:: wikimiki.org ::

RNA

RNA

RNA היא חומצה ריבונוקלאית, המורכבת משרשרת של סוכר-זרחן-סוכר-זרחן... וכן הלאה, כשהבסיסים (A, U, C, G) מחוברים לשיירי הסוכר כלפי חוץ. על פי השערת עולם הרנ"א, מהווה ה־RNA את ה"חומר הגנטי" הקדום ביותר, אך עם התקדמות האבולוציה התפתחה מולקולת ה־DNA, ואילו ה־RNA הפך כביכול לחומר הגנטי המשני. עד לפני שנים מעטות סברו החוקרים כי מולקולת ה־RNA משמשת כ"מולקולת עזר" למיצוי פוטנציאל החומר הגנטי הגלום ב־DNA, ותפקידיה הצטמצמו לכדי:
- mRNA - מולקולת RNA שתפקידה העברת החומר הגנטי שב־DNA מגרעין התא אל הריבוזום (אברון יצור החלבון).
- rRNA - מולקולה המהווה את אבני הבניין של הריבוזום. RNA ריבוזומלי מהווה כ80% מכלל ה RNA ברוב התאים. הריבוזום מוכב משתי תת יחידות- בתאים אאו קריוטים 18S ו28S, בתאים פרוטריוטים תת היחידות הן בגודל 16S ו23S.
- tRNA - מולקולת עזר ליצירת החלבון אשר תפקידה העברת חומצות האמינו המתאימות לריבוזום.
- microRNA - מולקולות RNA קטנות (בערך 22 נוקלאוטידים) במהוות חלק ממנגנון השתקת הגנים RNAi
- snRNA - מולקולות RNA קטנות גרעיניות, תפקידם לוסת שעתוק גנים ספציפים.
- snoRNA - מולקולת RNA קטנה גרעינונית, ידועות כ100 מולקולות כאילו ותפקידיהם כוללים- שימוש תבנית לטלמור, מעורבות בחיתוך ומטילציה של פרקורסרים (צורות לא בשלות) של מולקולות rRNA. עם זאת, בשנים האחרונות עולה כי למולקולה זו תפקידים נוספים ומהותיים כגון השתתפות בבקרת שעתוק גנים.

ההבדלים בין ה־DNA ל־RNA

- ב־RNA שייר הסוכר הינו שלם, בעוד שבשייר הסוכר (ריבוז) ב־DNA חסר הידרוקסיל (קבוצת OH).
- ב־RNA הבסיסים הם U, A, C, G בעוד שב־DNA הבסיסים הם T, A, C, G.
- מולקולת ה־RNA החד גדילית מסוגלת להתקפל וליצור מבנים מרחביים מיוחדים (כגון hair pin).
- בנוסף לארבעת הבסיסים הקלאסיים, מכילות רבות ממולקולות ה־RNA גם בסיסים מיוחדים. הדוגמה המרכזית של הביולוגיה עוסקת בתהליך התרגום של החומר התורשתי לחלבונים בתאים פרוקריוטיים ובתאים אוקריוטיים (של בני אדם לדוגמה), ועל פיה מולקולת ה־DNA הדו־גדילית מתורגמת למולקולת RNA חד־גדילית, וזאת בתורה מתרגמת חלבונים. (DNA-->transcription--->RNA---->translation---->protein)

ראו גם

השערת עולם הרנ"א קטגוריה:גנטיקה קטגוריה:תא ja:リボ核酸 ko:RNA

סוכר

בסיס (כימיה)

בסיסים הם תרכובות שרמת החומציות (pH) שלהם בתמיסה מימית גבוהה מ-7. לבסיס שתי הגדרות מקובלות:
- הגדרת ברנסטד-לאורי: בסיס הוא חומר אשר קולט פרוטון בתגובה.
- הגדרת ארניוס: בסיס הוא חומר המעלה את ריכוז יוני הידרוקסיד (

OH^-

) בהמסתו במים. כאשר בסיס מגיב עם חומצה נוצרים מלח ומים. למשל, בתגובה בין נתרן הידרוקסידי (NaOH) לבין חומצת מלח (HCl) בכמויות שוות, הבסיס והחומצה סותרים זה את זה לחלוטין ומתקבלת תמיסה נייטרלית של מלח שולחן (NaCl) ומשתחררת אנרגיה מרובה לסביבה. :

\ NaOH_ + HCl_ \to NaCl_ + H_O_

תגובה בין חומצה ובסיס מכונה תגובת סתירה. בכל תגובות הסתירה, היונים המגיבים הם הידרוניום (

H_3O^+

) והידרוקסיד (

OH^-

). לכן ניסוח הנטו של כל תגובות הסתירה זהה: :

H_3O^+_+OH^-_ \to 2H_2O_

(שים לב: אם המלח אינו מסיס במים, יש לכלול גם אותו ואת היונים המרכיבים אותו בניסוח הנטו ואז ניסוח הנטו זהה לניסוח היוני). רוב הבסיסים הם חומרים יוניים הכוללים יון הידרוקסיד, אך קיימים גם כמה בסיסים שהם חומרים מולקולריים. למשל: אמוניה (

NH_3

) ונגזרותיה (למשל

NH_2CH_3

), שפירוקם במים כזה: :

NH_ + H_2O_ \to NH_^+ + OH^-_

בסיסים נפוצים

- אבקת אפייה או סודיום ביקרבונאט (NaHCO₂)
- אמוניה (NH₃)
- פירידין (C₅H₅N)
- הידרוקסידים מתכתיים כמו נתרן הידרוקסידי (NaOH) ואשלגן הידרוקסידי (KOH)

בסיסים ו־pH

ה־pH של מים (לא מזוקקים) מצביע על רמת החומציות שלהם. במים טהורים, מולקולה אחת מתוך עשרה מיליון עוברת דיסוציאציה ומתפרקת ליון מימן H⁺ (שמתחבר למולקולת מים נוספת בעזרת קשר סמיפולרי) וליון הידרוקסידי OH^- לפי הניסוח:

\ 2H_O_ \leftrightarrow\ H_3O^+_ + OH^-_

ריכוז (במול\ליטר, מולאר) היונים מסומן כך

\left[ H_3O^+_ \right]

וכך

\left[ OH^-_ \right]

. במים מזוקקים ריכוז כל אחד מהיונים שווה ל-

10^

מולאר ולכן ה-pH של מים שווה ל-7: :

pH = -\log \left[ H_3O^+_ \right] = -\log 10^ = 7

ונחשב נייטרלי (משום שריכוז יוני ההידרוקסיד שווה לריכוז יוני ההידרוניום).

ניטרול (סתירה) חומצות

כשנתרן הידרוקסידי (NaOH) מומס במים הוא מתפרק ליונים לפי הנוסחא הבאה:

\ NaOH_ \rarr Na^+_ + OH^-_

בדומה לכך, חומצה הידרוכלורית (HCl) מתפרקת כך:

\ HCl_ + H_2O_ \rarr H_3O^+_ + Cl^-_

כששתי התמיסות מעורבבות מתחברים יון המימן ויון ההידרוקסיד תוך יצירת מולקולת מים, כך:

\ H_3O^+_ + OH^-_ \rarr 2H_2O_

אם כמויות שוות של NaOH וHCl (שנמדדות במולים, לא בגרמים) מעורבבות, הבסיס והחומצה מנטרלים אחד את השני בדיוק בתהליך הנקרא סתירה ומשאירים מאחור רק תמיסת NaCl (מלח שולחן). מובן שאם החומצה דו פרוטית או שהבסיס יוצר יותר מיון הידרוקסיד אחד למולק' (לדוגמה:

Al(OH)_3

), היחסים בין כמויות המולים שלהם צריכים לשקף זאת. קטגוריה:כימיה ko:염기

השערת עולם הרנ"א

השערת עולם הרנ"א גורסת כי צורות החיים הקדומות ביותר בכדור הארץ היו בנויות מרנ"א שמאוחר יותר נעטף בקרום ליפידי ליצירת תא פרוקריוטי.
השערת עולם הרנ"א נתמכת על-ידי מספר תכונות חשובות של הרנ"א אשר התגלו בשנים האחרונות. אלה כוללות את היכולת של מולקולות רנ"א בודדות לאחסן, להעביר ולשכפל מידע גנטי (בדומה לדנ"א). בנוסף, רנ"א יכול לתפקד כריבוזים (ribozyme) - אנזים הבנוי מרנ"א והמסוגל לבצע פעילות קטליטית - בדומה לחלבונים רבים. בשל יכולות אלה לשלב פעילויות של דנ"א וחלבונים בחיים הידועים לנו היום בצירוף יכולת שכפול עצמי, חוקרים רבים מאמינים שפעם לרנ"א המוכר לנו היום הייתה יכולות קיום עצמאית.
התיאוריה של קיום חיים בצורת רנ"א תוארה לראשונה בספרו של קרל ווסה הקוד הגנטי בשנת 1967 והתפרסמה בשמה עולם הרנ"א בספר בשם זה מאת ולטר גילברט ב1986.
השערת עולם הרנ"א קיבלה חיזוק ניכר בשנים האחרונות. בשנת 2001 פוענח מבנה הריבוזום אשר חשף כי שכלל הפעילות הקטליטית הדרושה לסינתזת חלבון מתבצעת למשעה על-ידי רנ"א ריבוזומלי.

בסיס ההשערה - זיווג בסיסים

הרנ"א והדנ"א הן חומצות גרעין בעלות מבנה מאוד דומה - אלה פולימרים של נוקלאוטידים. השערת עולם הרנ"א מניחה שבמרק הפרימורדיאלי (primordial soup) היו קיימים נוקלאוטידים חופשיים, אשר חברו לפעמים זה לזה, אך אנרגיית הקשר הייתה נמוכה מדי והקשרים הללו התפרקו. בשלב מסוים נוצרו באקראי מספר פולימרים שהיו מיוצבים יחסית וכך הצליחו לשרוד לאורך זמן. ככל שנוצרו באקראי שרשראות ארוכות יותר הן היו בעלות כושר שרידות רב יותר וכך באמצעות מנגנון ברירה טבעית נוצרו מולקולת הרנ"א הפעילות הראשונות. הסלקציה המשיכה לפעול ונוצרו לאורך זמן מולקולות רנ"א בעלות יכולות שכפול עצמי משופר, אשר היוו את הבסיס לרנ"א המוכר לנו כיום.
לפי ההשערה, מנגנון שיצר יתרון סלקטיבי הוא שיתוף פעולה בין מולקולת רנ"א שונות, תהליך שבסופו של דבר הוביל ליצירת האב-טיפוס של התא. בסוף של תהליך אקראי ארוך נוסף נוצרו גם מולקולות רנ"א שיכלו לעזור ביצירת קשרים פפטידיים מחומצות אמינו שתרמו ליצירת החלבונים הראשונים. למולקולת רנ"א אלו היה יכול להיות יתרון סלקטיבי בכך שהחלבונים שנוצרו יכלו לתרום ליכולת השכפול העצמי שלהם.

בעיית יציבות הרנ"א

אחד הקשיים הראשוניים שבהם נתקלת השערת עולם הרנ"א היא החוסר היציבות שנצפה במולקולת הרנ"א הידועות לנו היום, אשר מתפרקות באמצעות הידרוליזה בקלות רבה. גם ללא הידרוליזה, פירוק מהיר נצפה כתוצאה מקרינת רקע.
אחת האלטרנטיבות לשימוש ברנ"א בעולם הפרה-ביוטי היא לכן שילוב של רנ"א וחלבון - הPNA, מולקולה יציבה יותר ואשר מסתמנת כיותר קלה לסינתזה בתנאים ששרר כנראה בעולם הפרה-ביוטי. הסבר אפשרי אחר הוא שהקרינה האולטרא סגולה שהייתה חזקה יותר בעולם הקדום, עזרה לייצב את הרנ"א ופירקה דווקא את הגורמים שפגעו בו (RNAses).

בעיות נוספות בהשערה

- בניסויים דמויי ניסוי מילר-אוריי (Miller-Urey-type experiments) שבהם ניסו לייצר חומרים אורגניים בתנאי מעבדה לא נוצרו נוקלאוטידים. אלה אמורים היו להווצר משילוב של בסיס חנקני, ריבוז וזרחות, שהיו כנראה קיימים בעולם הקדום.
- אחד הנוקלאוטידים, הציטוזין מתפרק בקלות והמדענים טרם הצליחו להגדיר סימולציה סבירה עבור פעילותו בעולם הפרה-ביוטי.
- בסימולציות שתיארו יתכנות של היווצרות נוקלאוטידים בעולם הפרה-ביוטי שררו תאים שאמנם יכלו לאפשר יצירת נוקלאוטידים, אך מנעו יצירת סוכרים המכילים קבוצות פורמאלדהיד רבות. בנוסף הוספת זרחן מהווה בעייה קשה, היות וזה כמעט לא קיים בתמיסה ומתנדף בקלות.
- על מנת שנוקלאוטידים יתחברו לכדי מולקולת רנ"א, יש צורך בשפעול אנרגטי. זה יכול לקרות לפורינים על גבי תבנית שכולה פירימידינים, אך הריאקציה אינה מתרחשת בכיוון ההפוך.
- לפי מבקרי ההשערה, לתהליך יצירת רנ"א פשוט ביותר, דרושות בסה"כ כ-18 ריאקציה בתנאי שונים, ועל מנת ליצור כמות משמעותית של רנ"א יש צורך שריאקציות אלה יתרחשו באופן רציף על פני מיליוני שנים.

קישורים חיצוניים

[http://www.ynet.co.il/articles/0,7340,L-3030312,00.html התורשה שמעבר לדנ"א - מתוך גלילאו] קטגוריה:ביולוגיה

אבולוציה

אבולוציה (מלטינית: Evolvere "התפתחות") היא תהליך התהוות השינויים ההדרגתיים המתרחשים במרוצת הדורות בתכונות המורפולוגיות, הפיזיולוגיות וההתנהגותיות של אורגניזמים. התאוריה המרכזית והמקובלת ביותר היא תאורית הברירה הטבעית, שטוענת כי האבולציה היא תוצאה ממוטציות ומברירה טבעית. האבולוציה היא תפישה המבקשת להסביר את מבנה האורגניזם באמצעות תיאור אופן התפתחותו מאורגניזמים אחרים. תיאור תכלית איבריו של האורגניזם לא ייחשב הסבר מספק לקיומם על פי תפישה זו, הדורשת הסבר מעין היסטורי על אודות האופן בו התפתח האיבר לצורתו הנוכחית. בזמן הקדום, הפילוסוף היווני אמפדוקלס היה ככל הנראה הראשון להציע תאוריה אבולוציונית על מוצא המינים. אביה של התאוריה האבולוציונית בזמן המודרני הוא הביולוג הבריטי צ'ארלס דארווין, אשר פירסם לראשונה את רעיונותיו בספר "על מוצא המינים", בו תיאר את מחקריו ותצפיותיו במסעותיו מעבר לים. בספר זה מנסה דארווין להפריך את הטענה בדבר נצחיות המינים, שמקורה בהגותו של הפילוסוף היווני אריסטו ושהיתה מקובלת מאז ימי הביניים בתרבויות המונותיאסטיות, ולהוכיח כי המינים התפתחו ממינים אחרים שקדמו להם, בתהליך אותו כינה "הברירה הטבעית".

הברירה הטבעית

בניסוחה המדויק מניחה הברירה הטבעית כי:
- יש שוני בתכונות של היצורים השונים.
- עם מעבר הזמן מופיעות מוטציות מקריות הגורמות להווצרות תכונות חדשות.
- ליצורים בעלי תכונות שונות יכולת הישרדות שונה.
- היצורים מעבירים את תכונותיהם לצאצאיהם. ומסיקה מכך ש:
- מתקיים תהליך מתמשך של "ברירה טבעית" כך שלאורך זמן נשארות רק התכונות המספקות עבור היצורים ששרדו יכולת התאמה טובה יותר לתנאי הסביבה. על פי עקרון הברירה הטבעית, מאגר המשאבים בטבע מוגבל, והשורדים הם אלו המותאמים ביותר לתנאי המחייה בסביבתם. רעיון זה, שמקורו בתיאוריות חברתיות קפיטליסטיות שקדמו לדארוויניזם, למשל תומס מלתוס, מספק הסבר משכנע לתצפיות ומחקרים שנערכו מאז דארווין ועד ימינו. תאוריה זו התמודדה בהצלחה עם שתי תיאוריות יריבות - הלמרקיזם (תאוריה אבולוציונית שהגה הזואולוג הצרפתי לאמארק ושהיתה מקובלת בברית המועצות, לפיה שינויים שחלו על פרט בחייו יועברו בתורשה לצאצאיו) והבריאתנות (תפישה הממשיכה להחזיק בנצחיות המינים, כפי שנבראו על ידי האל, ומקובלת בקרב כמה זרמים מונותיאסטים פונדמנטליסטים). כיום בודדים המדענים החולקים על תורת האבולוציה. השפעת רעיונותיו של דארווין התפשטה הרחק מעבר לתחומי הביולוגיה, והביאה ללידתן של תפישות התפתחותיות חדשות בתחום מדעי הטבע ומדעי החברה. אולי הידועות לשמצה מכולן הן התיאוריות של הדרוויניזם החברתי מבית מדרשו של ספנסר ודומיו, שהשפיעו השפעה רבה על האידיאולוגיה הנאציונל סוציאליסטית של הרייך השלישי. תאוריות אלו התבססו על פי רוב על פרשנות מעוותת ושגויה של עקרון הברירה הטבעית, כאשר "המתאים שורד" הפך להיות "החזק שורד". ראוי לציין כי על פי תורת האבולוציה, המתאים ביותר לתנאי הסביבה אינו בהכרח החזק ביותר או התוקפני ביותר, ובמקרים רבים מאד דווקא אסטרטגיה של שיתוף פעולה ועזרה בין בני המין יכולה להוות יתרון אבולוציוני.

הדיון סביב האבולוציה

הוויכוח על תורת האבולוציה של דארווין הוא אחת מזירות הקרב החשובות של הימין הכנסייתי בארצות הברית. השמרנים רואים במשנתו של דארווין נדבך מרכזי באג'נדה ליברלית מזיקה, שמטרתה לבלבל את התלמידים הצעירים ולערער את יסודות הדת (ביקורת זו פעלה על רקע מאמצים רבים של הימין השמרני להחדרת עקרונות הדת במערכת החינוך). הליברלים, לעומת זאת, ראו בכך את חוד החנית במאבק שלהם לשמור על הפרדת הדת מהמדינה. עמדתם של שוללי האבולציה, המאמינים בבריאת העולם, קרויה בריאתנות. מבין מתנגדי תורת האבולוציה גרסו שתורה זו היא תאוריה בלבד, שכן אף אדם לא נכח בהתהוותה.

עדויות לתוקפה של האבולוציה

העדויות לתוקפה של האבולוציה בכלל, ושל התאוריה המרכזית שלה הברירה הטבעית מחולקות לסוגים רבים:
- עדויות מתורת המיון, הסיסטמתיקה, אותה יסד השוודי לינה (LINNE), במאה ה-18. עיקרה הוא חלוקת בעלי החיים והצמחים למינים, סוגים, משפחות ולסדרות, לפי מידת השוני והקרבה ביניהם. :תורת האבולוציה טוענת שאילו בעלי החיים היו חסרי קשרי מוצא (לפי תורת הבריאה) הייתה צריכה להיווצר ערבוביה של צורות שונות. ההדרגתיות במידת השוני מעידה, אם כן, על הקרבה והריחוק של מוצאם המשותף.
- ביוגאוגרפיה- חקר תפוצתם של בעלי חיים וצומח. ביבשות מבודדות ואיים. לא ניתן להסביר את בעלי החיים המצויים שם רק ע"י ההסתגלות האבולוציונית אלא ע"י תולדות התפתחותם ביחס לבידודם הגאוגרפי. :לדוגמא, בעולם החי של אוסטרליה, היונקים המפותחים יותר (העיליים) נדירים שם ביחס ליונקים הירודים. חוץ ממספר עטלפים, מכרסמים, וכלב בר המכונה "דינגו", כל שאר היונקים הם יונקי ביב, ובעלי כיס, כגון הברווזן, קיפוד הנמלים, הקנגרו והקואלה. בשארית העולם, יונקים אלו נכחדו, ואת מקומם תפסו היונקים העיליים – הדוב, האריה הסוס וכו'. עובדה זאת ניתן להסביר בעקבות ניתוקה של אוסטרליה משאר העולם לפני כ 130 מליון שנה. באוסטרליה לא התפתחו היונקים העיליים והם לא יכלו להגיע אליה בעקבות בידודה.
- עדויות מהאנטומיה המשווה – התורה שמשווה בין מבנה הגוף והאיברים של בעלי חיים שונים. כאן ניתן להבחין באיברים הומולוגיים: איברים הדומים זה לזה במבנה הפנימי. השוני יכול להיות במבנה החיצוני ובתפקוד (לדוגמא, הידיים שלנו וכנפי הציפורים – דומים במיקומם בגוף, במבנה העצמות ואספקת הדם). השוני נובע מההסתגלות הסביבתית השונה והשימוש השונה. :כמו כן, ניתן להבחין בשרידי איברים – איברים או שרירים מנוונים חסרי שימוש. האיברים הם שרידים מהדורות הקדומים שלא נותר להם שימוש. :באדם בלבד נמצאו למעלה ממאה שרידי איברים שונים: התוספתן והמעי העיוור (בבע"ח צמחוניים משמשים איברים אלו לעיכול התאית ע"י חיידקים מיוחדים. אצל האדם התוספתן דק ונטול כל שימוש בעיכול), שערות הגוף (החסרות כל חשיבות בשמירת חום הגוף)), עצם הזנב (העוקץ) שהיא שריד של זנב הומנואידים קדומים יותר, ושרירי האוזן, שרוב האנשים אינם מסוגלים להניעם (שריד לשרירי האוזניים של יצורים כגון כלבים, שיכלו להזיז את אוזניהם כדי לשמוע יותר טוב, או לקרר את גופם)
- פליאואונטולוגיה – תורת המאובנים - המדע העוסק בחקירת סימנים שהשאירו בע"ח וצמחים בשכבות האדמה השונות. בין החיות נמצאו חיות שלא קימות כיום, צורות מהעבר הרחוק (לדוגמא: הדינוזאורים).
- חוליות ביניים הם מאובנים, שמהווים צורות מעבר בין יצורים שחיים כיום. לדוגמא: הארכיאופטריכס (כנף קדומה), מאובן שנמצא בגרמניה במאה הקודמת. עוף זה, איחד בתכונותיו את תכונות העוף ותכונות הזוחל. היה לו מקור, שהיה בעל שיניים רבות; גפיו הקדמיות היו בצורת כנפיים – אך בשוליהן הקדמיות היו אצבעות בנות תנועה מצוידות בציפורניים. זנבו היה כאורך גופו, והוא היה בגודל של תרנגולת. הוא לא היה מסוגל לעוף.
- מאובנים חיים הם בעלי חיים וצמחים החיים כיום המהווים צורות מעבר ושייכים לקבוצות שנכחדו מהעולם. לדוגמא הברווזן – יונק החי במזרח אוסטרליה וטסמניה. הוא בעל מקור, פרווה והוא מטיל ביצים. פתח הביב שיש לו אופייני לעופות וזוחלים (אצל היונקים יש פתחים נפרדים לרביה, שתן, וצואה). הברווזן חי באוסטרליה, שבה לא התפתחו היונקים העיליים, ולא תפסו את מקום היונקים הירודים במלחמת הקיום.
- אמבריולוגיה – תורת התפתחות העוברים. בשלבי ההתפתחות הראשונים, דומים מאד ולדות בע"ח זה לזה. בע"ח מתקדמים, עוברים אותם שלבים שעוברים בע"ח נחותים מהם, גם אם השלבים לא רלוונטיים להתפתחותם. :לדוגמא: בעוברי האדם וכמו כן בכל עוברי בעלי החוליות, מופעים חריצי הזימים, והזנב בשלבים מקודמים של ההתפתחות. בחודש החמישי מכוסה עובר האדם בשכבה של שערות צפופות, כגון אלו של הקוף. כל אלו מתנוונים, ונושרים בשלבי ההריון.
- ביוכימיה – את בע"ח ניתן למיין לא רק לפי מבנה הגוף, אלא גם לפי המבנה הכימי שלו. לדוגמה: השוני בחומרים הבונים את גופנו (החלבונים) שלנו, לבין אלו של השימפנזים הוא 2.5%. ז"א, שאנו דומים לשימפנזים בכ - 97.5 אחוז מבחינה כימית. בנוסף לאלו, התפישה האבולוציונית המודרנית חבה חוב גדול לחלוץ התורשה, נזיר בשם גרגור מנדל, אשר ערך ניסויים בגינת מנזרו בהכלאת שני זנים של אפונת גינה. בעקבות ניסויים אלה פיתח מנדל תאוריה בנוגע לאופן בו מועברות תכונות מפרטים לצאצאיהם. תאוריה זו התפתחה באופן משמעותי עם גילוי מנגוני התורשה של התא בשנות ה-40 של המאה העשרים. גילוי זה פרץ את הדרך לפרויקט הגנום האנושי ולמגוון רחב של יישומים גנטיים בתעשיה וברפואה. הקשר בין האפונים של מנדל לפרוייקט הגנום האנושי עובר דרך האבולוציה המולקולרית - תחום שהתפתח בשנים האחרונות, יחד עם גילוי חלבונים וגנים חדשים והאפשרות הטכנית של "ריצוף" - sequencing - שלהם. ריצוף הינו קביעת רצף אבני הבניין של החלבון או הגן (שהוא, למעשה, מקטע DNA). אבני הבניין של חלבון נקראות חומצות אמינו. אבני הבניין של ה-DNA נקראות נוקלאוטידים. האבולוציה ה"קלאסית" מנסה לסווג ולמיין את עולם החי לפי מאפיינים חיצוניים - הימצאות או העדר עצמות, סימטריה דו-צדדית, זימים וכדומה, או לפי קריטריונים של צורה, גודל וצבע של מאפיינים אלה. הנחת היסוד של האבולוציה הדארווינית היא שתכונותיו הנוכחיות של כל יצור הן תוצאה של ברירה טבעית שאירעה בעשרות אלפי הדורות שקדמו לאותו יצור, ושדמיון או חוסר-דמיון בתכונה מסויימת יכול להוות עדות לקירבה אבולוציונית של שני אורגניזמים שונים. האבולוציה המולקולרית מנסה להגיע לאותן תוצאות - סיווג ומיון, אך על ידי השוואה של רצפי חלבונים ו-DNA. הנחת היסוד של האבולוציה המולקולרית היא, שבכל תהליך של שכפול חומר גנטי - תהליך המתרחש בכל חלוקה של תא - חלות טעויות אקראיות. חלק מטעויות אלו הן קטלניות, כיוון שלאורגניזם הנושא אותן יש סיכוי קלוש להגיע לבגרות ולהביא צאצאים. טעויות אחרות הן נייטרליות ומונצחות ב-DNA כיוון שלנושא אותן אין יתרון או נחיתות משמעותית לעומת אורגניזם הנושא את הרצף המקורי. במהלך הדורות, מצטברות בגנום טעויות שונות (מוטציות). אם משווים רצף DNA מסויים בקבוצת יצורים, רואים ברוב המקרים שונות בין הרצפים. מידת השונות תלויה בחברי הקבוצה שבחרנו. כך לפי מחקר זה אפשר למפות את התפתחות האדם ואת תהליך התפשטותו בעולם. ואכן חוקרים סוברים כי מוצאו של האדם מאפריקה, ומשם הגיע למרכז אסיה ודרומה, חלקו ירד להודו ולאוסטרליה (דימיון בין הודים לאבורג'נים) וחלקו המשיך צפונה אל רוסיה וסיביר ומשם המשיך לאמריקה. (דימיון בין המונגולים לבין האינדינים). (האם הקבוצה כוללת רק בני אדם? רק אוגרים? בני אדם וקופים? כל החולייתנים? כלב-ים מול כלנית?), ברצף המסויים שנבחר (האם הוא גן המקדד לחלבון, גן אחר, או אולי אזור שאינו כולל גנים כלל), ובגורמים רבים אחרים. איך מודדים שונות בין רצפים של אותיות? קיימים אלגוריתמים שונים ושיטות שונות. כל אלגוריתם מבוסס על הנחות יסוד שונות לגבי תהליך ההחלפה של נוקלאוטיד אחד באחר או של חומצת אמינו אחת באחרת.

לקריאה נוספת

- ריצ'רד דוקינס, הגן האנוכי - עוסק בהגנת האבולוציה והסברתה.
- ריצ'רד דוקינס, השען העיוור - עוסק בהגנת האבולוציה והסברתה.
- ריצ'רד דוקינס, הטיפוס על ההר הבלתי סביר - עוסק בבעיות חדשות באבולוציה.
- דארווין, מוצא המינים - סיפרו המפורסם של צ'ארלס דארווין.

ראו גם

- מוצא האדם
- מוצא משותף
- משפט הקופים
- אבולוציה מולקולרית
- המרק הקדום
- ביואינפורמטיקה
- פירסומים חשובים באבולוציה
- בריאתנות (על השוללים את האבולציה)
- אבולוציה של השפה
- ברירה זוויגית
- ברירת שארים

קישורים חיצוניים

- [http://gifted.cet.ac.il/gifted/skira/evolution סקירה על רעיון האבולוציה] - באתר "בארץ הדעת"
- איריס פריי, [http://www1.snunit.k12.il/heb_journals/galileo/011014.html כיצד התהוו החיים], כיצד החלה האבולוציה ואיך הפך חומר דומם לחומר חי - באתר "סנונית" (פורסם ב"גלילאו")
-
- פרופ' יוסף נוימן, [http://www.hofesh.org.il/articles/science/evolution_neuman.html למה קיימת התנגדות לאבולוציה ולדארוויניזם?] - באתר "חופש"
- ד"ר יצחק רפאל עציון, [http://www.daat.ac.il/daat/kitveyet/niv/torat-2.htm תורת האבולוציה בביקורת המדע המדויק החדיש] - באתר "דעת - אתר לימודי יהדות ורוח"
- ד"ר מרדכי הלפרין, [http://www.daat.ac.il/daat/kitveyet/assia/avolution.htm חוקי אבולוציה ויהדות] - באתר "דעת - אתר לימודי יהדות ורוח"
- צ'ארלס דארווין, [http://www.talkorigins.org/faqs/origin.html "מוצא המינים"] (אנגלית)
- [http://www.pbs.org/wgbh/evolution מסע בנבכי האבולוציה] - באתר PBS (אנגלית) קטגוריה:תחומים בביולוגיה קטגוריה:אקולוגיה
- ko:진화 ja:進化 th:วิวัฒนาการ

DNA

DNA (ראשי תיבות באנגלית של DeoxyriboNucleic Acid, חומצה דאוקסיריבונוקלאית; לעתים בתעתוק לעברית: דנ"א) היא מולקולת ענק של חומצת גרעין המכילה את כל המידע לבנייתם של כל החלבונים בתא. ה-DNA מורכב ממיליוני זוגות נוקלאוטידים היוצרים סליל כפול. שני הסלילים קשורים ביניהם בקשרי מימן. חומצות הגרעין של ה-DNA מורכבות רק מארבע תת יחידות של בסיסים חנקניים, שקיימות באופן קבוע בצמידות של שתי זוגות קבועים, שיוצרים קשר רק אחד עם השני; אדנין (A) עם תימין (T), וגואנין (G) עם ציטוזין (C). כל מקטע משמעותי ב-DNA המכיל מבנה של חלבון או הוראות הפעלה או אי-הפעלה נקרא גן. רצף הנוקלאוטידים קובע את הגנים השונים.

גילוי

גילוי מבנה הדנ"א נזקף לזכות המדענים הבריטים ג'יימס ווטסון ופרנסיס קריק, 1953, שאף קיבלו את פרס נובל לפיזיולוגיה ורפואה על כך בשנת 1962; בדיעבד התברר שעבודתם התבססה על עבודתה של המדענית היהודיה רוזלינד פרנקלין, שנפטרה בזמן קבלת הפרס.

מיקום וסידור

ביצורים פרוקריוטיים (חיידקים; מורכבים מתאים ללא גרעין) נמצא ה-DNA בציטופלזמה - הנוזל התוך תאי - והוא מעגלי ורציף; רוב החומר התורשתי בחיידקים שוכן על-גבי מולקולת DNA טבעתית אחת. ביצורים אוקריוטיים - שתאיהם בעלי גרעין - ה-DNA מסודר בגרעין התא. שם הוא נמצא בצורת כרומטין - סליל ה-DNA מלופף סביב חלבונים (היסטונים), המאפשרים לו להיות ארוז בצורה יעילה. בזמן חלוקת התא (מיטוזה ומיוזה) מופיעים כרומוזומים.

תפקוד

ה-DNA עצמו לא מקודד חלבונים באופן ישיר; במקום זאת הוא מקודד את מולקולות ה-RNA שממנה מיוצרים כל החלבונים שבאמצעותם מתפקד התא. תהליך יצור החלבונים מתרחש בשני שלבים עיקריים:
- בניית מולקולת RNA המבוססת על תבנית ה-DNA (שעתוק או תעתוק, Transcription),
- בניית החלבון על-פי ה-RNA (תרגום, Translation). התחלת התהליך היא כאשר הסליל הכפול של ה-DNA נפתח ואחד הצדדים משמש כמקור לסינתוז ה-RNA. האנזים שאחראי על התהליך נקרא RNA פולימראז (RNA polymerase). אנזים זה נקשר לאזור מיוחד ב-DNA הנקרא קָדָם (פרומוטר, promoter). שלב זה הוא מהחשובים בתא, משום שבאמצעות השליטה בו נקבע אילו חלבונים יווצרו בתא באותו הזמן. כך נוצרת השונות בין התאים השונים והשלבים השונים בחיים של התא. לדוגמא: החלבון שנותן את הצבע לעיניים יווצר רק בתאים של הקשתית.

מבנה הד.נ.א

עד לתחילת שנות החמישים, סברו רוב החוקרים כי החלבונים, שהם מולקולות מורכבות ביותר, הם אלה הנושאים את המידע התורשתי. הדנ"א נחשב לחומר פשוט ומשעמם המשמש כמרכיב מבני של הכרומוזומים, וזאת מפני שרוב החוקרים סברו כי ארבע האותיות של הדנ"א מופיעות בו בסדר מחזורי קבוע. כשכתב שרדינגר את ספרו, רוב המדענים חשבו שהגנים הם סוגים של מולקולת חלבונים. באותו זמן עסק הבקטריולוג א.ת. אוורי בניסויים במכון רוקפלר בניו יורק אשר הוכיחו כי אפשר להעביר תכונות מתא אחד לשני באמצעות ד.נ.א. ניסויו של אוורי הצביעו כי יתכן שניסויים בעתיד יוכיחו שכל הגנים מורכבים מד.נ.א, בגלל שד.נ.א נמצא בכרומוזומים של כל התאים.

דרך המחקר

שניהם העריכו את עבודתו של לינוס פאולינג שגילה את מבנה סליל האלפא רק ע"י התבוננות בתמונות של קרני רנטגן. הדבר היחיד שעשה זה למצוא איזה אטומים "אוהבים" להיות זה ליד זה ועבד עם דגמים ולקולרים שדמו לצעצועים. פרנסיס קריק וג'יימס ווטסון לא ראו שום סיבה למה הם לא יוכלו לפענח את מבנה הד.נ.א באותה הדרך, הם היו צריכים ליצור מערכת דגמים מולקולאריים ו"להתחיל לשחק". אם יהיה להם מזל המבנה יהיה סליל- כל תבנית אחרת עלולה להיות הרבה יותר מסובכת. כבר באחת השיחות הראשונות שלהם הם הניחו כי מולקולת הד.נ.א מכילה מספר רב של נוקליאוטידים הקשורים זה לזה במתכונת מוגדרת. הם גילו כי פענוח הד.נ.א הרבה יותר מסובך מאשר זה של סליל האלפא. באחד הימים בהם הלך ווטסון לפגוש את ווילקינס הוא סיפר לו שעוזר המחקר שלו הצליח להעתיק בחשאי כמה תמונות שצילמה רוזלין בקרני רנטגן. משום כך סביר היה שווילקינס יצליח בקרוב להגיע לפריצת דרך. רוזלין הצליחה לאבחן ראיות לגבי צורה תלת ממדית חדשה של ד.נ.א. מוריס הראה לווטסון את התמונה (ולכן אומרים שמוריס עזר לווטסון וקריק לגנוב את תצלומיה של רוזלין), ברגע שראה ווטסון את התמונה היה לו ברור כי הצלב השחור של ההחזרים שבלט בתמונה עשוי היה לנבוע רק ממבנה סלילי. די היה בחישוב של כמה דקות כדי לקבוע את מספר השרשראות המולקולאריות. עכשיו הקדיש פרנסיס קריק את כל זמנו לבניית דגם תלת מימדי. מיד לאחר שהסתיימה המלאכה השתמשו בלוחות מתכת לבניית הדגם.

הקוד הגנטי

רוב החוקרים סברו כי ארבע האותיות של הדנ"א מופיעות בו בסדר מחזורי קבוע. פענוח המבנה חשף את העובדה שאין כל סיבה להניח כך – האותיות יכולות להופיע בכל סדר שהוא בתוך הסליל הכפול, בלי שהמבנה עצמו יושפע כלל (כל עוד עיקרון זיווג האותיות של שתי השרשרות נשמר). על סמך כך ניתן היה מיד להציע כי סדר האותיות בכל מולקולת דנ"א הוא המידע התורשתי. דמיונו הוביל אותו גם למחוזות פראיים יותר. התאוריה שלו בדבר תפקידו של החלום כמנגנון למיון זיכרונות אינה מאיימת מדי, אבל הרעיון שהחיים על פני האדמה נזרעו באמצעות מיקרואורגניזמים שנשלחו אל כדור הארץ מן החלל החיצון בטילים בלתי מאוישים בידי תרבויות גבוהות יותר (פאן- ספרמיה מכוונת), לא עורר התלהבות גדולה בחוגים המדעיים.

תגליות מרכזיות

מבנה הד.נ.א

מולקולת הד.נ.א היא סליל הבנוי מיחידה חוזרת. רוחבו של הסליל ואורכה של היחידה החוזרת קבוע. המולקולה היא שרשרת ארוכה, שחוליותיה הם נוקליאוטידים מארבעה טיפוסים, כל נוקליאוטיד מכיל יחידה של סוכר מסוג דאוקסיריבוז, פוספט ובסיס חנקני. ארבעה סוגי בסיסים קובעי את ארבעת טיפוסי הנוקליאוטידים. ידוע גם שכמות האדנין שווה תמיד לזו של תימין, וכי גוואנין נוכח ברמות זהה לציטוזין. ווטסון וקריק פיתחו מודל ששילב בתוכו את כל הנתונים הללו תוך שמירה על האופן שבו ממלאת מולקולת הד.נ.א את יעודה הביולוי כנושאת המידע התורשתי. על פי המודל שלהם, מולקולת הד.נ.א היא מבנה דמוי סולם. שני מוטות האורך בסולם בנויים כל אחד כשרשרת של שני מרכיבים המתחלפים ביניהם: סוכר – פוספט – סוכר – פוספט ... אל צידו של כל סוכר קשור בסיס חנקני. כאשר שתי השרשראות ניצבות זו מול זו פונים הבסיסים החנקניים שבשרשרת האחד לעבר הבסיסים שבשרשרת האחרת. קישור בין בסיסים משתי השרשרות יוצר זוגות של בסיסים המהווים את שלבי הסולם. בכל זוג בסיסים שנוצר משתתף בסיס אחד קטן ובסיס אחד גדול. לא כל צירוף של בסיסים אפשרי מבחינה כימית, למעשה מורכבים שלבי הסולם משני סוגי צירופים של בסיסים חנקניים בלבד: אדנין (בסיס גדול) עם תימין (בסיס קטן), וגוואנין (בסיס גדול) עם ציטוזין (בסיס קטן). בין כל שני בסיסים קיימים קשרים כימיים חלשים- קשרי מימן. בין אדנין ותימין נוצרים 2 קשרי מימן ובין גוואנין וציטוזין נוצרים שלושה קשרי מימן. לכן זוג הבסיסים גוואנין וציטוזין חזק יותר. למרות זאת שני הסוגים של זוגות הבסיסים דומים בגודלם, ונתון זה מבטיח שמירה על רוחב קבוע. משמעות החוקיות בזיווג זה של הבסיסים היא כי סדר הבסיסים בגדיל אחד של ד.נ.א קובע את סדר הבסיסים בגדיל שמולו- המכונה "גדיל משלים". ארגונה של מולקולת ד.נ.א במבנה עם משלימות עצמית מהווה את הבסיס לשכפולה מדור לדור ולהבאת המידע הגנטי, הנמצא בה, לידי ביטוי. שני גדילי הד.נ.א מתפעלים זה סביב זה ויוצרים מולקולה לוליינית המכונה סליל כפול. גדולתו של דגם המבנה של הד.נ.א שהוצג על ידי ווטסון וקריק היא בכך שמבנה זה מתאים את המולקולה למילוי תפקידה כמולקולת התורשה, הוא מציע הסבר למנגנון השכפול העצמי של המולקולה לאופן שבו המידע הגנטי אצור בה ואף לדרך שבה שינויים במידע מועברים בתורשה. זו הייתה הפעם הראשונה שנבנה דגם שנמצאו בו כל מרכיבי הד.נ.א. זה היה כל כך הגיוני שהיה חייב להיות נכון.

פענוח הקוד

התשובה לניסוי שערכו בשנת 1961 פרנסיס קריק וסידני ברנר שטיפלו בד.נ.א שמקורו בנגיף בחומר אשר גרם לשינויים תורשתיים על ידי סילוק של זוגות בסיסים מן הד.נ.א של נגיף זה. אובדן של זוג בסיסים, או של שני זוגות בסיסים, הוא החסרת חלק ממילה בשפה של הד.נ.א, ותוצאתה - רצף בסיסים חסר משמעות. לעומת זאת, אובדן של שלושה זוגות בסיסים עשויה לגרום לשיבוש בחלק מן החלבון - למשל, להחסרת חומצת אמינו אחת, אך יתר החלבון יהיה תקין. בתוך חמש שנים נתגלתה המשמעות של כל 64 הצרופים האפשריים של שלשות של זוגות בסיסים. כמה מ- 64 הצרופים האלה מקודדים לאותה חומצת אמינו, ויש גם שלשות של "התחלה" ו"סיום" - סימני פיסוק. תגליות מאוחרות יותר הראו שגן אחד יכול להיות מקוטע, כשבין חלקי הגן ישנם אזורים שאינם מקודדים לחלבון, אך הקוד הבסיסי נותר כפי שנתגלה לפני שנים. כיום יודעים שהקוד הזה הוא זהה בכל היצורים החיים - עדות ברורה לאחידות החיים.

לקריאה נוספת

- עדי מרקוזה-הס, ביולוגיה עכשיו, בהוצאת ספרי תל אביב

קישורים חיצוניים

- [http://www.dna50.org/main.htm חמישים שנה לגילוי מבנה ה-DNA] קטגוריה:גנטיקה קטגוריה:תא קטגוריה:תגליות ja:デオキシリボ核酸 ko:DNA ms:DNA simple:DNA th:ดีเอ็นเอ

MRNA

Messenger RNA (בעברית: רנ"א שליח; בדרך-כלל מסומן כ-mRNA) הוא אחד מסוגי ה-RNA הנמצאים בתאיהם של יצורים חיים. ה-mRNA הוא תוצרו של תהליך השעתוק; הוא לפי תבנית ה-DNA. לאחר בנייתו הוא יוצא מהגרעין אל הציטופלזמה ונודד אל הריבוזומים, שם המידע שהוא נושא ישמש לבניית חלבונים. באאוקריוטים, לפני שה-mRNA יוצא מגרעין התא, אנזימים מסוימים קוטעים ממנו רצפי נוקלאוטידים חסרי משמעות גנטית(אינטרונים, אשר לא מיועדים לייצור חלבונים; תהליך זה נקרא שחבור (Splicing). . בפרוקריוטים לא מתרחש שחבור, ומקטעי הmRNA מתחילים לעבור תרגום תוך כדי שעתוקם. category:גנטיקה קטגוריה:תא ja:MRNA

DNA

גילוי

מיקום וסידור

תפקוד

מבנה הד.נ.א

דרך המחקר

הקוד הגנטי

תגליות מרכזיות

מבנה הד.נ.א

פענוח הקוד

לקריאה נוספת

- עדי מרקוזה-הס, ביולוגיה עכשיו, בהוצאת ספרי תל אביב

קישורים חיצוניים

RRNA

Ribisomal RNA (בעברית: רנ"א ריבוזומלי; בדרך-כלל מסומן כ-rRNA) הוא אחד מסוגי ה-RNA הנמצאים בתאיהם של יצורים חיים. ה-rRNA, יחד עם מספר חלבונים, מרכיב את הריבוזומים, בהם מיוצרים כל החלבונים בתא לפי תבנית הנוקלאוטידים שנושא ה-mRNA. עקב מספר הרב של הריבוזומים, מהווה ה-rRNA כ-80% מהמסה הכוללת של ה-RNA בתא. ה-rRNA הוא בעל קצב שינוי מאוד איטי, ולפיכך משמש בקביעת מרחקים פילוגנטיים (קרבה אבולוציונית) בין ממלכות ומערכות בעולם החי. קטגוריה:גנטיקה קטגוריה:תא

RNAi

RNAi (ראשי תיבות של RNA interference, באנגלית: הפרעה ל-RNA) הינה תופעה גנטית המאופיינת בהקטנה משמעותית בביטוי גן ספציפי והחלבון אליו הוא מקודד, כתוצאה מנוכחותו של RNA דו-גדילי המכיל את הגדיל המשלים לגן. לתופעה תפקיד חשוב בוויסות מחזור התא וכן בויסות תגובה למצבי עקה שונים, בכללם מחסור בחומרי מזון והתקפה ויראלית. RNAi היא תופעה שאופיינה לראשונה ב 1998 כאשר RNA דו-גדילי ארוך שהוכנס לתאים של התולעת השטוחה C. elegans הפריע לביטוי של גנים בעלי רצף ספציפי. מאז אופיינה התופעה כמעט בכל היצורים האאוקריוטים, ומכאן שהיא שמורה מבחינה אבולוציונית.

סקירה

בתהליך ה-RNAi מפורקים מקטעי mRNA, ובכך נמנע תרגומם וביטוי הגן שקודד להם. נראה ש-RNAi התפתח כדי להגן על התא מפני רטרו-וירוסים (דוגמה לרטרו-וירוס: HIV, הנגיף הגורם למחלת האיידס), כנגד טרנספוזונים שמקורם בגנום המארח, וכנגד התבטאות עודפת של גנים שעלולה לגרום למחלות. כיום נתגלתה התופעה ברוב היצורים החיים בעלי הגרעין (איקריוטים).

מנגנון הפעולה

המנגנון ידוע רק בחלקו, והוא תלוי במידת ההתאמה לרצף המטרה ובמקור ה-RNA. siRNA נוצרים ע"י חיתוך של גדילי RNA כפולים וארוכים (dsRNA), שמקורם הוא בד"כ מחוץ לתא ושהם בעלי התאמה מלאה לרצף המטרה. siRNA יחבור לחלבון ויגרום לשבירת הגדיל. miRNA בעל התאמה חלקית (ושמקורם פנימי) יתלבשו על הגדיל וימנעו בכך את תרגומו לחלבון בריבוזום. כאשר RNA דו-גדילי ארוך נכנס לתא הוא מזוהה ועובר ביקוע על ידי האנזים Dicer, סוג של רנ"אז. חיתוך על ידי ה-Dicer יוצר RNA דו-גדיליים קצרים שמאופיינים בקצוות דביקים. אלה הם הsiRNA. ה-siRNA יוצר קומפלקס עם החלבון RISC. בשלב זה הקומפלקס משחרר את הגדיל הלא-משלים ונשאר קשור לגדיל המשלים. בשלב הבא, מזהה הקומפלקס גדיל RNA דו-גדילי נוסף בעל רצף משלים. הקומפלקס נקשר למולקולה זו ומבקע אותה. הוא אף חוזר על התהליך מספר פעמים עם מספר מולקולות שונות. את שברי ה-RNA מפרקים אנזימי רנ"אז, ובכך נגרמת השתקה של הגן. נראה שתהליך זה מוגבר בתוך התא. הרנ"א הפגום עשוי לשמש כעותק לייצור RNA חדש באמצעות RNA פולימראז תלוי רנ"א. תהליך זה מסתמך על סינתזת RNA ללא תחל (פריימר) שבה ה-RNA הפגום משמש כתבנית. ה-RNA הדו-גדילי שנוצר הוא הסובסטרט ל-Dicer שמייצר עוד siRNA. בפטריות, צמחים, תולעים ויונקים ישנו צעד הגברה נוסף: siRNA חד-גדיליים שאינם קשורים ב-RISC נקשרים ל-RNA; המטרה שלהם בדרך כלשהיא ספציפית לרצף. הם מהווים תחל ל-RNA פולימראז שמתחיל מהם את האנטיסנס של גדיל ה-RNA. הדו-גדיל שנוצר מהווה סובסטרט ל-Dicer שחותך אותו ל-siRNA .siRNA אלה בתורם יכולים לחבור ל-RISC לביקוע או להוות תחלים של פולימריזציית RNA מתווכת RNA. מנגנון זה אף אחראי בדרך לא ידועה להתפשטות RNAi ברקמה. miRNA הם קטעי RNA קטנים שלא מתורגמים לחלבונים. הם מקודדים על ידי הגנום של האורגניזם, ונוצרים ע"י עיבוד של RNA קצרים בצורת סיכות ראש (RNA hairpins). תפקידם לעכב את תרגום ה-mRNA באמצעות התאמה חלקית לרצף המטרה.

RNAi ברפואה ובמחקר

באופן פוטנציאלי לשיטה אפליקציות רפואיות: על ידי דיכוי ביטויים של גנים פגועים או כאלה שמקורם בנגיפים, ניתן לעקב את התפרצותם של מחלות: ריפוי גני, החשיבות הרבה המיוחסת לריפוי גנטי נובע מין העובדה לשמחלות גנטיות רבות כמו מחלת הנטינגטון אין תרופה. ישנם מספר שיטות לריפוי גנטי בעזרת RNAi: כדי להשיג אפקט טיפולי מתמשך יש להחדיר פלסמיד או וירוס מהונדס המקודד ל RNAi שיטה זאת הוכיחה את עצמה במספר מודלים של מחלות וירליות וגנטיות בבעלי חיים, בכללם בצהבת B. שיטה שניה לריפוי גנטי היא החדרה ישירה של RNAi לגוף על ידי הזרקה מקומית, הזרקה לוריד או החדרה לראות בשאיפה, ה RNA חודר לתאי הגוף בזכות פולימרים המאפשרים את חדירתו דרך ממברנת התא. שיטה זאת הוכחה בבעלי חיים בהשתקת הגן apoB המעורב ביצירת כולסטרול. עד כה לא הגיעה אף אחת מן הטכנולוגיות של ריפוי גנטי לאישור סופי של הראשות המזון והתרופות האמריקנית לשימוש בבני אדם, זאת בגלל היעילות הנמוכה של השיטות, ההפעלה הלא מבוקרת של התגובה החיסונית והסכנה שחדירת פלסמיד לDNA הגנום. נכון לזמן זה RNAi משמש רק ככלי מחקר בסיסי בביולוגיה מולקולרית כאמצעי להשתקת התבטאותם של גנים (Knockdown) במחקרים שמטרתם לבחון את התפקיד שממלאים גנים אלו.

קישורים חיצוניים

- [http://www.nature.com/focus/rnai/animations/animation/animation.htm אנימציה המציגה RNAi] קטגוריה :גנטיקה ja:RNAi

הידרוקסיל

הידרוקסיל (Hydroxyl) הינה קבוצה פונקציונלית (בכימיה אורגנית), וכן יון דו-אטומי (בכימיה אי-אורגנית; כאן נקראת הקבוצה הידרוקסיד, Hydroxide). קבוצה ההידרוקסיל ויון ההידרוקסיד מורכבים מאטום אחד של חמצן ואטום אחד של מימן, וכן עודף של אלקטרון אחד, דבר המקנה ליון מטען חשמלי שלילי: ^-OH. שמה של הקבוצה מורכב מהשורשים היווניים הידרו ("מים") ואוקסי ("חמצן").

הידרוקסיל

קבוצת ההידרוקסיל מסוגלת ליצור קשרי מימן עם אטומי מימן במולקולות אחרות (ובעיקר: עם מים), עובדה המקנה קוטביות מסוימת לכל התרכובות בהן קיימת קבוצת הידרוקסיל. התרכובות האורגניות הפשוטות ביותר המכילות קבוצת הידרוקסיל הן הכוהלים. כוהל יכול להכיל יותר מקבוצת הידרוקסיל אחת; דיולים מכילים שתי קבוצות, טריולים - שלוש, וכן הלאה. נגזרות של כוהלים מכילות גם הן קבוצת הידרוקסיל. אנולים, למשל, מכילים קבוצת הידרוקסיל הצמודה לקשר קוולנטי כפול בין שני אטומי פחמן. קיימות כמה נגזרות לקבוצת ההידרוקסיל עצמה: קבוצת אלדהיד (מסומלת CHO ולעולם לא COH, בכדי להבדילה מאטום פחמן הקשור לקבוצת הידרוקסיל) וקבוצת קרבוקסיל (COOH; שמה מורכב מהמילים קרבוניל והידרוקסיל). כוהלים מתנהגים לעתים כחומצות ולעתים כבסיסים. במסגרת היותם בסיסים הם מסוגלים להגיב עם חומצות קרבוקסיליות לקבלת מלחים אורגניים הקרויים אסטרים, והמכילים את הקבוצה הפונקציונלית COO. פחמימות (רובן סוכרים) מכילות קבוצות הידרוקסיל רבות; כמעט לכל אטום פחמן בסוכרים קשורה קבוצת הידרוקסיל. קיומה או היעדרה של קבוצת קרבוקסיל באחד אטומי הפחמן של הסוכר ריבוז, המהווה מרכיב בכל הנוקלאוטידים, יוצר את אחד ההבדלים העיקריים בין DNA ו-RNA. השיירים של שלוש חומצות אמינו (סרין, תראונין וטירוזין) מסתיימים בקבוצת הידרוקסיל, דבר ההופך אותן לחומצות אמינו קוטביות; לעובדה זו חשיבות רבה בקיפול חלבונים ובעיצוב המבנה התלת-מימדי שלהם.

הידרוקסיד

נוכחות של יוני הידרוקסיד בתמיסה מימית נקראת בסיסיות. ערך ה-pOH של תמיסה, המהווה מדד לבסיסיותה, הינו למעשה ההיפך מערך ה-pH, המודד חומציות. ניתן לחשב את ה-pOH אם מחסירים את ה-pH מ-14. תמיסה בעלת pH=2, למשל, הינה בעלת pOH=12. תרכובת של מתכת עם יון הידרוקסיד הינה תמיד בסיס. הידרוקסידים של המתכות האלקליות, ובמיוחד נתרן הידרוקסידי (NaOH) ואשלגן הידרוקסידי (KOH) הינם בסיסים חזקים מאוד, המסוגלים לאכל כמעט כל חומר. כשהידרוקסיד מגיב עם חומצה מתקבל מלח; כמה מהמלחים הידועים ביותר נוצרים בתגובות כאלו, ביניהם מלח בישול, הנוצר כשנתרן הידרוקסידי מגיב עם מימן כלורי. קטגוריה:כימיה קטגוריה:כימיה אורגנית ja:ヒドロキシル基

פרוקריוטיים

פרוקריוטיים (Prokaryote) (מלטינית: 'פרו' = 'לפני'; 'קריון' מיוונית = 'אגוז', גרעין התא; פרוקריוט = 'לפני גרעין') הם יצורים מיקרוסקופיים בעלי תא יחיד חסר גרעין. בעבר נחשבו לממלכה נפרדת בעולם הטבע שהיתה קרויה מונרה וכללה גם את הכחוליות (אצות כחולות). כיום הפרוקריוטיים מהווים שתי על-ממלכות:
- חיידקים אמיתיים (בקטריות) – הכחוליות הן אחת המערכות בעל הממלכה הזו.
- חיידקים קדומים בין התאים הפרוקריוטיים נמנים בעיקר יצורים פשוטים בעלי תא אחד כמו חיידקים. מדענים מאמינים כי צורות החיים הראשונות שהתפתחו על גבי כדור הארץ היו תאים פרוקריוטיים וכי רק אחר כך הופיעו גם תאים אוקריוטיים. הודות לפשטותם של צורות חיים אלו הם ניחנים בכושר השרדות רב וניתן למצוא אותם גם בסביבות עויינות במיוחד. אוקריוטיים קטגוריה:ביולוגיה קטגוריה:מיקרוביולוגיה ja:原核生物 ko:원핵생물

השערת עולם הרנ"א

בסיס ההשערה - זיווג בסיסים

בעיית יציבות הרנ"א

בעיות נוספות בהשערה

קישורים חיצוניים

[http://www.ynet.co.il/articles/0,7340,L-3030312,00.html התורשה שמעבר לדנ"א - מתוך גלילאו] קטגוריה:ביולוגיה

קטגוריה:תא

קטגוריה:ביולוגיה

Benjamin Franklin Butler (politician)

Benjamin Franklin Butler (November 5, 1818 – January 11, 1893) was an American lawyer, soldier and politician. He was born in Deerfield, New Hampshire, and was graduated from what is now Colby College in 1838, was admitted to the Massachusetts bar in 1840, began practice at Lowell, Massachusetts, and early attained distinction as a lawyer, particularly in criminal cases. Entering politics as a Democrat, he first attracted general attention by his violent campaign in Lowell in advocacy of the passage of a law establishing a ten-hour day for laborers; he was a member of the Massachusetts House of Representatives in 1853, and of the Massachusetts Senate in 1859, and was a delegate to the Democratic National Conventions from 1848 to 1860. In that of 1860 at Charleston he advocated the nomination of Jefferson Davis and opposed Stephen A. Douglas, and in the ensuing campaign he supported John C. Breckinridge.

Civil War

John C. Breckinridge Governor John A. Andrew sent Butler with a force of Massachusetts troops to reopen communication between the Union states and Washington, D.C. By his energetic and careful work Butler achieved his purpose without fighting, and he was soon afterwards appointed major general of U.S. Volunteers. Assigned command of Fort Monroe, Butler declined to return to their owners fugitive slaves who had come within his lines, on the ground that, as laborers for fortifications, and so on, they were contraband of war, thus originating the phrase contraband as applied to African-Americans. In the conduct of tactical operations Butler was almost uniformly unsuccessful, and his first action at Big Bethel, Virginia, was a humiliating defeat for the National arms. He was also head of the Department of Eastern Virginia. Later in 1861 Butler commanded an expeditionary force, which, in conjunction with the navy, took Forts Hatteras and Clark, in North Carolina. In 1862 he commanded the force that occupied New Orleans. In the administration of that city he showed great firmness and severity. New Orleans was unusually healthy and orderly during the Butler regime. Many of his acts, however, gave great offense, such as the seizure of $800,000 that had been deposited in the office of the Dutch consul. Most notorious was an order on May 15, issued after some provocation, that if any woman should insult or show contempt for any officer or soldier of the United States, she shall be regarded and shall be held liable to be treated as a "woman of the town plying her avocation", i.e., a prostitute. This order provoked protests both in the North and the South, and also abroad, particularly in England and France, and it was doubtless the cause of his removal in December, 1862. On June 1 he had executed one William B. Mumford, who had torn down a United States flag placed by Admiral Farragut on the United States Mint; for this execution he was denounced (December 1862) by President Davis in General Order 111 as a felon deserving capital punishment, who if captured should be reserved for execution. In the spring of 1864 Butler was placed at the head of the Army of the James and ordered to attack in the direction of Richmond from the east, destroying rail links and distracting Robert E. Lee, in conjunction with attacks from the north by Ulysses S. Grant. Grant had little use for Butler's military skills, but Butler had strong political connections that kept him in positions beyond his competence. His offensive bogged down east of Richmond in the area called Bermuda Hundred and he was unable to accomplish any of his assigned objectives. But it was his mismanagement of the expedition against Fort Fisher, North Carolina, that finally led to his recall by General Grant in December. He resigned his commission November 30, 1865.

Post war years

He was a Republican representative in the U.S. Congress from 1867 to 1879, except from 1875 to 1877, i.e. the 40th, 41st, 42nd, 43rd and 45th Congresses. In Congress he was conspicuous as a Radical Republican in Reconstruction legislation, and wrote the 1871 Ku Klux Klan Act. He was one of the managers selected by the House to conduct the impeachment, before the Senate, of President Johnson, opening the case and t