נוקלאוטידים במקומות שונים, התבצעה ברירה טבעית למולקולות ששכפלו את עצמן ביעילות גבוהה יותר עד שבסופו של דבר המערכת הכפולה, המכונה R3C, שכפלה את עצמה ביעילות וללא הפסקה, כל עוד נותרו בתמיסה אבני הבניין של ה-RNA.

האם מערכת כזו של ריבוזים היתה החומר התורשתי הראשוני?

 

לקריאה נוספת
אריס פריי, כיצד התהוו החיים, "גלילאיו" 11, 1995.
אורן שולדינר – עולם ה-RNA – גלילאו 42, 2000.



אל האסופה רבייה3

ביבליוגרפיה:
כותר: ריבוזים (אנזים RNA) שמכפיל את עצמו במבחנה
מחבר: בר-ניר, דרור
תאריך: מרץ 2009 , גליון 127
שם כתב העת: גליליאו : כתב עת למדע ומחשבה
הוצאה לאור: SBC לבית מוטו תקשורת ולאתר IFEEL
הספרייה הוירטואלית מטח - המרכז לטכנולוגיה חינוכית