[עושים היסטוריה] 169: ההיסטוריה של הגנטיקה, או – טיפול 10,000 לארנבת (ש.ח)

הורדה - קריאה - הרשמה

הורד למחשב (mp3) • קרא את הפרק • הרשמה לעדכונים בדוא"ל על פרקים חדשים

לגרגור מנדל הייתה בעיה: לחץ. בכל פעם שעמד בפני אתגר מלחיץ, מנדל התמוטט ולא תיפקד. בלית ברירה 'היגלה' את עצמו מרצון למנזר שקט ונידח ושם, הרחק מעיני שאר העולם, ערך ניסויים באפונה. איש לא ידע זאת, אך מנדל היה הגנטיקאי הראשון.

  • 0600: פרנסיס גלטון (Gelton) עושה טיפול עשרת-אלפים לארנבות ומפריך תיאוריית הורשה מימיו של אריסטו.
  • 1230: גרגור מנדל עורך ניסויים גנטיים על זרעי אפונה, וחושף את הבסיס הסטטיסטי של הדנ"א.
  • 2430: מוטציה אקראית בדנ"א של ויקטוריה, מלכת אנגליה, גורמת למחלת ההמופיליה אצל בית המלוכה הרוסי – ומחוללת שרשרת של מאורעות שתרמה, בדיעבד, להתמוטטותה של האימפריה הרוסית והמהפכה הבולשביקית.

escapeit

פרק בשידור חי – תיאטרון צוותא

ב-10.11.15 נקיים ערב מיוחד בתיאטרון צוותא שבתל-אביב, בסימן 58 שנים לשיגורה של הכלבה לייקה לחלל. אני אעביר הרצאה אודות סיפורה של לייקה, ויחד איתי על הבמה יהיו ניר סייג שינגן את המוזיקה – ואורחים מגניבים (שאני עדיין לא יכול לחשוף את זהותם) מתעשיית החלל הישראלית. הבטיחו את מקומותיכם – הנחה מיוחדת למאזיני עושים היסטוריה, הקוד – 'עושים היסטוריה'. לרכישת הכרטיסים:

http://tzavta.co.il/EventPage.aspx?id=194

 

כתובת חדשה ל-RSS

הודעה חשובה למאזינים דרך iTunes, באייפון או במחשב: עקב תקלות טכניות בשירות אחסון הפרקים של התכנית, פתחתי ערוץ חדש לתוכנית ב-iTunes. אנא הרשמו לערוץ החדש כדי להנות מעדכונים שוטפים בעתיד: הערוץ הישן עדיין פעיל, אבל סובל מתקלות רבות ובעתיד הקרוב אפסיק לתמוך בו.

ההודעה תקפה גם למאזינים באמצעות מכשירי אנדרואיד: אנא חפשו את הערוץ החדש באפליקציה שלכם, או הזינו את כתובת ה-RSS ידנית. פרטים נוספים והסבר צעד-אחר-צעד, כאן.

האזנה נעימה,
רן

========================================

(פרסומות)

הפרק בחסות Escape IT – משחק חשיבה מאתגר: חמישה אנשים, שישים דקות, חדר נעול. האם תצליחו לברוח?

Escapte IT הוא חדר בריחה – משחק שכובש את העולם בשנים האחרונות – בלב תל אביב, לא רחוק ממגדלי עזריאלי. הקונספט מזכיר קצת קווסטים – משחקי מחשב שאולי חלקכם זוכר מהילדות: נועלים אתכם בחדר, השעון מתחיל לספור – ואתם צריכים לפתור חידות הגיון, צפנים ולהפעיל מחשבה יצירתית כדי לברוח. escapte it מתאים גם לקבוצות וגם וזוגות, ואפילו אפשר לשחק בשני חדרים במקביל – ראש בראש, קבוצה מול קבוצה. הכי מגניב – espcate it מתאים גם לפעילות גיבוש של צוותים בחברות. כיף אדיר, מניסיון אישי. פרטים נוספים באתר הבית של escape it.

הפרק בחסות AudioEngine, המציעה מערכות סטריאו באיכות גבוהה לעולם הדיגיטלי – ובמחירים שפויים.

המבקרים של HT magazin העניקו לרמקולים מדגם A5+ של אודיואנג'ין את תואר הרמקולים המדפיים הטובים של השנה בקטגוריה של עד 5000 ש"ח, וכתבו – 'עיצוב אלגנטי, חיבורים איכותיים, שליטה נוחה והעיקר – איכות צליל גבוהה – הופכים את A5+ לרמקולים האידילאליים למי שמחפש ציוד סטריאו שיתפוס מינימום מקום וייתן מקסימום תמורה למחיר."

Audioengine מציעה למאזיני עושים היסטוריה הנחה מיוחדת על הזמנות באתר, כך שאין לכם סיבה להתפשר על האיכות שאתם אוהבים.

הפרק בחסות Blazemeter, החברה מובילה בתחום ה-Performance ו-load testing, המגייסת מפתחים ומהנדסי תוכנה במגוון תחומים.

בלייזרמטר מפתחת מוצר המאפשר לערוך בקלות בדיקות עומסים וביצועים ולקצר משמעותית את זמני הפיתוח. בין לקוחותיה של בלייזמר תמצאו את פייזר, אדובי, גאפ, דיסני ועוד.
בלייזמטר מגייסת כעת מפתחים ומהנדסי תוכנה – Support , Back End, Cloud, DevOps ובתחומים רבים אחרים. המשרדים קרובים לתחנת הרכבת עזריאלי, בחברה יש אוירה טובה ומשפחתית, רעיונות מחליפים על יד שולחן הסנוקר ובפינת הפלייסטיישן..

בקרו באתר של בלייזמטר כדי לגלות עוד על האנשים והטכנולוגיה ולהגיש את קורות החיים שלכם.

========================================

לחצ/י כאן כדי להרשם לרשימת התפוצה ולקבל עדכונים על פרקים חדשים.

התחברו אלינו ברשתות החברתיות: פייסבוק, גוגל+,טוויטר ויו-טיוב

========================================

פרקים קודמים בנושאים דומים:

לשים את האטומים במקום הנכון – על מחשוב ביולוגי(לקרוא)(mp3)

היום שבו גיליתי שאני בעצם בדואי – על גנטיקה ואבולוציה, חלק ב' (לקרוא)(mp3)

הסיוט הגדול ביותר של הכינים – על מגיפות קטלניות (לקרוא)(לקנות)

תמלול הפרק:

ההיסטוריה של הגנטיקה, או – טיפול עשרת אלפים לארנבת

זה תמיד אותו הסיפור הישן והמוכר. בחור פוגש בחורה. בחור ובחורה מתאהבים. בחור קונה לבחורה טבעת אירוסין. בחורה לא ממש מתלהבת מהטבעת אבל מעמידה פנים כדי לא להעליב את הבחור. בחור ובחורה מתחתנים. בחור ובחורה נכנסים למיטה, עושים את מה שעושים ואחרי תשעה חודשים יוצא תינוק.
אבל רגע. עיצרו את הסוסים. למה יוצא תינוק? זאת אומרת, למה דווקא תינוק אנושי? למה לא…סוס? או דג? או כל יצור אחר. ברור ששני ההורים הם בני אדם, אבל כיצד התכונה המסתורית הזו- 'להיות אדם'- מועברת אל הדור הבא? זאת ועוד, למה הצאצא דומה להוריו או, במקרים מסוימים, לשכן? מהו בדיוק המנגנון שמאפשר להורים להוריש את התכונות שלהם אל הילדים?

אריסטו ופילוסופים יוונים אחרים שיערו שהדם הוא זה שנושא את התכונות התורשתיות: מכאן מגיעים אלינו ביטויים כמו 'קשרי דם' או 'דם כחול'. לחוקרים הקדמונים לא הייתה דרך להוכיח או להפריך את התיאוריה הזו, והיא נותרה על כנה במשך יותר מאלפיים שנים.

במאה ה-19 הופיעה תיאוריה חדשה בשם פאן-גנסיס. הפאן-גנסיס שימרה את הרעיון המקורי של תורשה באמצעות הדם, ואף הרחיבה אותו. על פי תאוריה זו, כל איבר בגוף מפריש חלקיקים זעירים שמכילים את התכונות שלו: כמו זרעי צמחים קטנים, אם תרצו. החלקיקים הללו מועברים- כנראה בתוך זרם הדם- אל איברי המין ומשם אל התינוק המתפתח, שם הם צומחים והופכים לאיברים הבוגרים והשלמים.

אחד מתומכיה המפורסמים של תאוריית הפאן-גנסיס היה צ'ארלס דארווין. למרבה האירוניה, מי שהפריך את התאוריה הזו, בשנת 1870, היה החוקר פרנסיס גלטון (Galton), שהיה בן-דוד רחוק של דארווין. גלטון ביצע סדרה של ניסויים פשוטים וחכמים. הוא לקח ארנבות משני גזעים שונים: גזע אחד שהייתה לו פרווה אפורה ואוזניים זקופות, וגזע שני בעל פרווה לבנה ואוזניים שמוטות. גלטון שאב דם מארנבת בעלת פרווה אפורה והזריק אותו לארנבת בעלת אוזניים שמוטות. הוא הזריק לארנבת עוד ועוד דם, עד שהיה משוכנע שכל הדם שבארנבת שמוטת האוזניים הוא למעשה דם של ארנבת אפורת פרווה. במילים אחרות, הוא עשה לארנבת טיפול עשרת-אלפים. הוא ביצע את אותו הדבר לארנבות נוספות, ואז אפשר להן להתרבות. גלטון בחן בקפידה את הצאצאים, אבל לא מצא שום שינוי מהגזע המקורי: הפרווה לא הפכה לאפורה בעקבות עירוי הדם, והאוזניים נותרו זקופות כמקודם. מכאן, הסיק גלטון, ששום תכונה של הארנבת לא מועברת באמצעות הדם. אז אם הדם אינו מעביר את התכונות, כיצד בכל זאת הן מועברות מדור לדור? הבה נתקוף את השאלה הזו מכיוון אחר.

שני ההורים בדרך כלל שונים מאוד זה מזה. האב יכול להיות נמוך, מכוער ועשיר והאם גבוהה, נאה ומאותגרת כלכלית. מה קובע אילו תכונות יקבל הילד מאביו ואילו מאימו?

רוב המדענים במאה ה-19 האמינו שהתכונות של הצאצא הן מיזוג של תכונות ההורים. הכוונה כאן למזיגה חלקה, באותו האופן שבו צבע כחול מתערבב עם צהוב ליצירת צבע ביניים, ירוק. זאת אומרת שאם האב מכוער והאם יפיפייה, הילד ייצא בסדר, סביר. התיאוריה הזו קיבלה חיזוק מכמה תופעות שהיו מוכרות לכולם. אם אחד ההורים היה לבן והשני שחור, למשל, הילד בדרך כלל היה מקבל גוון ביניים- מה שמכונה בדרך כלל 'צבעוני'.

אבל פה ושם היו תכונות שתיאורית מזיגת התכונות פשוט לא הצליחה להסביר. אם לאב יש עיניים חומות ולאם יש עיניים כחולות, העיניים של הילד אף פעם לא יקבלו צבע-ביניים! הן תמיד יהיו בצבע חום או כחול. עוד יותר גרוע- מבחינת התאוריה- לפעמים לשני ההורים היו עיניים חומות, והילד עדיין היה יוצא עם עיניים כחולות. המדענים במאה ה-19 שברו את הראש בניסיונות להסביר את ההתנהגות התורשתית המשונה הזו.

סודות הגרעין

באותו הזמן בערך החל מתפתח המדע הצעיר של חקר תאי בעלי החיים. המדענים שחקרו את התאים עבדו במנותק מהביולוגים שהתחבטו בשאלות התורשה והאבולוציה- איש לא דמיין, באותם הימים, שיכול להיות קשר כלשהו בין שני תחומי מחקר כה שונים.

עוד מימי המיקרוסקופים הראשונים, במאות ה-17 וה-18, חוקרי התאים הבחינו בעובדה שבתאים רבים, אם כי לא בכולם, ישנו מבנה מרכזי קטן. הם כינו אותו 'גרעין'- אבל לא הצליחו להבין מה תפקידו בתא. ב-1871 בחן מדען שוויצרי בשם יוהאן מיישר מוגלה- אותו נוזל לא סימפטי הבוקע מתוך פצעים. הוא גילה שהמוגלה מכילה המון תאי דם לבנים, ושגרעיני התאים הלבנים מכילים אטומי זרחן. זו הייתה הפתעה גדולה: באף מקום אחר בתא, ככל שידע מיישר, אין זרחן. מה שונה בגרעין התא, שמביא לכך שדווקא שם נמצאים אטומי זרחן? למיישר לא הייתה תשובה לשאלה הזו. הוא ותלמיד שלו המשיכו לחקור את תכונותיו של הגרעין וגילו שהזרחן הוא חלק מתרכובת כימית בעל חומציות קלה. הם כינו את התרכובת הזו 'חומצת גרעין'.

חלפו עוד שלושים שנה, אבל איש לא הצליח לפצח את סודות הגרעין. המדענים שבחנו אותו מתחת למיקרוסקופ ראו בגרעין מבנים מעניינים ומשונים- למשל, סיבים ארוכים ודקים שקיבלו את השם 'כרומוזומים'- אבל לא הצליחו להצמיד להם תפקיד ספציפי בתוך התא. השינוי המשמעותי התחולל בשנת 1901, כששלושה מדענים שונים הגיעו, בנפרד אחד מהשני, לתובנות מהפכניות לגבי מנגנון התורשה- תובנות שהפכו את תפיסת עולמם של הביולוגים. כשדיווחו אותם המדענים על ממצאיהם, הם גילו שמישהו הקדים את שלושתם. לא בשבוע, לא בחודש או אפילו בשנה, אלא בחמישים שנים תמימות. האיש הזה היה גרגור מנדל.

גרגור מנדל

גרגור מנדל נולד בשנת 1822 באוסטריה. הוא היה אינטליגנטי, שקדן ורציני- אבל הייתה לו בעיה אחת קטנה: הוא לא ידע להתמודד עם לחצים. בכל פעם שגרגור הצעיר ניצב בפני אירוע מלחיץ, הוא היה מתמוטט. ולא סתם התמוטטות: התפרקות מוחלטת. בבית הספר התיכון גרמו לו המבחנים לחולשה וכאבי ראש כה עזים, עד שהיה מוכרח להפסיק את הלימודים למספר חודשים ולנוח באזור מבודד. כשהגיע לאוניברסיטה ועמד מול בחינות הסיום, הוא שוב התמוטט. מנדל נאלץ לחזור על שנת לימודים שלמה, הגיע בשנית למבחני הסיום- ושוב פעם התמוטט!

ביוגרפים מודרניים משערים שההתמוטטויות של מנדל היו למעשה התקפים אפילפטיים קשים שנגרמו בשל הלחצים. תהיה הסיבה אשר תהיה, התגובה הקיצונית שלו ללחץ השפיעה על כל מהלך חייו. מנדל החליט, בלית ברירה, לשנות כיוון ולהפוך לכומר. סביר להניח שהוא היה אדם דתי במידה זו או אחרת, אבל כנראה שהשיקול המשמעותי בבחירה זו היה השקט והשלווה של המנזר.

אבל נראה שאפילו החיים המשמימים במנזר היו יותר מדי תוססים וסוערים עבורו. מספר ימים לאחר שנכנס למנזר הוא שוב התמוטט, ואב המנזר כתב עליו:

"מנדל אינו מתאים להפוך לנזיר. הוא אינו מסוגל לראות סבל ומחלה. בתגובה למה שעמד בפניו התמוטט בצורה מסוכנת ונאלצתי לשחררו מכל חובותיו במנזר."

אב המנזר, שהבין שהנזיר החדש הוא לא בדיוק צ'אק נוריס, החליט לשלוח את מנדל ללמד מתמטיקה ולטינית בעיירה קטנה. לצורך העניין מנדל היה צריך לעבור בחינת הסמכה. הוא ניגש למבחן ו…כמה מפתיע, התמוטט. ניגש למועד הקיץ, והתמוטט שוב. אחרי שנה חזר להיבחן פעם נוספת…והתמוטט. חלפו חמש שנים. גרגור ניגש לאותו המבחן. והתמוטט. הוא חזר למנזר מאוכזב ושבור.

מנדל השתקע במנזר והחל מבצע מחקרים ביולוגיים באופן עצמאי, בסביבה תומכת וללא כל לחץ חיצוני. מנדל שתל 22 זנים של אפונים, צמח רגוע במיוחד כידוע, הכליא ביניהם ועקב אחר שבע תכונות שלהם כגון אורך התרמיל, מידת החיספוס שלו וכדומה.

הניסויים העצמאיים שביצע חשפו תוצאות מסקרנות. כשגרגור הכליא אפונה מחוספסת עם אפונה חלקה, למשל, כל הצאצאים של הדור הבא היו חלקים. הוא הכליא את האפונים החלקים זה עם זה, אבל בדור הבא- הדור השלישי של הניסוי- לא כל האפונים היו חלקים. פה ושם הופיעו אפונים מחוספסים. מנדל הקפדן ניהל רישום מדויק של תכונות האפונים וגילה שהאפונים המחוספסים אינם מופיעים באקראי, אלא תמיד ביחס של שלוש לאחד. זאת אומרת, בדור השלישי יהיו תמיד פי שלושה יותר אפונים חלקים מאשר מחוספסים.

מנדל אולי לא ידע זאת, אבל הוא לא היה הראשון שניתקל בתופעה הזו. שלושים שנה קודם לכן ביצע חוקר בשם תומאס אנדרו נייט הכלאות בין אפונים אפורים ולבנים. בדור השני התקבלו אפונים אפורים בלבד, ובדור השלישי אפונים אפורים וגם לבנים ביחס של שלוש לאחד. נייט הבין שהצבע האפור דומיננטי על הצבע הלבן אצל האפונים, אבל לא הצליח למצוא הסבר לכך.

אפילו צ'ארלס דארווין עסק בהכלאה של צמחים. הוא הכליא צמחים בעלי פריחה סימטרית עם פריחה אסימטרית, וגם אצלו קיבל בדור השלישי פרח אחד סימטרי על כל שלושה פרחים אסימטריים. אבל למה?
לגרגור מנדל הייתה תשובה. הוא הניח שכל תכונה מיוצגת בצמח על ידי שני גנים. לא הייתה לו שום דרך לדעת מהם אותם הגנים ואיך הם נראים בפועל בתא- אבל זה לא ממש משנה. זהו פתרון שמבוסס על מתמטיקה, או יותר נכון על סטטיסטיקה- ולא על ביולוגיה.

נניח שבדור הראשון של האפונים הורה אחד מכיל שני גנים ושניהם נותנים את אותה ההוראה: תהיה חלק. ההורה השני מכיל שני גנים וגם הם נותנים הוראה זהה: תהיה מחוספס. כל הורה תורם גן אחד בלבד לצאצא. מכאן שלכל אפונה בדור השני ישנם שני גנים שונים: אחד שקובע שיהיה לה מרקם מחוספס, ואחד שקובע שיהיה לה מרקם חלק.

עכשיו האפונה בבעיה. ההורים שלה הורישו שני גנים שנותנים לה הוראות מנוגדות, אבל היא לא יכולה להיות 'חצי מחוספסת'. היא חייבת לבחור את מי היא אוהבת יותר, את אבא או את אמא…מנדל קבע שאחד מהגנים תמיד יהיה גן דומיננטי על פני השני ויקבע איך תתבטא התכונה בפועל. במקרה הזה, הגן שקובע שהמרקם הוא חלק הוא הדומיננטי ולכן כל הצאצאים יהיו תמיד חלקים.

אבל הגן החלש יותר, שמנדל כינה אותו 'רצסיבי', אינו נעלם. הוא עדיין קיים בצמח למרות שהוא אינו בא לידי ביטוי. בדור הבא מנדל זיווג שני הורים מהדור השני, שלכל אחד מהם ישנו גן אחד חלק וגן אחד מחוספס. כאן זה כבר עניין של מזל וסטטיסטיקה. מבין כל ארבעה צאצאים בממוצע, שלושה יקבלו לפחות גן חלק אחד- ואז הם יהיו חלקים, כי הוא הדומיננטי. אבל כל צאצא רביעי, פחות או יותר, יקבל שני גנים זהים, ושניהם יהיו מחוספסים. בהיעדר גן דומיננטי, הגנים הרצסיבים לוקחים פיקוד והאפונה תהיה מחוספסת. הפתרון הזה מסביר בצורה כמעט מושלמת את תוצאות הניסוי, ועכשיו כל מה שהמדענים צריכים לעשות הוא לצאת ולחפש בתא מנגנון שנראה כמו זוגות של גנים. זו הייתה פריצת דרך דרמטית בחקר התורשה. האדמה הייתה צריכה לרעוד. חוקרים בחלוקים לבנים היו אמורים עתה להסתער על המיקרוסקופים שלהם.

אבל גרגור מנדל היה נזיר ביישן ממנזר שקט, ולא פרופסור מכובד מאוניברסיטה יוקרתית. הוא פרסם את מחקריו בביטאון נידח של אגודה מדעית מקומית שולית, ואף אחד בקהילה העולמית לא התייחס אליהם. מנדל שלח ארבעים עותקים מהמאמר לבוטנאים ידועים ורק אחד מהם, קארל נגלי, השיב לו. לרוע המזל, הוא הפנה את מנדל אל הכיוון הלא-נכון. נגלי הציע לו לשחזר את ניסוייו על צמח הקיטה, ממשפחת החמניות. מנדל ביצע את הניסוי שוב, אבל לא הצליח לשחזר אותו: התוצאות שהפיק צמח הקיטה היו שונות לחלוטין מאילו של האפונה! בדיעבד התברר שצמח הקיטה מתרבה ברביה א-מינית, זאת אומרת- הצאצאים הם העתקים מושלמים של האם, ואין כאן מנגנון של ערבוב גנטי כפי שמתרחש ברבייה מינית.

מנדל ניסה ליישם את התיאוריה שהגה גם על בעלי חיים. גם כאן לא שיחק לו המזל: הוא בחר לעשות את הניסויים על דבורים, אבל בחר בזן שהיה אלים בצורה חריגה ועקץ את הנזירים ללא הרף. מנדל נאלץ להשמיד את הדבורים ולהפסיק את הניסוי. הוא נטש את המדע לגמרי והתמקד בענייני המנזר. בגיל 46 נבחר להיות אב המנזר וב-1884 הלך לעולמו בגיל 62. מחקריו נותרו עלומים במשך שנים ארוכות, וגם כשנתגלו מחדש לבסוף עדיין נדרשו למדענים עשרות שנים נוספות עד שהבינו מהם, למעשה, אותם 'גנים' ואיפה הם נמצאים בתוך התא החי.

אחד מאותם שלושת המדענים שגילו מחדש את חוקי מנדל היה יו דה ורי. דה ורי גילה גם תופעה נוספת, בלתי מוכרת. מדי פעם הופיעו בצאצאים תכונות חדשות, שלא היו אצל הוריהם. התופעה הזו לא התאימה למסגרת הנוקשה שהתווה מנדל. דה ורי הסיק שמדובר בשינוי חד ופתאומי בתכונה שמקודד הגן, וכינה אותה בשם 'מוטציה'.

הממצא הזה עורר התרגשות רבה אצל המדענים מכיוון שעל פניו, הוא מילא דרישה חשובה של תורת האבולוציה. דארווין שיער שבעלי החיים משתנים מדור לדור כדי להתאים את עצמם לסביבתם, אבל חוקי מנדל גרסו שהתכונות שמופיעות אצל הצאצא כבר היו קודם אצל הוריו. מאין, אם כן, מגיע השינוי? המוטציה היא שינוי, כמובן, תכונה חדשה לחלוטין אצל הצאצא.

אבל עד מהרה התברר שהמוטציה דווקא עושה בעיות לתורת האבולוציה. ממצאי המאובנים הראו שהשינויים אצל בעלי החיים הם הדרגתיים מאוד ו'נמרחים' על פני עשרות ומאות אלפי שנים. מוטציה בגן, לעומת זאת, היא עניין חד ובכלל לא הדרגתי: הגן יכול להיות חלק או מחוספס, והשינוי מופיע כבר בדור הבא.
התשובה לסתירה הזו נתבררה רק בשנות העשרים של המאה הקודמת, כשהבינו החוקרים שתכונות נקבעות לרוב על ידי קבוצות של גנים, ולא על ידי גנים בודדים. גובה, יופי, אינטליגנציה וכולי הם תוצאה של אינטראקציה בין המוני גנים שונים שכל אחד מהם אחראי לחלבון בודד. מוטציה בגן בודד, אם היא אינה מזיקה ליצור והורגת אותו, עשויה לחדור למאגר הגנים של המין כולו ולהישאר 'רדומה' במשך שנים רבות- עד שמוטציות נוספות מצטרפות אליה ומחזקות אותה.

זה לא אומר שלמוטציה בודדת אין השפעה כלל. לפעמים יש לה השפעה דרמטית, והיא אפילו יכולה להסיט את מהלך ההיסטוריה, כפי שתראה הדוגמא הבאה.

המופיליה

בשנת 1818 חברו זרעון מלכותי וביצית אריסטוקרטית, ויצרו את ויקטוריה מלכת אנגליה. מחקרים מודרניים העלו שבאדם ממוצע ישנם 100 עד 200 מוטציות. רובן לא משפיעות עלינו כלל, אבל אצל המלכה ויקטוריה הופיעה מוטציה רבת משמעות.

ההמופיליה הייתה מחלה מוכרת גם בתקופתה של ויקטוריה. מדובר בתסמונת שבה נפגמת יכולתו של הדם להיקרש. החולים בהמופיליה נטו ללכת לעולמם בגיל צעיר, מכיוון שכל פצע קטן או דימום פנימי שולי היה גורם להם לדמם למוות. הגן שאחראי על קרישת הדם נמצא בכרומוזום המכונה 'כרומוזום X'. לנשים יש שני עותקים של הכרומוזום הזה, כך שאם עותק אחד נפגם על ידי מוטציה- יש סיכוי גבוה שהעותק השני יהיה תקין ומנגנון קרישת הדם יתפקד כהלכה. אצל גברים, לעומת זאת, יש כרומוזום X בודד, כך שכל פגם בו מתבטא מיד בהמופיליה.

התוצאה הייתה שהמלכה ויקטוריה הייתה נשאית של הגן הפגום אבל לא הייתה חולת המופיליה בעצמה. הפעם הראשונה שהגן הפגום בא לידי ביטוי הייתה אצל הנסיך ליאופולד, בנה השמיני של המלכה. ליאופולד היה היחיד מבין הילדים שהיה חולה בפועל- והוא אכן נפטר בגיל 31 לאחר נפילה קטנה ולא משמעותית. לאיש לא היה מושג שחלק מהנסיכות נשאו את הגן הפגום אצלן, כמו פצצה מתקתקת.

למען הדיוק המדעי יש לציין שאולי המוטציה המקורית לא הופיעה אצל המלכה ויקטוריה. סקס מחוץ לנישואים לא היה נדיר גם באותם הימים, כך שיכול להיות שאם ויקטוריה לא הייתה באמת בתו של הדוכס מקנט, אביה הרשמי, ייתכן וירשה בעצמה את ההמופיליה מאדם אחר. כך או כך, למוטציה הקטנה הזו הייתה השפעה דרמטית על אירופה כולה.

אחת מנשאיות הגן הפגום הייתה הנסיכה אלכסנדרה, נכדתה של ויקטוריה. היא הייתה אמורה להינשא לבן דודה ויורש העצר, ג'ורג החמישי, אבל העדיפה להינשא לצאר הרוסי ניקולאי. בכך הצילה אלכסנדרה בלא יודעין את בית המלוכה הבריטי מקללת ההמופיליה- אבל חרצה את דינו של בית המלוכה הרוסי.

לצאר ולצארינה נולדו שלוש בנות בריאות, ובן בשם אלקסיס. ההמופיליה אובחנה אצל אלקסיס עוד מגיל צעיר, כשהחל מדמם ללא הפסקה מטבורו. למרות שאלכסנדרה הקפידה שבנה יהיה מוגן ככל האפשר, חייו של יורש העצר היו קשים מנשוא. כל חבטה קטנה גרמה לדימומים פנימיים אשר חדרו לתוך המפרקים, ניפחו אותם ומנעו ממנו לזוז. הוא סבל מכאבי תופת נוראיים.

כשהיה אלקסיס בן 8, הופיע אצלו דימום פנימי קשה. מצבו הלך והתדרדר והרופאים הרימו ידיים. אל אלכסנדרה הנואשת הגיעו שמועות אודות נזיר נודד אשר זה עתה חזר מעלייה לרגל לירושלים, והוא ניחן בכוחות ריפוי מיסטיים. היה לו שיער ארוך, זקן עבות, פנים רזות ועיניים בהירות ובעלות עוצמה מהפנטת. שמו של הנזיר היה רספוטין.

הצארינה הזמינה אליה את רספוטין, והנזיר הודיע לה נחרצות שהילד יבריא בקרוב. לא ברור מה עשה רספוטין לאלקסיס, אבל הנבואה התבררה כנכונה והילד חזר לאיתנו. סביר להניח שעצם העובדה שרספוטין סילק מחדרו של הילד את כל הרופאים המלחיצים ואפשר לו סוף סוף לישון בשקט, תרמה להחלמתו.

מאותו הרגע הפך רספוטין לחבר קרוב של המשפחה המלכותית. באמצעות הצארינה, שהייתה שבוייה לחלוטין בקסמי הכריזמה האדירה שלו, הייתה לו השפעה רבה בחצר המלוכה. בכל מקום אחר, עם זאת, הוא היה הרבה פחות פופולארי. האצילים האחרים מאוד לא אהבו את האאוטסיידר שפלש לטרטוריה שלהם, הכנסייה הרוסית האורתודוקסית ראתה בו מכשף מכיוון שהטיף לנצרות לא-ממוסדת, ופשוטי העם שנאו אותו מכיוון שסימל עבורם את השחיתות והריקבון שפשה בבית המלוכה.

כשנכנסה רוסיה למלחמת העולם הראשונה כנגד גרמניה, שכנע רספוטין את הצאר ניקולאי שעליו להיות בחזית ולפקד על הקרבות מקרוב. רספוטין ואלכסנדרה נותרו מאחור בסנט-פטרסבורג ובהיעדר הצאר, השפעתו של הנזיר על הצארינה רק הלכה וגברה. הוא שכנע אותה שלא להסכים לרפורמות שדרשו נציגי הפרלמנט, והסירוב המתמשך הזה הוביל בסופו של דבר למהפכה הבולשביקית של 1917, הוצאתה להורג של משפחת המלוכה ועליית המשטר הקומוניסטי של ברית המועצות. מי יודע- אולי אם לא הייתה מתרחשת המוטציה אצל המלכה ויקטוריה, רספוטין לא היה נקרא להציל את אלקסיס, הצאר היה מסכים לרפורמות והמהפכה לא הייתה מתממשת…

גם גורלו של רספוטין לא שפר עליו. הוא נרצח בידי חבורת אצילים שנה לפני המהפכה, ב-1916. סיפור ההתנקשות ברספוטין אינו קשור כל כך לנושא של הפרק אבל הוא כל כך מוצלח עד שאי אפשר להתעלם ממנו. האגדה האורבנית טוענת שהאצילים פיתו את רספוטין להגיע לאחד מבתיהם והשקו אותו יין מורעל בכמויות אדירות של ציאניד. באופן מפתיע, רספוטין לא מת: הוא היה מעט מטושטש אבל לא יותר. אחד מהקושרים ירה בו כדור בגב, ורספוטין עדיין סירב למות- ואפילו ניסה לחנוק את רוצחו. עוד שלושה כדורים, ורספוטין נפל לריצפה- עדיין חי! האצילים היכו אותו באלות ולבסוף חנקו אותו. כשהיו משוכנעים שרספוטין סוף סוף הואיל בטובו ללכת לעולמו, קשרו אותו וזרקו את הגופה לנהר קפוא. כשנתגלתה הגופה שלושה ימים מאוחר יותר, הנתיחה שלאחר המוות גילתה שרספוטין אכן מת- אבל לא מיריה, הרעלה או חנק כי אם מטביעה…

סיפור מותו של רספוטין כל כך מוצלח עד שאין ספק שהוא מופרך לחלוטין. מומחים שבחנו את הסיפור טוענים שסביר להניח שרספוטין החשדן כלל לא טעם מהיין, וקרוב לוודאי שהכדור הראשון שפגע בו- במצח, דרך אגב- עשה את העבודה הרבה לפני שנזרק למים. אבל אגדה כל כך מוצלחת, אתם יודעים, אי אפשר להרוג- אולי רק לפצוע.

איך הכל מתחבר

בחזרה אל התורשה והגנטיקה. בשנות השלושים של המאה העשרים כבר ידעו החוקרים שחומצת הגרעין מורכבת מארבעה סוגים של מולקולות המכונות 'בסיסים': A, T, G ו-C. עדיין, לא הייתה כל הוכחה שחומצת הגרעין קשורה לתורשה- ואולי אפילו ההפך. החוקר שגילה אותן הסיק, בטעות, שהבסיסים מסודרים בשרשרת ארוכה החוזרת על עצמה: ATGCATGCATGC וכו', ואם כך הדבר הרי שהיא אינה מקודדת שום מידע תורשתי, באותו האופן שבו אם אכתוב על הדף אבגדאבגדאבגד וכן הלאה, לא ייצא מזה משפט אינטליגנטי. היה סביר יותר להניח שהחלבונים בתוך התא, שהם מולקולות הרבה יותר מגוונות ומתוחכמות, שומרים את המידע אצלם.

מי שסלל את הדרך אל האמת היה ארווין שארגאף. בשנות הארבעים והחמישים הוא חקר את חומצות הגרעין לעומקן והגיע לשתי מסקנות מפתיעות המכונות היום 'חוקי שאראגף'. הגילוי הראשון היה שהבסיסים בחומצת הגרעין אינם חוזרים על עצמם בשרשרת. זה היה רמז משמעותי לכך שיכול להיות שחומצת הגרעין בכל זאת מכילה בתוכה את הגנים. גילוי זה דירבן את חוקרי התא והיה יריית הפתיחה של המירוץ הקדחתני בין המדענים שהתחרו ביניהם על הזכות להיות הראשון לפענח את המבנה התלת-מימדי של חומצת הגרעין, הדי-אן-איי. כולם הבינו שהדי-אן-איי עשוי להיות המפתח לסודות התורשה…לקוד החיים.

הגילוי השני של שארגאף היה אפילו דרמטי יותר. שארגאף מצא שבכל דגימת חומצת גרעין שבדק, בכל היצורים החיים, כמות מולקולות ה-A זהה לכמות ה-T, וכמות ה-C זהה ל-G. אבל שארגאף לא ידע מה לעשות עם הקשר החדש והמפתיע שמצא בין הזוגות, וחיפש מישהו שישפוך עליו אור. בשנת 1952 הוא פגש את ג'יימס ווטסון ופרנסיס קריק וסיפר להם על תגליתו. המידע הזה פקח את עיניהם של שני החוקרים. שנה מאוחר יותר, בעזרת צילומי רנטגן שהשיגו בדרך לא-דרך ממדענית אחרת, רוזלינד פרנקלין, פענחו את מבנה הדי אן איי סופית.

אז איך הכל מתחבר? הנה התמונה המלאה של התורשה.
הדי אן איי הוא מולקולה ארוכה שנראית כמו סולם לולייני. העמודים של הסולם הם מולקולות ארוכות שמכילות אטומי זרחן, אותם אטומים שגילה יוהאן מיישר. כל שלב בסולם יכול להיות מסוג AT, TA, CG או GC, צמדי הבסיסים שזיהה שארגאף. רצף השלבים הוא קוד, ממש כמו שרצף אותיות על דף הוא מילה: ה'מילים' במקרה הזה הן גנים, וכל גן הוא רצף של כמה אלפי שלבים בסולם. מנגנונים מיוחדים מפענחים את רצף השלבים ובונים מהם חלבונים ארוכים- למשל, החלבון שקובע את צבע העיניים, או החלבון שממנו עשויות הציפורניים שלנו.

המולקולה הארוכה של הדי אן איי מתפתלת סביב עצמה ויוצרת כרומוזומים. תא זרע מכיל מחצית מכמות הכרומוזומים הדרושה ליצירת אדם, והביצית את המחצית השניה. כשהם מתמזגים, התוצאה המתקבלת היא תינוק שירש מחצית מהגנים של אביו, ומחצית מאימו. חלק מהגנים יהיו דומיננטיים וחלק רצסיביים, וחלוקה זו היא שתקבע את התכונות שיפגין העולל בהמשך חייו.

כשתא מבקש להשתכפל, הוא פורם את הדי-אן-איי שבגרעין לשני גדילים נפרדים ואז בונה מכל גדיל די-אן- איי חדש. הוא יכול לעשות כן מכיוון שלכל בסיס יש רק בסיס אחד אחר שמתחבר אליו כמו שני פיסות פאזל: A ל-T ו-C ל-G. התוצאה היא שני עותקים זהים של המקור.

או ליתר דיוק, כמעט זהים. לעיתים נדירות- כמו במקרה של המלכה ויקטוריה- מתרחשות שגיאות בהעתקה. במקרים אחרים, מפגש עם חומרים כימיים תוקפניים, קרינה רדיואקטיבית וגורמים מזיקים אחרים יכולים ליצור שברים וקמטים בסולם הדי-אן-אי. אלו הן המוטציות: שינויים פתאומיים וחדים בקוד הגנטי. המוטציה יכולה להיות מזיקה ולגרום להמופיליה, למשל, או להיות מועילה ולהעניק לאורגניזם חלבון חדש שיאפשר לו להיות חכם יותר, יפה יותר, גבוה יותר. המוטציות המועילות מאפשרות לאורגניזם להתחרות טוב יותר ביצורים אחרים ולהתרבות על חשבונם- זו הברירה הטבעית, הכוח הדוחף שמאחורי האבולוציה.

פתרון חידת התורשה היא המהפכה המדעית הגדולה ביותר בחמישים השנים האחרונות, ואולי בכל ההיסטוריה האנושית. בתוך זמן קצר מהרגע שהבנו את מנגנוני התורשה, כבר התחלנו לשנות ולשחק עם הקוד הגנטי שלנו ושל היצורים החיים סביבנו. הנדסה גנטית של מוצרי מזון, שיבוט, סינון עוברים, הסוף למחלות תורשתיות…האפשרויות הן כמעט אין סופיות. מה נעשה עם הידע הזה? זו כבר שאלה אחרת לגמרי.

You may also like...

6 Responses

  1. נעם הגיב:

    אחלה של מאמר

  2. הראל הגיב:

    קשור קצת לפרשה שקראנו השבת בתורה (פרשת "ויצא"),
    יש פרשנות של פרופסור יהודה פליקס לגבי הסיפור בתורה (בראשית, סוף פרק ל) שיעקב אבינו גרם לכך שמצאנו של לבן יצאו יותר עקודים, נקודים וברודים – כי את אלה יעקב קיבל – וכל הרגילים נשארו אצל לבן.
    הוא טוען שבעצם המלאך גילה ליעקב את סודות הגנטיקה, וכך יעקב ידע איזה כבשים להשאיר (אלו שהיה להם גן מתאים) ואלו להפריד.
    כאן יש סיכום קצרצר של הרעיון
    http://www.zomet.org.il/?CategoryID=160&ArticleID=7016
    [המאמר המקורי של פרופ' פליקס פורסם בקובץ 'תחומין' ג]

  3. בנימין הגיב:

    לא מצאתי את הקישור שהובטח לפודקאסט המומלץ, אז הריהו לטובת המאזינים הבאים: http://sqlserverradio.co.il/

  4. ראובן שטרן הגיב:

    פרק מרתק במיוחד

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.