עמוד הבית > מדעים > ביולוגיה > גנטיקה
ספרית מעריב


תקציר
דנ"א יוצר רנ"א היוצר חלבון. אבל כיצד התחיל הכול? מהו מוצא החיים? הרי לא הדנ"א ולא החלבונים אינם יכולים ליצור את עצמם. מחקרים שנערכו לאחרונה רומזים כי התשובה עשויה להימצא במולקולה הממלאת עתה את תפקיד נער השליחויות: הרנ"א. אפשר שאיזה רנ"א פרימיטיבי היה המולקולה הראשונה של חיים אורגניים.



הגן הלכה למעשה : בראשית...
מחבר: קולין טאג'


הביולוגים המולקולריים הציגו תמונה של החיים כדו-שיח בין דנ"א לחלבונים - כשהרנ"א לסוגיו השונים משמש כמתווך. בלי הדנ"א המספק את הקוד, לא היו חלבונים; מכל מקום, לא מן הסוגים המסובכים, הניתנים לשכפול. בלי חלבונים, בדמות האנזימים המוציאים ומביאים, המאחים והמפרידים, לא ייתכן דנ"א, כי הדנ"א אינו יוצר את עצמו, ואינו יכול ליצור את עצמו.

טוב ויפה; קל מאוד להבין את התמונה הזאת. והיא גם מעודדת, במובן כללי, משום שדו-שיח פירושו שיתוף פעולה. הרעיון שהדנ"א והחלבון הופיעו בעת ובעונה אחת בתולדות העולם נראה מופרך מיסודו. הדעת נותנת שהם הופיעו בנפרד, ובתחילה התפתח ה"דו-שיח" ביניהם בדמות סימביוזה, כדרך שאצות ופטריות משתפות פעולה ויוצרות חזזית, לתועלת כל הנוגעים בדבר. נעים לחשוב על כך ששלב מוקדם ומכריע זה בהתפתחות החיים היה כרוך בסימביוזה. אפילו בעולם הכפוף לשליטת הברירה הטבעית, אין הטבע נוטף דם משיניו ומציפורניו, כפי שרבים נוהגים לתארו.

אבל יש קוץ באליה הזאת. לא הדנ"א ולא החלבונים אינם יכולים ליצור את עצמם. הכימאים יכולים להראות כיצד עשויות מולקולות דמויות נוקליאוטידים להיווצר ספונטנית בטבע, אבל היווצרותו הספונטנית של הדנ"א אינה אפשרית מבחינה תרמודינמית. הסינתזה חייבת להסתייע באנזימים המסוגלים לשאת אנרגיה ממקור אחר ולשתפה בתהליך. חומצות אמיניות יכולות להיווצר ספונטנית, אבל אין הן יכולות להתקשר יחדיו בדרכים שיש בהן כדי ליצור זרזים ביולוגיים ראויים לשמם. כיוון שכך, קל מאוד להבין את הדו-שיח, אבל קשה מאוד להבין כיצד קמו ונהיו השחקנים המשתתפים בו.

מחקרים שנערכו לאחרונה רומזים כי התשובה עשויה להימצא במולקולה הממלאת עתה, כמדומה, את תפקיד נער השליחויות: הרנ"א. כי כיום ברור שלפחות כמה מולקולות רנ"א יכולות לפעול לא רק כקוד, אלא גם כזרז. אכן, הרנ"א יכול למלא תפקיד של אנזים; והוא ממלא אותו במידה מסוימת, בהקשרים מסוימים, אפילו באורגניזמים מודרניים. בלי ספק, הרנ"א בצורתו המודרנית לא היה יכול להופיע ספונטנית בטבע; בדומה לחלבונים ולדנ"א, ההסתברות התרמודינמית לכך זעומה מדי. אבל המולקולה שאנו רואים כיום היא מולקולה שעברה אבולוציה מרובה, ואין שום צורך להניח שהיא הופיעה לראשונה כבר בצורתה המודרנית. די אם נדמיין לעצמנו שהמולקולות ה"חיות" הראשונות היו דומות לרנ"א המודרני, אבל הרבה יותר פשוטות, והיו מסוגלות להיווצר ספונטנית. לכן אפשר שאיזה רנ"א פרימיטיבי היה המולקולה הראשונה של חיים אורגניים (מבוססים על פחמן). הדעת נותנת שהוא שכפל את עצמו בצלמו ובדמותו, דבר שהדנ"א והחלבונים אינם יכולים לעשותו. אולי הוא סייע להבאת חלבונים לעולם, בזכות יכולתו כזרז לקשר חומצות אמיניות זו לזו, ויצר את השרשראות הללו ברצפים ששיקפו את סדר היחידות ברנ"א עצמו. הדנ"א, שבעצמו נוצר לראשונה על-ידי הרנ"א, התפתח אם כן כמאגר של מידע, המכיל את מבנה הרנ"א שיצר אותו במתכונת קבועה יותר. מכאן ואילך התפתח הדפוס המודרני: דנ"א יוצר רנ"א היוצר חלבון.

זוהי ספקולציה, כמובן, ויש לשער שהפרטים לא ייוודעו לעולם במלוא דיוקם, אבל התרחיש הכללי סביר, לכל הפחות. אחזור לשאלה זו במועד מאוחר יותר (בפרק 10). יש עוד דברים רבים לאומרם על מוצא החיים.

הנה כי כן, דרך ארוכה עברה הביולוגיה מאז התאונן לראשונה דארווין במוצא המינים כי "איש אינו יכול להסביר" את עובדות היסוד של התורשה. כיום אפשר להסביר את עובדות היסוד בפירוט רב, לפעמים עד למולקולה האחרונה. ואף-על-פי-כן, ככל שהן מוסברות, כן הן נראות חמקמקות ומסתוריות יותר. חזון העולם כמנגנון של שעון שהגתה המאה השבע-עשרה חל, כמדומה, במידה סבירה למדי על הוודאויות החשבוניות של הגנטיקה המנדלית, או אפילו על תפיסת הגנום של שנות ה-60, כמערך סדור של גנים. אבל התפיסה שאנו מחזיקים בה כיום מתארת גנום סוער וחסר מנוח, אנרכי מעיקרו, עלול להשתנות בכל רגע, ומקושר (אולי) לגנומים אחרים באמצעות נגיפים. דומה שתפיסה זו מחזירה אותנו לאותה ראייה עתיקה וציורית של החיים כלהבת נר: זו אינה זהה לעולם בשני רגעים שונים בזמן, ואפשר להגדירה רק במונחים כלליים.

וכמובן, ישנו עוד תחום ענקי אחד של מסתורין. תא השוכן בכבדו של בעל-חיים מכיל את אותם גנים עצמם המצויים בתא שריר - כי הגנומים של שניהם שוכפלו מאותה ביצה. אם כן, במה שונים שני התאים הללו זה מזה? יתר על כן: הכלב שונה מהכלבלב במראה, בהתנהגות ובפיסיולוגיה. הכלבלב שונה עוד יותר מזה מן העובר, והעובר אינו דומה כלל לביצה. כיצד יכול אותו גנום עצמו ליצור שרשרת של יצורים המשתנים משנייה לשנייה? יש קשר בין שתי השאלות הללו, ונעמוד עליהן בפרק הבא.

לפריטים נוספים מתוך הפרק:

הגן הלכה למעשה
הגן הלכה למעשה : מיקרוסקופים וכרומוזומים
הגן הלכה למעשה : כיצד גורם הגן ל"תכונה"?
הגן הלכה למעשה : מהו הגן?
הגן הלכה למעשה : מבנה הדנ"א
הגן הלכה למעשה : כיצד פועל הדנ"א?
הגן הלכה למעשה : הגנום הסוער
הגן הלכה למעשה : בראשית... (פריט זה)

ביבליוגרפיה:
כותר: הגן הלכה למעשה : בראשית...
שם  הספר: מהנדס הגן : גנים וגנטיקה : ממושג התורשה עד ליצירת חיים
מחבר: טאג', קולין
תאריך: 1996
הוצאה לאור: ספרית מעריב
הערות: 1. מאנגלית: עמנואל לוטם.
הערות לפריט זה:

1. המאמר הוא חלק מפרק 2 בספר.


הספרייה הוירטואלית מטח - המרכז לטכנולוגיה חינוכית