לוגו
תמונה של אישה
אתר המומחים של ישראל
button
button
button
button
button
button
button
button
דוא"ל:
סיסמה:
זכור אותי
הירשם לאתר כ מומחה-עסק / חבר-גולש
עברנו לאסקימו מומחים בוידאו-צ'ט - אתם מוזמנים להצטרף אלינו askimo.co.il

%>
בריאות ורפואה
בריאות האישה
בריאות הגבר
בריאות הילד
בריאות הנפש
בריאות וכירורגיה
בריאות ורפואה - כללי
בריאות עור ואסתטיקה
דת ויהדות
הבית והגינה
הנדסה ותכנון
חוק ומשפט
חינוך והוראה
כלכלה ועסקים
מדעי החברה
מדעי הטבע והסביבה
מדעי הרוח
מודעות ורוחניות
מחשבים ואינטרנט
מידענות ויעוץ
ממשל ובטחון
משפחה והורות
סטודנטים ואקדמייה
פנאי ותרבות
פסיכולוגיה ותרפיה
רכב ותחבורה
רפואה ובריאות
רפואה משלימה
שיווק ופיתוח עסקי
שפות ועריכה
תיכון ובגרויות
בבילון

רוצה להתייעץ עם מומחים בוידאו? לחץ כאן

שאלות ותשובות - ביולוגיה
 

מומחי KOL בתחום מדעי הטבע והסביבה >> ביולוגיה :
מר שרון חג'בי, מר יהונתן כהן, גב' רותם פריזנט, מר אלעד ק, גב' טלי איזנבך, דר' עמי בכר, מר ברק בן אליעזר, דר' יהושע גוזס, מר יובל גמרניק, גב' הילה הראל, גב' קרן ולצר, גב' מירי כהן, גב' נירית כמרה, מר עידן פייביש, מר אביב שחק, דר' אבי שמאי, גב' ג'ני שניידר, מר משה ששון, גב' דקלה תבור

פנה לעסק / מומחה בביולוגיה

מדעי הטבע והסביבה >> ביולוגיה

שלום.
האם רצף

שלום.
האם רצף ה dna של האדם ושל החיות בכלל יכול להשתנות כתוצאה ממה שעבר עליו במהלך חייו? למשל תנאי הסביבה בה חי, יכולות שרכש וכו' או שרצף ה dna איתו הוא נולד אותו הוא יוריש לצאצאיו ללא כל שינויים כאלו או אחרים? (למעט אותן מוטציות לפי תיאוריית האבולוציה שנוצרות במקרה בצאצאים כלומר ללא קשר לסביבה ולמהלך חייו של האדם/בעל החיים)
*דגש על שינויים ברצף הצופן הגנטי ולא על אותן מולקולות מתחום האפיגנטיקה שנקשרות ל dna אך אינן גורמות לשינויים ברצף שלו

האם רצף ה די אן איי של האדם (ושל החיות בכלל) יכול להשתנות כתוצאה ממה שעבר עליו במהלך חייו? למשל תנאי הסביבה בה חי - סביבה נורמאלית - כלומר לא כמו בהירושימה יום אחרי שהטילו שם את הפצצה הגרעינית :), מאכלים שאכל, יכולות שרכש וכו' או שרצף ה די אן איי איתו הוא נולד אותו הוא יוריש לצאצאיו ללא כל שינויים כאלו או אחרים? (למעט אותן מוטציות לפי תיאורית האבולוציה שנוצרות במקרה בצאצאים כלומר ללא קשר לסביבה ולמהלך חייו של ההורה)
*הדגש הוא על שינויים ברצף הצופן הגנטי ולא על אותן מולקולות מתחום האפיגנטיקה שנקשרות ל די אן איי ומשנות את תפקודו אך אינן גורמות לשינויים ברצף שלו.

התשובה ניתנה על ידי מומחה KOL גב' הילה הראל

שלום דן!
רצף ה DNA איתו נולדים בני האדם והחיות (וגם הצמחים, החיידקים וכל יצור חי למעשה) עלול להשתנות עקב תנאי סביבה כגון קרינה או חומרים כימיים הפוגעים ברצף ה DNA, שינוי כזה מכונה מוטציה ובמרבית המקרים מתוקן על ידי הגוף או אינו גורם לכל תגובה, במקרים אחרים השינוי ב- DNA עלול להתרחש ברצפים הקשורים להתמיינות או בגנים קרצינוגניים ולגרום לתא סרטני. חשוב לציין שפגיעה או שינוי ב DNA הינו בדרך כלל מקומי- ברמת תא בודד, ואינו משפיע על כל גוף האדם.
יכולות אותן האדם רחש, מצב בריאותו, ניסיונו וכו' אינם משנים את רצף ה-DNA.
אני מבינה שאתה מתעניין במוטציות הגורמות להמשך האבולוציה. אם כן מוטציות כאלו צריכות להתרחש בתאי המין של האדם על מנת שיועברו לדור הבא, המוטציה צריכה להיות בתוך גן המקודד לחלבון (חלק גדול מ DNA אינו מקודד) ולגרום לשינוי שאינו הרסני, על מנת שהדור הבא יבטא את המוטציה. מקרה כזה הינו די נדיר, ובכל מקרה אינו מושפע מאורח חייו של האדם מלבד חשיפה לחומרים כימיים או קרינות הפוגעות ברצפי ה DNA.

התשובה ניתנה על ידי מומחה KOL גב' רותם פריזנט

שלום דן,

אוסיף על התשובות שקיבלת שתי נקודות:

מוטציות עשויות להגרם ממספר רחב של גורמים, חלקם מפתיעים למדי.
למשל יש וירוסים המשנים את החומר התורשתי שלנו, ותורמים בכך לא רק לתחלואה שלנו אלא גם לאבולוציה שלנו כמין.
פציעה חוזרת ונשנית גורמת למוטציות, אולי ע"י זיהום ויראלי. לא ברור.
גם מצב נפשי גורם באופן שטרם הוברר סופית לשינויים ביציבות ה-DNA ונצפה קשר בין לחץ נפשי לנזק ב-DNA.
גורם נוסף וטבעי בגורם באופן תדיר למוטציות הינם הטרנספוזונים (המכונים גם "גנים אנוכיים"), אשר הינם גנים המקודדים למנגנון אשר שולף אותם (ובסוגים אחרים, מעתיק אותם) מהגנום ומחדיר אותם באופן אקראי באתר גנומי חדש. הטריפה הזו של החומר התורשתי גורמת למוטציות ועשויה לשנות את האיזון העדין שקיים בין הגנים, ובכך להביא לתוצא אבולוציוני חדש.

ואולם, אין בהבנת כל הגורמים המולקולריים ליצירת מוטציות, כולל (קרינה, כימיקלים והגורמים שהזכרתי לעיל), וכן אפיגנטיקה, בכדי להסביר שלם את האבולוציה של תכונה מסויימת.
יש להעזר בכך גם בפרספקטיבה הרחבה יותר של ביולוגיה של אוכלוסיות.
יתכן מצב בו באורגניזם ספציפי תתפתח מוטציה נדירה וחיובית ביותר בתאי המין שלו ואותה הוא יעביר לצאצאיו. למשל, היכולת לשמוע יותר טוב. אלא, שאין בזאת כדי להבטיח כי מעתה כל האורגניזמים מסוג זה ישאו את השיפור.
על מנת שמוטציה תהפוך ל"קפיצה אבולוציונית", עליה ראשית להשתלט על האוכלוסיה, היינו להוות יתרון כל כך גדול על פני הקיים, שכל מי שאינו נושא את הגן המשופר ידחק בהדרגה ויעלם.
זהו תהליך לא פשוט, ומוטציות חיוביות רבות עשויות ללכת לאיבוד משום שלא הצליחו להשפיע בקונטקס של האוכלסייה כולה.
אפשרות נוספת, ומאד ריאלית, היא שאסון פתאומי ישמיד את המוטציה החיובית לפני שתספיק להשתרש. למשל, אם רק במשפחה מסויימת בת 10 נפשות יש את היכולת לראות דרך קירות, וכולם נספו ברעידת אדמה פתאומית, המוטציה החיובית אבדה. ההשפעה המקרית הזו של אירועים קטסטרופליים על פיזור תכונות באוכלוסיה מכונה "אפקט המייסד".

בברכה
ארז ליבנה

התשובה ניתנה על ידי ארז ליבנה מצוות מידעני KOL

[17097]     שלח לחבר:     הדפס: הוסף תגובה:

קראתי הרבה מהשאלות והתשובות

קראתי הרבה מהשאלות והתשובות במדור זה. הנושאים בהחלט מרתקים ואני מעוניין לקבל תשובות על מספר שאלות שמסקרנות אותי. בנושא ראשית החיים, האם ניתן להוכיח מדעית שאותם צבירים שהציע פרופ דורון לנצט, אותן מולקולות משתכפלות, מולקולות RNAאו DNA או כל מולקולות, צבירים או שלפוחיות משתכפלות, שהלכו והשתכפלו והשתכללו עד שנוצר תא חי, יכלו להשתכפל יחד עם רכיבי תא חלקי בתוכן (לפני שיצרו תא חי ופועל, אלא רק עם חלקי תא שונים), לפני שהטבע פירק אותן בתנאים של היום ובתנאים הקדומים של פעם, אז כביכול נוצרו?

האם השינוי שנגרם כתוצאה מהמידע האפי-גנטי מכוון על ידי מנגנון מסויים לקבלת תוצאה ספיציפית המתאימה את החי לסביבתו או שהשינוי גורם לתוצאה אקראית, ללא כל תכנון מראש? ומה בנוגע להתאמה לסביבה ללא קשר לאפי-גנטיקה, רק על סמך רצון ומאמץ? האם דבר כזה אפשרי? (שיפור ראייה בעקבות רצון לראות טוב יותר).

מהם הניסויים אשר על ידם הפריכו את התיאורייה של למארק? (בנוסף להפרכות לתיאורייה שראיתי שניתנו בהקשר לשאלה קודמת שנשאלה במדור זה)? האם לא ניתן להוריש אפילו מעט מיכולת נרכשת מסויימת לצאצאים? אבקש לדעת על ניסויים רבים ככל האפשר שנערכו להפרכת התיאוריה - רק ניסויים של שיפור מסויים ביכולת כלשהי שלא הצליחו להוריש לצאצאים, כגון: אדם שהתאמץ לפתח את היכולות המוחיות בחייו ולא הצליח להוריש את "ההטבה" בתחום זה לבניו, או יצור חי שרצה והתאמץ להתאים את עצמו לסביבתו אך לא הצליח להוריש את "ההטבה" - ההתאמה לסביבה - לצאצאיו ולא(!) ניסויים כדוגמת אדם שנקטעו רגליו ולא הוריש "הרעה" ברגליים לבניו. אם אפשר לקבל גם קישורים בנוגע לניסויים כאלו, זה יהייה מצויין. האם עם המידע שיש בידינו כיום בנושא הגנטיקה ניתן לשלול תיאורייה זו (למשל: האם הגנים שאיתם אדם נולד, אותם הוא יוריש ללא כל שינוי כזה או אחר בעקבות רצון מאמץ או שיפור של יכולת מסויימת, או אי יכולת ליצור שינוי ב - DNA כיוון שהמידע של ה - DNA נע בכיוון חד סיטרי מן הצופן הגנטי לתא ולגוף ולא להיפך)?

שאלת מספר נכבד של שאלות נכבדות. אשתדל כמיטב יכולתי להשיב, בגבולות ידיעותיי ובגבולות מה שבכלל ידוע כיום:

"האם ניתן להוכיח מדעית שאותם צבירים שהציע פרופ דורון לנצט, אותן מולקולות משתכפלות, מולקולות DNA או RNA או כל מולקולות, צבירים או שלפוחיות משתכפלות שהלכו והשתכפלו והשתכללו עד שנוצר תא חי יכלו להשתכפל יחד עם רכיבי תא חלקי בתוכן". יש בגוף השאלה מספר אי הבנות. ראשית, המולקולות המשתכפלות, יהיו חומצות גרעין (DNA ו-RNA) או צבירי GARD פרי המודל של פרופ'' לנצט, הינם "רק" המידע התורשתי. הן אינן ולא צריכות תא, חלקי או מלא. יתרה מזאת, תא לא נמצא בתוכן אלא דווקא להפך, עוטף אותו שכן תא הינו בסדרי גודל יותר גדול מהחומר התורשתי אותו הוא מכיל.

אם נתמקד בחומצות הגרעין, שהן החומר התורשתי הקדמון לפי הדעה הרווחת כיום, הרי שההנחה היא כי המולקולות הללו התפתחו באבולוציה מולקולרית תוך תחרות במולקולות אחרות ושכפול עצמי במספר רב של עותקים. התעטפות אותן מולקולות במעטפת שומנית (=ממברנה) ככול הנראה הטיבה עם המולקולות ואפשרה הגנה מגורמי פירוק שונים בסביבה, ואולי שיפרה את מנגנון השכפול העצמי ע"י יצירת איזור סגור בעל ריכוז גבוה של מולקולות.

יהיה ההסבר אשר יהיה (הכל כאן, חשוב לציין, הוא בגדר ספקולציה. אין מדען אחד כיום שיודע לומר לאשורו מה קרה באוקיינוסים לפני 4.5-5 מיליארד שנה), זה עדיין רחוק מאד מלהיות תא. זה עוד "סיפור" כימי על מולקולות פולימריות שמשכפלות את עצמן ואולי זו את זו (וכך יוצרות "גנומים" ראשונים של "גנים" שהולכים זה לצד זה) ומתעטפות בממברנה.
התא הביולוגי הינו מערכת מורכבת לאין שיעור יותר מכך וכוללת אברונים, אנזימים, ריבוזומים ושלל מערכות מורכבות ביותר.
איך הגענו לשם? מי יודע. אנחנו עוד רחוקים מלדעת ונותר בעיקר לנחש.

"לפני שהטבע פירק אותן".
האבולוציה אינה רק פונקציה של שכפול עצמי יעיל אלא גם עמידה במוראות הסביבה. שרדו ושיגשגו אז וגם היום, מי שיכול להתמודד עם "גורמים מפרקים" ע"י מנגנוני הגנה שונים, מנגנוני תיקון, וכדומה.

ובמעבר חד לאפי-גנטיקה (היי! זה נושא אחר לגמרי..): "האם השינוי שנגרם כתוצאה מהמידע האפי-גנטי מכוון על ידי מנגנון מסויים לקבלת תוצאה ספיציפית המתאימה את החי לסביבתו או שהשינוי גורם לתוצאה אקראית, ללא כל תכנון מראש?"

זוהי השאלה הישנה נושנה וחשובה לגבי סיבה ומסובב. מה גרם לשינוי? האם לחץ הסלקציה (שהותיר רק את הראויים לסביבה) או הכוונה "מודעת" לעבר מצב רצוי כלשהו? על אף הפיתוי לבחור באופציה השנייה ולהניח כי במקום כלשהו כן התקבלה החלטה מודעת, הרי שככול הנראה אין הדבר כך. על כל פנים, אין עדויות, למיטב ידיעתי, לכך. ההתאמה המופלאה של מנגנונים חיים למצב בו הם מצויים הינם ככול הנראה תוצאה של מליארדי שנים של ניסוי וטעייה והתבססות על השורדים של הדור הקודם. במובן זה, איני חושב שמידע אפי גנטי שונה ממידע גנטי. ואולם, להבדיל ממידע גנטי, אשר נגזר מהורשה וממוטציות בלבד, הרי שמידע אפי גנטי עשוי להיות מושפע גם מתנאי הסביבה ובהיותו כזה, הינו במידה מסויימת "גמיש" יותר וקולט יותר את רוח הסביבה בה מצוי האורגניזם.

"ומה בנוגע להתאמה לסביבה ללא קשר לאפי-גנטיקה, רק על סמך רצון ומאמץ? האם דבר כזה אפשרי (שיפור ראייה בעקבות רצון לראות טוב יותר)"? בודאי שזה אפשרי! אתה עושה את זה ברגע זה ממש, כשאתה רוצה להעשיר את אופקייך במטרה לשפר את ערכך לחברה ובחברה כמשכיל. מוטיבציה היא מה שמניע בני אדם ואולי גם אורגניזמים נבונים אחרים להתעלות מעל מגבלותיהם, לרוץ מהר יותר, להגיע לקצוות כדור הארץ ומעבר, לפתור חידות, לבנות צוללות וגורדי שחקים ולכתוב שירי הייקו. זה הרצון להצטיין שמוביל למצויינות. ע"ע סטיבן הוקינג, בטהובן, ריי צ'ארלס, משה רבנו ושורה לא מבוטלת של בעלי מומים שהגיעו רחוק חרף מומם בזכות כח הרצון. האם ניתן לשפר כך כל תכונה? כנראה שלא. אבל אפשר לשפר לא מעט תכונות כולל פיסיות, כגון גמישות, שמיעה מוסיקלית, ועוד.

"מהם הניסויים אשר על ידם הפריכו את התיאורייה של למארק?"
ניסוי קלאסי הוא קיצוץ זנבותיהם של עכברים למשך מספר דורות והדגמה כי גורי העכברים לא מקצרים את זנבותיהם עם הזמן. כך גם קורה עם העם היהודי ש"מתעקש" להוולד עם עורלה חרף אלפי שנות ברית מילה... האם זו הוכחה שלמארק תמיד טועה? לדעתי לא. אבל זו בהחלט הוכחה שהוא לא תמיד צודק. יתרה מזאת, הוא לרב לא צודק, כי יש בתיאוריה הדארויניסטית (המתחרה שלו) כדי להסביר בדיוק רב את מרבית התופעות התורשתיות המוכרות לנו.
אם כך, במידה ולמארק צודק, הרי שזה במקרים מאד פרטיים ורבים יגידו שלעולם לא.

"והאם לא ניתן להוריש אפילו מעט מיכולת נרכשת מסויימת לצאצאים?" תיאורתית, ניתן גם ניתן. חיידקים אפילו עושים זאת, כאשר הם אוספים מקטעי גנים מסביבתם ומורישים הלאה את אלו אשר מסייעים בהישרדותם. קוראים לתופעה זו Horizontal transfer והיא אחד המנגנונים המובילים לסיגול עמידות לאנטיביוטיקה ע"י חיידקים ומיקרואורגניזמים אחרים (כגון פטריות מחוללות מחלות).
אבל לא רק ע"י חיידקים ניתן הדבר. אם נניח בצד את הסוגיות האתיות הסבוכות הנובעות מכך, הרי שניתן בהנדסה גנטית כבר היום ל"הוריש" באופן מודע ורצוני תכונות לעגבניה, עכבר וגם אדם. כבר יצרו במעבדה צמחי טבק הזוהרים בחושך ע"י הוספה לגנום שלהם את גן האור של הגחליליות, וכן יוצרו כבר עברים המאירים מאור גן פלוארצנטי שמקורו במדוזות. התכונה החדשה כמובן לא חייבת להיות הפקת אור. מי יודע, אולי נוכל ונרצה להחדיר את היכולת לראות אור אולטרה סגול (הבלתי נראה לנו) כמו הדברים לעיניים אנושיות? אלא שכאמור הסוגיה היא לא פשוטה אתית וראוי שנתחיל לתת עליה את הדעת ברצינות כי הטכנולוגיה כבר ממש כאן או "מעבר לסיבוב".

"רק ניסויים של שיפור מסויים ביכולת כלשהי שלא הצליחו להוריש לצאצאים כגון: אדם שהתאמץ לפתח את היכולות המוחיות בחייו ולא הצליח להוריש את "ההטבה" בתחום זה לבניו או יצור חי שרצה והתאמץ להתאים את עצמו לסביבתו אך לא הצליח להוריש את "ההטבה" - ההתאמה לסביבה". הדוגמא הטובה ביותר לכך היא מערכת החיסון שלנו. אנו מעבירים את כל חיינו בחשיפה למחוללי מחלות (=פתוגנים) מסוגים שונים: חיידקים, נגיפים, פטריות ואלרגנים. מערכת החיסון שלנו אשר הינה בתולית כמעט לגמרי בהיותנו תינוקות, לומדת בהדרגה מי "חבר" ומי "יריב" ומגיבה בחריפות כנגד השני. כל הידע הזה הוא יקר מפז, היכולת לדעת איך להתמודד עם זן כזה או אחר של שפעת, המבנה האופטימלי של נוגדן כנגד חיידק סטרפטוקוקוס שגרם לדלקת גרון פעם וכו''. ובכל זאת, כל האוצר החיסוני הזה הולך לאיבוד עם הבאת צאצא. הילוד נאלץ להתחיל "מאפס", בלי להסתמך על נסיון הוריו (עם היוצא מן הכלל הקל של נוגדנים שאם מניקה מעבירה לתינוקה בשבועות הראשונים להנקה, ואשר נעלמים לאחר מספר חודשים).

"האם הגנים שאיתם אדם נולד, אותם הוא יוריש ללא כל שינוי כזה או אחר בעקבות רצון מאמץ או שיפור של יכולת מסויימת, או אי יכולת ליצור שינוי ב - DNA כיוון שהמידע של ה - DNA נע בכיוון חד סיטרי מן הצופן הגנטי לתא ולגוף ולא להיפך". הנאו-דארויניזם אשר הינו הבסיס המקובל לביולוגיה כיום, אינו טוען שגנים נותרים ללא שינוי. להפך, הם משתנים כל הזמן ע"י מוטציות ואף נדרשים לכך ע"י התיאוריה. כך נוצרות כל העת קומבינציות חדשות המנסות להשתפר מעל הקיים ולהתמודד עם אתגרים חדשים שמציבה לפתע הסביבה.

תחום הדעת הלא פופלרי בימינו של האאוגניקה, אותו כבר הזכרתי באתר, מהווה מאמץ מושכל של החברה להשביח את הגנים האנושיים, כשם שמשביחים חיות משק או יבולים. הנאצים למשל, ולא רק הם, היו חסידי גישה זו. התמדה בת דורות במסלול אאוגני בהחלט יתן "דחיפה" לעבר יכולות גנטיות מסויימות, ולרב על חשבון דילול יכולות אחרות (הפירות המושבחים של היום, למשל, יפים יותר אך פחות טעימים).

האם מוטציות יכולות להגרם ע"י הרצון או כוח המחשבה?
קטונתי. מדענים שמרנים יסלדו מרעיון מעין זה, אבל מי יודע?
אין לכך עדויות מדעיות (פרט אולי לכך שנטען כי לחץ נפשי גורם למוטציות, ואולם מדובר במוטציות אקראיות). איזכור דומה ויפה לכך תוכל למצוא בספר "חולית" בו דמותה של ג'סיקה מתמירה בכוח מחשבתה מולקולות בגופה במהלך טקס הפיכתה ל"אם נערצה".

התשובה ניתנה על ידי ארז ליבנה מצוות מידעני KOL

[17079]     שלח לחבר:     הדפס: הוסף תגובה:

אני מעונינת לקבל שני

אני מעונינת לקבל שני מאמרים מידעיים בנושא תא צימחי.

להלן מאמרים בנושא התא הצמחי:

התא החי בעיני המיקרוסקופ

דיון בנושא ההרכב הכימי והביולוגי

כיצד בנוי התא

מידע בנושא התא החי והצימחי

התשובה ניתנה על ידי מומחה KOL גב' מירי כהן

[17054]     שלח לחבר:     הדפס:     לתגובות הגולשים: 1

שלום
מהו הגורם לשינוי במראה

שלום
מהו הגורם לשינוי במראה וצבע העור של בני האדם? ניקח לדוגמא אותנו היהודים, לפני 2000 שנה יצאנו לגלות כעם אחד וחזרנו משם שונים בצבע העור תווי הפנים והגוף: תימנים שחומים ורזים, רוסים לבנים וכו... האם ההסבר המדעי הוא ברירה טבעית (מה שלא נשמע כ"כ הגיוני לסיטואציה הזו) או שמא יש הסבר אחר לשינוי שכזה?

הגורם הוא עירבוב גנטי עם תושבי האיזור. מדי פעם אישה יהודיה כשרה הביאה לעולם צאצא שאינו של מישהו מתוך הקהילה היהודית, אלא נוצר עם אחד מתושבי האיזור. זה מביא לשינוי מהיר דיו כך שבזמן יחסית קצר, המראה החיצוני ידמה לזה של תושבי האיזור. התשובה שלי התייחסה ספציפית לשינוי באוכלוסיה זרה בפרק זמן קצר (כמו דוגמת היהודים שהבאת). השינויים המקוריים באוכלוסיות נוצרו מכח הברירה הטבעית, כך שכל פנוטיפ הוא המתאים יותר לסביבתו.

דיונים על נושא

התשובה ניתנה על ידי מומחה KOL גב' מירי כהן

שאלת שאלה מצויינת שאני לא יודע עם התשובה עליה מצויה בידינו במלואה. צבע עורנו נקבע בעיקר ע"ס רמות הפיגמנט מלנין הנוצר בעורנו. זוהי תכונה אשר מרביתה המכריע הוא גנטי. ואולם, אנו יודעים ששיזוף בשמש משפיע ולו לזמן עונתי על צבע עורנו באופן נרכש, כך שיש גם גורם סביבתי. על השאלה איך זה שעדות שונות שבו לאחר גלות ארוכה כשהם דומים חלקית לעמים עימם חיו ניתן לענות במספר אופנים:

ראשית, קיימת האפשרות הלא מבוטלת של התבוללות מרצון או מאונס, דבר אשר מערבב את התכונות התורשתיות.

שנית, ניתן לשער שיש כאן תופעה הקשורה לתחום האפי-גנטיקה. אפי-גנטיקה היא ענף בגנטיקה העוסק בתכונות אשר הורשתם אינה באופן הסטנדרטי של רצפי DNA אלא במנגנונים שונים כגון מתילציה (קבוצות כימיות בשם מתיל הנקשרות ל-DNA ומשפיעות על תפקודו), אצטילציה ועוד. הוכח שמידע אפי-גנטי עשוי להיות מושפע מתנאים סביבתיים כגון תזונה (קביעת צבע פרוות עכברים לפי הרכב הדיאטה שלהם) ויתכן שגם ע"י מאפיינים סביבתיים כמו טמפ' ותאורת שמש. בהנתן אלו, יתכן שעצם המגורים בחבל ארץ מסויים, עשוי להשפיע ברמה אפי-גנטית על תכונות אוכלוסיה.

לעומת הגנטיקה, תחום האפי-גנטיקה הינו בחיתוליו ורב הנסתר על המובן. פרוייקט הגנום האנושי אשר מהווה את אחד מההישגים המדעיים הכבירים ביותר של השנים האחרונות, מתייחס רק למידע הגנטי ואינו נוגע במידע האפי-גנטי כלל. אחד מחלוצי התחום הוא חתן פרס ישראל פרופ' חיים סידר מהאוניברסיטה העברית.

התשובה ניתנה על ידי מומחה KOL גב' מירי כהן

[17024]     שלח לחבר:     הדפס: הוסף תגובה:

שלום רב,
קראתי כתבה בנוגע

שלום רב,
קראתי כתבה בנוגע לראשית החיים ותהיתי אם תוכלו לעזור לי להבין חלק ממנה: מהן אותן "מולקולות פשוטות שניתן לשכפל במעבדה", לפי מיטב הבנתכם, עליהן מדברים בכתבה? האם הן זהות למולקולות המשתכפלות בעולם החי הקדום? והאם הן באמת כ"כ פשוטות?

"בכל עולם החי, מן החיידק ועד לאדם, תאים חיים מתרבים בתהליך
שבו החומר התורשתי שלהם משתכפל, והם עצמם נחלקים לשני תאים שכל אחד מהם מכיל את אחד מהעותקים השלמים של אותו חומר תורשתי. כאן כדאי לזכור שהחומר התורשתי מיוצג בתא על ידי מולקולה בודדת. כלומר, התרבות התאים מתחילה בתהליך שכפולה של המולקולה הזאת, תהליך שבו נוצרים מן המולקולה הנושאת את התורשה שני עותקים הזהים למקור. שכפול (אוטוקטליזה) של מולקולות פשוטות הוא תהליך כימי שאפשר לבצעו במעבדה. לפיכך לא מן הנמנע שבין התהליכים הכימיים המרובים לאין-ספור שהתרחשו ללא הרף בעולם הקדום בטרם היות החיים, התחוללו גם תהליכי שכפול".

הכתבה המלאה:
http://wis-wander.weizmann.ac.il/site/he/weizman.asp?pi=350&doc_id=1045

תודה על המאמר ששלחת. היתה זו הזדמנות פז לקרוא את דבריו המחכימים ובשפה פשוטה של פרופ' שניאור ליפסון. בידינו מספר דוגמאות למולקולות אוטוקטליות (=שיכולות לשכפל את עצמן).
כאשר מדובר על מולקולות כאלו בהקשר של תחום "ראשית החיים" (Origin of life), מצויינות בעיקר מולקולות RNA בעלות יכולת שכפול עצמי (ריבוזיים). האם הן פשוטות? זוהי שאלה של הגדרה. RNA (כמו גם DNA) ניתן להביא למצב שיראה כמו חוט ארוך ודקיק. במצבים אחרים, ה-RNA נסגר על עצמו למבנה קומפקטי ותלת מימדי, קצת כמו חוט שגולגל לידי כדור. במצב כזה, לעיתים יש לו פעילות כימית קטליטית, למשל שכפול עצמי.

גם "עולם החי הקדום" הוא עניין של הגדרה. מה נחשב קדום?
החומר התורשתי של חיידקים (=בקטריות) הינו בצורת DNA מעגלי - פלסמיד. אלא שפלסמידים כבר אינם משכפלים את עצמם אלא דורשים מנגנון שכפול תאי. גם החיידק הפשוט ביותר הינו מנגנון מורכב עד מאד. נגיפים (=וירוסים), אשר הינם שונים בתכלית מחיידקים, מכילים מקטעים קצרצרים וישרים של DNA או RNA והינם ככול הנראה, אחת מצורות החיים העתיקות ביותר הקיימות. אולם הטענה האחרונה בעייתית בשני אופנים: ראשית, מפני שיש מחלוקת האם נגיפים הינם חיים בכלל, ושנית, מפני שבהיותם טפילים מוחלטים, הם חייבים להתקיים על חשבונו של אורגניזם אחר, ולפיכך לא יכלו להקדים בזמן את הופעת המאכסן שלהם. גם נגיפים, על פשטותם היחסית, אינם משכפלים את עצמם בכוחות עצמם.

מחוץ להקשר "ראשית החיים" מצויים הפריונים, אשר אחראיים למשפחת המחלות המיוחדות שביניהן מחלת "הפרה המשוגעת" וגירסתה האנושית "קוריצפלד-יאקוב". פריונים הינם חלבונים (לרב חלבון בשם PRP) אשר מצויים בגופינו ומסיבה כלשהי סיגלו מבנה מרחבי שגוי. באורח מיוחד, השיבוש המרחבי הזה (misfolding) לא רק מנטרל את הפעילות התקינה של החלבון, אלא גם משרה על חלבונים תקינים נוספים מאותו סוג, להתעוות למצב השגוי. החלבונים המתעוותים יוצרים סיבים ארוכים המחוררים את מוח החולה וגורמים לחולי (זוהי התיאוריה הנוכחית בכל אופן, הנושא עודנו במחקר). ניתן בהחלט לראות בפריונים מולקולה המשכפלת את עצמה.

ניתן גם לראות בגבישים, תופעה של חומר פשוט ביותר המשכפל את עצמו. למשל, גביש מלח הנוצר על חוט בכוח מים מלוחים.

למידע נוסף, אני מצרף את תשובתי לשאלה דומה שנשאלתי באתר:
http://kol.co.il/QID/user_interface/data_areas/index2_answer.asp?id=16949

כמו כן,
אני ממליץ לעיין בחילופי הדברים באתר ביני לבין הגולש יואב אשר שאל שאלות דומות ונוספות בתחום.

מצורפים קישורים רלוונטיים מויקיפדיה על "ראשית החיים" ועל "שכפול עצמי", כמו גם מאמר פרי עטי הדן במשמעות הביולוגית של חיים:

http://en.wikipedia.org/wiki/Origin_of_life

http://en.wikipedia.org/wiki/Self-replication

http://www.haayal.co.il/story?id=921

התשובה ניתנה על ידי ארז ליבנה מצוות מידעני KOL

נתחיל במובן מאליו: אנחנו לא יודעים מה היה בעולם הטרום-ביולוגי. כל מה שאנחנו יכולים לעשות הוא להניח הנחות על-סמך מה שידוע לנו כיום על התנאים ששררו בעבר. ה"מולקולות הפשוטות" שעליהן מדובר הן מולקולות אורגניות (כלומר, מבוססות על שלד כלשהו של אטומי פחמן), אך הן אינן מורכבות כמו ה-DNA המוכר לנו כיום. התיאוריה המקובלת כיום היא שמולקולה כזו היא ה"אב הקדמון" של ה-DNA וה-RNA. ממולקולה משתכפלת כזו, שעברה שינויים לאורך זמן, נוצר לבסוף ה-DNA. ככל הנראה ה-RNA נוצר קודם, וה-DNA התפתח ממנו. ייתכן שההתפתחויות הללו התחוללו בסביבה א-ביוטית, וייתכן גם שכבר נוצרו תאים חיים שהשתמשו במולקולות "המשתכפלות הפרימיטיביות" הללו כחומר גנטי, והשינויים התחוללו בתוך האורגניזמים.

התשובה ניתנה על ידי מומחה KOL גב' מירי כהן

[17003]     שלח לחבר:     הדפס: הוסף תגובה:

האם מולקולה פשוטה יכולה

האם מולקולה פשוטה יכולה להשתכפל? אם כן נניח שנוסף למולקולה הזו מידע (או שנוצר בה שינוי כלשהו) האם יש למולקולה יכולת לשכפל עצמה יחד עם השינוי/המידע שנתווסף לה או שלשם כך דרוש dna?

התשובה לשאלה תלויה במידת מה, בהגדרה מהי מולקולה "פשוטה".
גם "מידע" הוא שאלה של הגדרה, אם כי שאלה פשוטה יותר כי בפרשנות המחמירה ביותר ניתן לטעון כי כל שינוי מהמקור מהווה מידע חדש. בתחום הנקרא "origin of life" (ראשית החיים, אחת השאלות של האסטרוביולוגיה) מרבים לעסוק בשאלה זו ודומות לה.
נושא ה - RNA עשוי לענות על שאלה שלך. מרבית החוקרים סבורים כי בטרם התבסס ה-DNA כמולקולה הנושאת מידע תורשתי, היה העולם הקדום (בטרם היווצרות התאים) מבוסס על מולקולות RNA קצרות בעלות יכולת הן לשאת מידע (בהיותן כמעט זהות ל-DNA) והן לייצר מולקולות זהות להן (בהיותן בעלות יכולת אנזימתית. ל-RNAבעל יכולת אנזימתית קוראים ריבוזיים). בנוסף, פרופ' דורון לנצט ממכון ויצמן הציע מודל תיאורטי בשם GARD המתאר צבירים פשוטים של חומצות שומן אשר אוגרות ומעבירות את המידע האצור בתוכן.

באשר ל-DNA, הוא אינו מכיל את היכולת לשכפל מידע, אלא רק לאצור אותו. השכפול בתא נעשה ע"י מנגנונים חלבוניים מורכבים.
כפי שנרמז מהנאמר למעלה, זוהי אינה המולקולה היחידה בעלת הפוטנציאל לשמור אינפורמציה. השאלה היא, האם יש מנגנון ל"קריאת" האינפורמציה הזו, אחרת הוא חסר ערך.

התשובה ניתנה על ידי מומחה KOL גב' מירי כהן

[16949]     שלח לחבר:     הדפס: הוסף תגובה:

מה זה "תורשה אוטוזומלית

מה זה "תורשה אוטוזומלית רצסיבית"? מה ההבדל בין "אלל" ל"גן"? אני לא לומד ביולוגיה, אז תנסו להסביר מונחים מיקצועיים.

ההגדרות לא תמיד אחידות אבל, נתחיל בהגדרות. רק כדי שיהיה לנו נוח יותר לדבר. ההגדרות שונות, אבל מקובל ביותר לומר שגן זו יחידת תורשה. ובמיקרים רבים ההגדרה של גן מתלכדת עם זו של אלל. אז נסדר קצת את העניינים: ברצף הדנ"א של הכרומוזום יש אזור מסוים שאחראי לתכונה מסויימת או לייצור חומר מסויים. באזור זה יכולים להיות מספר רצפים של דנ"א לחילופין (לא בו זמנית, או הרצף האחד, או השני או השלישי וכו`). הרצפים האפשריים נקראים אללים, האזורים נקראים לוקוסים או אתרים גנטים.

עכשיו, תורשה אוטוזומלית היא תורשה רגילה. ז"א בגרעין כל תא מתאי גופנו יש 46 כרומוזומים המחולקים ל23 זוגות, כאשר בכל זוג כרומוזום אחד הגיע מהאב ואחד מהאם. שני כרומוזומים בזוג כזה הנו הומולוגי - בכל אחד מהכרומוזומים יש אותם אתרים, ובכל אתר יש מספר אללים אפשריים. באופן מופשט ניתן לומר שכרומוזומים הומולוגים אחראיים על אותן התכונות. נניח שיש לוקוס על הכרומוזום שקובע את צבע העיניים, אז קיימים שני כרומוזומים הומולוגים שבכל אחד מהם יש את אותו לוקוס הקובע את צבע העיניים, אך יתכן כי כל אחד מהם יהיה מאוכלס ע"י אלל אחר - הרצף הגנטי באותו לוקוס יהיה אחר בכל אחד מהכרומוזומים ההומולוגים. במקרים כאלה, לעיתים מכריעה התכונת הדומיננטיות - יתכן שלאלל מסויים תהיה דומיננטיות על אלל אחר, אם הצבע החום הינו דומיננטי על הצבע הירוק, ולאדם יש בכרומוזום אחד את הגן לצבע עיניים ירוק ובכרומוזום השני את הגן לצבע עיניים חום, לאדם יהיו בסופו של דבר עיניים חומות. כך ישנן מחלות שהן רציסיביות: אם אדם קיבל מאביו את הגן למחלה, וכן קיבל מאימו את הגן למחלה, בסופו של דבר האדם יהיה חולה. אם לאדם יש גן אחד למחלה וגן שני תקין, האדם יהיה נשא, הוא לא יראה סימנים של המחלה, אולם יתכן כי יעביר אותה לצאצאיו. ולהיפך, גן דומיננטי מספיק שיהיה רק אחד ממנו באחד הכרומוזומים כדי שהאדם יהיה חולה.

זוג הכרומוזומים ה-23 הם כרומוזומי המין. במונח "תורשה אוטוזומלית רצסיבית" נהוג להתיחס רק לתורשה שאינה בכרומוזומי המין.

התשובה ניתנה על ידי מומחה KOL גב' מירי כהן

[16779]     שלח לחבר:     הדפס:     לתגובות הגולשים: 2

האם הסביבה יכולה לגרום

האם הסביבה יכולה לגרום לשינויים באדם ללא ברירה טבעית ומוטציה אקראית? למשל שינוי בתווי פנים או בצבע עור - כלומר אדם שחי בסביבה שבה יש קרינה חזקה מהשמש נניח באפריקה האם צבע העור שלו יהפך לכהה יותר בהשפעת הסביבה והאם הוא יוכל להוריש את השינוי הזה בצבע העור נאמר, גם לבניו (כמו אדם שנחשף לקרינה רדיואקטיבית - מתרחשים בו שינויים שאינם קשורים לברירה טבעית או מוטציה אקראית אלא כתוצאה מחשיפה לקרינה/סביבה שהשפיעה עליו)?

ובנוגע לשאלתי מהפעם שעברה, כיצד מולקולה משתכפלת מסוגלת לשכפל גם שינויים חדשים שנוצרים בה, מניין היא קיבלה את היכולת הזו לשכפל מידע חדש שלא היה ידוע לה קודם?

ולשאלתך ארז מדוע אני שואל את כל השאלות האלו... אני אענה לך בהרחבה בתגובה לתשובה שתיתן לי על השאלה הנוכחית.

רגע נבואי בנוסח בזוקה: יום אחד מישהו ימצא את חילופי הדברים שלנו ויעשה מזה מערך שיעור...

אז האם סביבה יכולה לשנות מטען גנטי? ובכן, קודם כל, הזכרת נכון קרינה, אבל בוא נרחיב את זה לכל דבר שהוא מוטגני, כלומר מחולל מוטציות. כאן נוכל לכלול קרינה אלקטרומגנטית כמו קרינת UV מהשמש, קרינת רנטגן וקרינת גאמה מפצצה גרעינית (לא עלינו...). בעצם, כל קרינה אלקטרומגנטית שנמצאת בצד היותר אנרגטי מהצבע סגול (אור נראה וצבעים זה גם קרינה אלקטרומגנטית). גם קרינה רדיואקטיבית (אלפא ובתא) לא בדיוק מועילה ל-DNA שלנו וגורמת למוטציות. יש גם חומרים מחוללי מוטציות, כמו אתידיום ברומיד, המקובל מאד לשימוש במחקר ביולוגי מעבדתי (בכלל, במעבדה ביולוגית תמצא אלף ואחד דברים לא בריאים למגע, נשימה או חשיפה). חומרים אלה מכונים לעיתים חומרים קרצינוגניים, כלומר מסרטנים, כי אחת התגובות הישירות של מוטציות היא התפתחות סרטן.

מה עוד טורף את המידע הגנטי שלנו? ובכן וירוסים יכולים ועושים בנו מוטציות כל הזמן, ביחוד וירוסים שמשלבים את המטען התורשתי שלהם עם שלנו, כמו וירוס ההרפס ווירוס ה-Hiv (הגורם לאיידס). וירוסים כאלה חודרים באקראי לגנום שלנו ולעיתים מחבלים תוך כדי - כך, בגנים קיימים או מוציאים אותם מבקרה תקינה. גם זה אגב יכול לגרום לסרטן. כשזה נוגע לוירוסים, דע לך שיש לנו "שאריות וירוסים" בגנום שלנו, מגנים. לא יאמן שיש יותר וירוס מאדם בתוך גנום אנושי... יש מיעוט חיידקים שמבצעים תהליך דומה של החדרת DNA זר לגנום, כמו חיידק האגרובקטריום בו עושים שימוש נרחב בהנדסה גנטית בצמחים.
כמו כן, ישנם גורמים שהדעות עדיין חלוקות אם הם מחוללי מוטציות כמו קרינה אלקטרומגנטית בעוצמות גבוהות של אורכי גל גבוהים (הנחשבים לבלתי מסוכנים), כמו מטלפונים סלולריים וקרינת מיקרוגל (שכבר די נרגעו לגביה), מגנטים חזקים, פציעות חוזרות ונשנות ועוד.

המוטציות הנגרמות ע"י הגורמים הנ"ל הם סביבתיים אבל עדיין אקראיים, כלומר זה לא שאם תחשוף אדם לחמש דקות של אורניום מועשר, תדע בודאות אילו מוטציות קיבל ואיפה. מצד שני, זה גם לא אקראי מוחלט כיוון שאיזורים מסויימים ב-DNA פתוחים וחשופים יותר לפגיעה מאחרים, כך שיש איזורים יותר מועדים לנזק מאחרים. מעניין במיוחד, ובהקשר זה, חיידק מיוחד במינו שהצליח להסתגל לחיים בסביבה עמוסת קרינה כמו בבריכות של כורים גרעיניים, היכן ששום דבר אחר לא שורד. את מנגנון ההישרדות שלו חקר ופיענח פרופ'' אברהם מינסקי ממכון ויצמן(ראה קישור).

לגבי חשיפה של אדם לשמש והורשה של עור כהה יותר, הגישה הזו מכונה לאמארקיזם על שם חוקר בשם למארק אשר חי בתקופת דארווין.
למארק ולא דארווין הוא ההוגה האמיתי של רעיון האבולוציה, במובן של התפתחות אורגניזם ממצב אחד למצב שני. לפניו חשבו הכל שמצב חיים מסויים הוא סטאטי וכלב תמיד היה ותמיד יהיה כלב. אלא שלהבדיל מדארווין, הוא ניבא כי שינויים אלו מקורם בסביבה, כלומר האורגניזם "לומד" במהלך חייו מסביבתו את צרכי המזון שלו, עוצמת השמש, התנהגות הטורפים שלו, ואת המידע "הנרכש" הזה הוא מוריש הלאה. גישה זו, על אף היותה אינטואיטיבית ביותר, הופרכה בניסויים רבים, ואינה מקובלת כלל על הביולוגיה בימינו. אף הייתי אומר שהיא מוקצית מחמת מיאוס, ברמה שלעיתים אינה עולה בקנה אחד עם ביקורתיות הוגנת. הדבר נובע בין השאר מפעילותו של המדען הראשי בימיו של סטאלין, לסנקו, אשר היה חסיד גדול של גישת למארק וניסה לאלץ יבולים של חיטה וגידולים אחרים, לצמוח במקומות לא להם ע"י כך שילמדו עם הזמן להסתגל. הוא נכשל כשלון חרוץ ודן רבים לרעב ופיגור כלכלי בברית המועצות. כשלונו הצורב של לסנקו ביחד עם ההישגים הכבירים של גישת דארווין, דחקו את הלמארקיזם לקרן זוית של המדע. אחת הטענות השכיחות וההומוריסטיות במקצת כנגד הלמארקיזם הוא, שיש עם אשר מאות בשנים חותך את העורלה של זכריו ועדיין כל תינוק שנולד להם נולד עם עורלה... ואולם, אם אתה שואל אותי, הלאמרקיזם עוד יחזור ויראה לכולם שיש בו משהו.

המידע הגנטי לא נמצא רק ברצפי הגנים, כך מתחוור לנו יותר ויותר, וישנם עוד מקומות עלומים יותר של הצפנה, כמו המידע האפי-גנטי אותו כמדומני הזכרתי באחת מתשובותי הקודמות. מידע זה, אולי כן "לומד" תכונות נרכשות ומעביר אותן הלאה. ימים יגידו. זה ההימור שלי, אתה רשאי לצטט אותי:)

בנוגע לשאלה:
"כיצד מולקולה משתכפלת מסוגלת לשכפל גם שינויים חדשים שנוצרים בה, מניין היא קיבלה את היכולת הזו לשכפל מידע חדש שלא היה ידוע לה קודם?"

מי אמר שמולקולה משתכפלת, משכפלת את עצמה? זו הנחה שהנחת והיא אינה בהכרח (ולרב אינה) נכונה. מולקולה משתכפלת, למשל גן, היא מולקולה שמקודדת למידע מסויים, למשל לאיך לבנות אנזים המפרק את הסוכר לקטוז. מי שמשכפל אותה הוא מנגנון שלם ומורכב מאד הכולל הרבה אנזימים אחרים שהוראות הבנייה שלהם מגיעות מגנים אחרים בכלל. עצם השכפול אינו תלוי במידע, כך שמוטציה לא אמורה להפריע להעתקה, ולכן גם אם יש לך מוטציה שחיבלה לחלוטין בתפקוד של הגן, הוא עדיין ישוכפל שוב ושוב, בגירסתו הפגומה.

"היצור העמיד ביותר בעולם לקרינה רדיואקטיבית" מאת פרופ' אברהם מינסקי ממכון ויצמן

לאמארקיזם

התשובה ניתנה על ידי ארז ליבנה מצוות מידעני KOL

אדם לבן שיחיה באפריקה זמן רב, ישתזף מכיוון שהגוף שלו צריך להגן על העור שלו. אבל מאוד יתכן שהוא יקבל סרטן עור מכיוון שהגוף אינו רגיל לקבל כמות כזאת של קרינת שמש. אם האדם הזה ישרוד ויביא צאצאים, יכול מאוד להיות שאחרי מאות או אלפי שנים, צבע עורו ישתנה. לכך לא מספיק דור אחד של צאצאים. שינויים אבולוציוניים לא קורים בין רגע; הם דורשים הרבה מאוד זמן. אבל כן.... נוצרים שינויים בגנים שלנו.

התשובה ניתנה ע"י מומחה KOL גב' הילה הראל

התשובה ניתנה על ידי מומחה KOL גב' מירי כהן

בנוגע ל "כיצד מולקולה משתכפלת מסוגלת לשכפל גם שינויים חדשים שנוצרים בה, מניין היא קיבלה את היכולת הזו לשכפל מידע חדש שלא היה ידוע לה קודם?"
הכוונה היא בהקשר של המולקולה המשתכפלת הראשונה שנוצרה (בנושא הווצרות החיים) שלא הייתה לה תלות באף גורם אחר שיעשה בשבילה את העבודה, כיצד אותה מולקולה יחידה יכולה הייתה לשכפל את עצמה יחד עם שינויים חדשים\מוטציות שנוצרו בה, מניין לה היכולת לשכפל מידע שלא היה ידוע לה קודם?

ובכן, התשובה הקודמת עדיין תופסת בחלקה.
מנגנון לשכפול ידע לא בהכרח תלוי ב"תכולת" המידע שהוא משכפל, לעיתים די שיכיר את "סוג" המידע. דוגמא קלה להבנה היא מחשב אשר מערכת ההפעלה שלו יודעת איך להעתיק קובץ מכונן קשיח אחד לשני גם אם מעולם לא פגשה את הקובץ הספציפי הזה קודם. אלא שמערכת ההפעלה יודעת מה זה קובץ ושהוא בנוי מבייטים וזה מספיק לה. אין לה עניין בתוכן עצמו, אשר יכול להיות אפילו חסר משמעות. מנגנון שכפול המידע, בין אם זה מנגנון מתקדם אבולוציונית ונפרד, או מנגנון הנכלל בתוך המשוכפל (מה שנקרא "מולקולה אוטוקטליטית") אינו צריך לדעת מה כתוב באותיות ה-DNA או ה-RNA למשל. די לו לדעת מהם הנוקלאוטידים (אבני הבניין של DNA ו-RNA) בכדי לבצע את השכפול. וכמו בדוגמת המחשב, הידע גם כאן יכול להיות חסר משמעות, בצורת גן שנהרס במוטציה (לעיתים נקרא פסאודו-גן).

התשובה ניתנה על ידי ארז ליבנה מצוות מידעני KOL

[16752]     שלח לחבר:     הדפס:     לתגובות הגולשים: 2

עוד לא נפטרתם ממני

עוד לא נפטרתם ממני כ"כ מהר יש לי עוד שאלה במלאי:
מהי/הן התאוריה/ות הרווחת/ות כיום בקשר להווצרות היצור החי הראשון? (איך נוצר, מתי נבנה ה dna שלו וכו'...)
ארז, מקווה שגם על השאלה הזאת תשמח לענות

יואב, מי בכלל רוצה להפטר ממך?
אתה לוקח אותנו לטיול שנתי אל יסודות הביולוגיה המודרנית. דווקא מאד נחמד.

שאלת היווצרות החיים היא אחת הגדולות, הותיקות והבלתי פתורות שבשאלות הביולוגיה.
זהו תחום דעת שלם הנקרא Origin of life (מצורף, חיפוש בגוגל: המון חומר בנושא).
http://www.google.co.il/search?hl=iw&q=origin+of+life&meta=
http://en.wikipedia.org/wiki/Origin_of_life

ההישג המפורסם ביותר בתחום זקוף לזכותו של סטנלי מילר אשר ב-1953 עורר מהומה בניסוי שערך. פישר ניסה לחקות את התנאים ששררו בכדור הארץ הקדמון, המכונה בעגה מקצועית "המרק הפרה-ביוטי". את בלילי המתאן, אמוניה ושאר המרכיבים הוא חימם כאילו היו נתונים בפעילות וולקנית וחישמל כאילו היכו בו ברקים, והפלא ופלא - בתוך כלי הזכוכית התקבלו נוקלאוטידים וחמצות אמינו, אבני הבניין הבסיסיות של מולקולות ביולוגיות כמו DNA, RNA וחלבונים! הניסוי פורץ הדרך העיד כי המרכיבים הבסיסיים לחיים נוצרים באופן ספונטאני בתנאים אלו. (מצורף, קישור למידע נוסף על הניסוי וניסויי המשך לו).
http://en.wikipedia.org/wiki/Miller-Urey_experiment

בנוסף לניסוי זה, קיימת תמימות דעין מסויימת לגבי כך שהמידע הגנטי הראשון התבסס דווקא על מולקולות RNA ולא על DNA כמקובל בכל האורגניזמים קיום (חוץ מוירוסים מסויימים). RNA דומה מאד ל-DNA ואם זאת, סברת "עולם ה-RNA" נסמכת על יכולתו גם לקודד למידע וגם לשמש שזרז כימי (קטליזטור, ריבּוֹזָיִים = "אנזים RNA"). ואם זאת, יש לגישה זו גם מתנגדים ואין לה הוכחות של ממש.
גישה אלטרנטיבית הוצעה למשל ע"י פרופ'' דורון לנצט ממכון ויצמן, המציע ומוכיח במודל ממוחשב דווקא צבירים של חומצות שומן כנשאי המידע קדומים אפשריים של העולם הביולוגי (מצורף חיפוש בגוגל על תיאוריה זו)
http://www.google.co.il/search?hl=iw&q=gardobes&meta=

אלא, שבין אנו מקבלים את סברת "עולם ה-RNA" ואם לאו, זהו רק תחילת הסיפור ולא הסבר של ממש להיווצרות החיים.
להבדיל מאתגרים אחרים מולם ניצבת הביולוגיה, כשהדבר נוגע לשאלת ראשית החיים אין תיאוריה אחת דומיננטיות אלא כמות נכבדה למדי של השערות ותיאוריות מתחרות.
הבעיה העיקרית בפתרון הבעיה הוא שכמעט ובלתי אפשרי לאמת ולהוכיח תיאוריה כלשהי, אלא אם יצליח מישהו ליצור יום אחד חיים במעבדה, דבר שעוד טרם קרה.

על אף העניין המובן בנושא, גילו המופלג שיחד עם אי ההתקדמות בו הפכו אותו לנושא שולי למדי למחקר בהשוואה לתחומים אחרים
(כמו גנטיקה, ביוכימיה, חקר הסרטן, וירולוגיה, מדעי המוח ועוד) בהם ההתקדמות מסחררת. עם זאת, שאלה זו מעסיקה גם היום
ביולוגים העוסקים במחקרים לא שיגרתיים ובכללם אסטרוביולוגים אשר הינם מדענים החוקרים את שאלות ההתכנות
של חיים בחלל החיצון ואת אופיים האפשרי של חיים אלו. מדי שנה אף נערך בארץ כינוס בנושא Origin of life בו מוצגות עבודות בתחום.

בנוסף לקישורים שצירפתי, אני מפנה אותך בשנית לשני המאמרים מה"אייל הקורא" אליהם הפנתי אותך בתשובתי הקודמת.
בדיון שמתחתיהם יש שיחה עירה ביותר בנוגע לשאלת היווצרות החיים וכן נושאים אחרים אשר מעסיקים אותך.
כמו כן, אתה מדבר על "להווצרות היצור החי הראשון" וכדאי שתברר בינך לבינך למה אתה מתכוון כשאתה אומר "חי" - זה לא טריויאלי..

אני סקרן,
מה אתה עושה בכל המידע הזה? מלבד להרחיב את האופקים, כמובן.

שבוע מצויין!
ארז

התשובה ניתנה על ידי מומחה KOL גב' מירי כהן

[16745]     שלח לחבר:     הדפס: הוסף תגובה:

ושוב שלום, ארז מה

ושוב שלום, ארז מה העניינים?
שים לב לכתבות הבאות וענה לי על השאלה שבסוף (ראה גם קישור למאמר למטה):

"כעשור מאוחר יותר, טען ראיין כי שינויים גנטיים
עשויים להתרחש גם לא בזמן חלוקת תא. הוא חשף חיידקים לתנאי סביבה קשים, אך לא קטלניים, בגדלו אותם על מצע שהיה עשיר במזון שלא יכלו לעכל (סוג מסוים של סוכר, למשל). המצע הכיל גם מזון שהחיידקים ידעו לעכל, אך בכמות שלא אפשרה להם להתחלק. ראיין מצא, שלאחר זמן-מה החלו מקצת החיידקים להתחלק. למרות משמעותם מרחיקת הלכת של ממצאים אלה, היה רישומם על הדוגמה המרכזית אפסי.
כעבור שלושים שנה, חזר שפירו על ניסויו של ראיין - הפעם בחיידקים מהונדסים גנטית. שפירו יצר בחיידקים מוטציה ידועה, המונעת מהם לעכל את הסוכר לקטוז. החיידקים בניסויו למדו להתגבר על ה"טעות" שהוחדרה אליהם ולעכל את הלקטוז בקצב מהיר הרבה יותר משאפשר לצפות על סמך מוטציות אקראיות. כעבור ארבע שנים נוספות, פרסמו קירנס ועמיתיו בכתב-העת Nature תוצאות של ניסויים דומים. הם מצאו, שלא הייתה הגברת קצב של כלל המוטציות, אלא רק של המוטציה הספציפית המאפשרת לעכל לקטוז. קירנס ועמיתיו העזו וטענו, כי משמעות הניסויים היא שהחיידקים עברו מוטציות אדפטיוויות, או מכוונות. הפעם עוררו הניסויים והפרשנות דיון סוער, הנמשך עד עצם היום הזה. בעקבות ניסויים שערכנו, העלינו את הטענה כי מוטציות בחיידקים עשויות להיות גם מסונכרנות, אוטו-קטליטיות (מועברות מחיידק לחיידק) ושיתופיות. תמונה חדשה נובטת, של חיידקים לומדים, שהגנום שלהם מסוגל לפתור בעיות שמציבה הסביבה ולשנות את עצמו בהתאם".
"ב-1994 פורסם בכתב העת Science מאמר שבו הראה חוקר מדעי המחשב אדלמן כיצד ניתן להשתמש ברצפי דנ"א ובאנזימים הפועלים על רצפים אלה כדי לפתור בעיות חישוביות. הוא הדגים את הרעיון בשיטה אלגנטית לפתירת הבעיה הידועה של הסוכן הנוסע, ובכך פתח תחום חדש של חישוב באמצעות דנ"א. מסתבר שהנושא אינו חדש לטבע, והגנום יודע זה מכבר לבצע חישובים. הריסניות (Ciliophora) הן קבוצה המונה כ-8000 מינים של חד-תאיים איקריוטיים בעלי ריסים מרובים. מינים מסוימים מתייחדים בכך שרצף הדנ"א שלהם מאורגן בשני גרעינים: גרעין גדול ובו הגנים המשמשים לייצור חלבונים, וגרעין קטן שכולו דנ"א טפל. בזמן חלוקה, הגרעין הגדול נעלם, ואילו הגרעין הקטן מועתק. בתום החלוקה נוצרות שתי ריסניות, שלכל אחת מהן גרעין קטן בלבד. בהמשך, הגרעין הקטן שבכל אחת מהן בונה מחדש את הגרעין הגדול. בשנת 1998, חברו הביולוגית לנדוובר וחוקרת מדעי המחשב קארי להראות, כי הגרעין הקטן בעצם מחשב את רצף הדנ"א של הגרעין הגדול. אין הוא בונה אותו על פי מרשם, אלא בפעולה הניתנת למיפוי לפעולת מכונת טורינג, כלומר כחישוב באמצעות הרצת תכנית מחשב. זהו נדבך קריטי בתמונה החדשה - יכולת הגנום לבצע חישובים הוכחה באופן ישיר!"

אם כך, מדוע זה לא אפשרי שביצורים יותר מורכבים חיות ובני אדם למשל, יווצרו גם כן שינויים מתוכננים בהתאם לסביבה או אפילו שידרוג של היצורים עצמם, שינויים שגם אם לא נוצרו ביצור עצמו אך תוכננו על ידו יועברו לדור הבא שיתפתח ויעביר את השדרוג לדור שאחריו וכך הלאה...?
------------------------------------------------
אשל בן-יעקב ואדם טננבום, "מחשבות על אבולוציה יצירתית", 'פיזיקהפלוס', גיליון מס. 1:
http://physicaplus.org.il/zope/home/he/1/BenJacob
------------------------------------------------

אנחנו יצורים קצת יותר מפותחים ומסובכים מאשר החידקים. את הרצפים של החידקים כבר גילנו ואנחנו יודעים בדיוק מה כל אחד עושה, לכן אנחנו גם יכולים ליצור תרופות למיניהם מחידקים. התחום שעוסק בזה נקרא ביוכימיה. אבל לגבי רצף הגנום האנושי, את רובו עדין לא פיצחנו והרבה מדענים עובדים על פיצוח הגנום האנושי. ישנן הרבה כתבות שאולי אתה קורא או רואה בטלויזיה שכן מנסות לשפר את הגנום האנושי. למשל, לא מזמן מצאו את הגן לגרימת התקרחות אצל הגברים, אבל כל העיניין הזה עדין בניסויים ועד שזה יצא לאור יקח עוד כמה שנים.

התשובה ניתנה על ידי מומחה KOL גב' הילה הראל

אהלן יואב,
טוב כתמיד לשמוע ממך.
השאלות שלך נעשות מאתגרות יותר ויותר.

קראתי את המאמר (הארוך) שסיפקת.
כמו בבית המשפט, זהו מקרה בו הנאשם (הגישה המדעית המקובלת) מודה בעובדות אך לא באשמה.

כמה מילים על המאמר באופן כללי לפני שנצלול לתוכו:
קודם כל הוא כתוב בשפה שאינה השפה ביולוגית הסטנדרטית וניכר שהכותבים באים ממתודולוגיה שונה הנשענת יותר על ברכי מדעי המחשב. כתוצאה מזאת טיעוניהם לעיתים פשטניים ולעיתים קשים לשילוב בשיח מדעי מקובל (והרי, כדי להתווכח קודם צריך לדבר באותה השפה). ואולם, בהתחשב בכך שמדובר בכותבים שאינם ביולוגים, המאמר מכיל מספר אבחנות נבונות והנימה הפשטנית הינה לפיכך נסלחת.
שנית, המאמר הינו עירבוביה ענקית של עובדות, והמעבר בינהם הוא אקרובטי ומסחרר, לעיתים עם קשר רופף ביותר, בבחינת "תפסת מרובה לא תפסת". האם ניסו המחברים להציג את גישתם באופן מקיף ככול האפשר, או לבלבל את הקורא לדעת בעודף יתר של אינפורמציה? אני נוטה לקוות כי זהו המקרה הראשון ולא השני. ואולם, כל המידע הזה, גם אם נכון בחלקיו, אינו קוהרנטי ואינו מתחבר למסקנה אחת גדולה כפי שהמחברים מנסים להוביל את הקורא. לטעמי, כמובן.

אני מודע לספרו המעורר הדים של קון בדבר פרדיגמות שולטות במדע ואיך מדי פעם דרוש למדע ניעור מהפכני. אין לי צל של ספק שהמחברים ניסו להיות אותה יד מנענעת, ואולם לא התרשמתי כי ידם צלחה בכך.

הטיעון היחיד שמצאתי חדשני (עבורי) ושערורייתי ממש בעיניי, הוא סיפור הריסנית ה"מחשבת" את הגנום שלה על סמך איזושהי תוכנה ומהדר (קומפליילר) עלומים. לא ידוע לי על דבר כזה או על הגות ביולוגית בכיוון זה וחבל מאד שהמחברים לא הרחיבו בנקודה זו. למשל, לא קיבלנו כל אינדיקציה שמנגנון כזה אמנם קיים ואינו היפותיזה חריגה. איך מנגנון כזה עובד? מהו הקוד (שאינו תבנית אלא "תוכנה") על פיו נכתב כביכול הגנום של הריסנית? מהו המנגנון המוציא תיכנות זה אל הפועל? היכן עוד הוא מצוי בעולם החי? בקיצור, הייתי מתייחס לטיעון הזה בחשדנות מרובה עד שלא יוכח אחרת ואם יוכח אחרת אשמח לשמוע.

מלבד הריסנית, מתארים החוקרים אין ספור מנגנונים המעידים על רמת המורכבות הגדולה של עיבוד מידע בגנום. ואולם, בעיה – הם מתפרצים לדלת פתוחה. המחברים כנראה הזינו את הידע הביולוגי שלהם משיחה עם ביולוגים קשישים ושמרניים במיוחד או מחומר לימוד לא מעודכן ולכן ברוח וצלצולים באו להתווכח עם קהיליה ביולוגית שלמה שבעצם לא מתנגדת לדבריהם.
התופעות המתוארות במאמר מוכרות וידועות לביולוגים ולדעתי כן נותנים עליהן את הדעת.

ברברה מקלינטוק שהוזכרה במאמר כאחת ממיסדות ה"זרם האחר", ושגילתה את מנגנון הטרנספוזונים, הינה בהחלט נכס מיינסטרימי של עולם הביולוגיה וכמו שצויין, אבחנותיה החריפות זיכו אותה בפרס נובל. בהחלט לא משהו שקהיליה מדעית נוטה להתעלם ממנו. הנושא של DNA נודד, או טרנספוזונים, נחקר רבות, והינו למשל אחד מנושאי המחקר המרכזיים במעבדתו של פרופ'' אבי לוי ממכון ויצמן, אצלו היה לי הכבוד ללמוד.

גישת ה"גן אחד – חלבון אחד", מזמן פשטה את הרגל, והדבר ידוע היטב בקהילה הביולוגית. את הפרדוקס בין נפח המידע הדרוש "לבנות אדם" לבין מיעוט הגנים שלנו (~30,000) מנסים ביולוגים לייחס לשורה של תופעות "מנפחות מידע" כגון שחבור (Alternative splicing) אשר מייצר חלבונים שונים מאותו הגן, בקרות התבטאות גנים מורכבת, אקראיות סומאטית מוגברת (כמו בתהליך יצירת הנוגדנים עליו הרחבתי בתשובותיי הקודמות), קומבינציות של גנים ביצירת קומפלקסים חלבוניים ומסרים מורכבים (כמו מנגנון "טביעת האצבע החיסונית" המתבטאת באוסף סמנים יחודי על כל תא: מנגנון HLA). יש גם מידע שאינו גנטי אלא "רוכב" על מנגנון ה-DNA כמו מתילציה, מידע זה נקרא מידע אפי-גנטי והבנתנו אותו לוקה מאד מאד בחסר (פרוייקט הגנום לא מתייחס אליו כלל). פרופ'' חיים סידר מהאונ. העברית הוא מחלוצי התחום. גם מולקולות סוכר מורכבות המוספות לחלבונים מהווים מקור לא מבוטל של אינפורמציה אשר את טיבה אפילו לא התחלנו להבין (ואולם ישראל היא מקור למספר חברות ביוטכנולוגיה חלוציות העוסקות בנושא זה כמו GlicoMinds).
המחברים ציינו כמה פעמים שהתמונה כיום אינה שלמה. אין ספק שכך הדבר ולא תמצא ביולוג תבוני שיטען אחרת. לכן אנו חיים עתה ב"רנסאנס של הביולוגיה" עם מנגנונים מהותיים המתגלים בהפרש של שנים בודדות ולעיתים אף חודשים. בתחום הדעת בו "הכל" כבר שלם ומובן, קידמה מדעית כזו לא היתה מתקיימת.
כמו כן, מוכר היטב המנגנון של החלפת גנים בין מיקרואורגניזמים, מה שנקרא Horizontal transfer, ואם גם תאים של יצורים רב תאיים עושים זאת, הדבר יהיה מרשים מאד בעיניי אך לא בלתי נתפס או מערער אמות סיפין.

בקיצור, כל הנאמר לעיל מוכר וידוע לביולוגים. אז על מה הויכוח בעצם?
המחברים רוצים להראות שלא הכל מונע ע"י אקראיות של גן יחיד זה או אחר. שיש גם חישוביות של "רשת נוירונים", שגנים לא עובדים לבד אלא בקומבינציה.
מצויין, טוב ויפה. יש תחום דעת חדש ומלבלב בימים אלה העוסק בדיוק בגישה זו לדברים ונקרא "system biology" ושם מנסים לראות את המערכת כמכלול המגיב כקונצרט ולא כאסופה של כלי נגינה בלתי תלויים. גם כאן, אין ויכוח עם הביולוגיה.

אלא מה, אין כל "בשר" לאורך כל אותם תשעה עמודים עמוסי אינפורמציה של המאמר, לגבי האלטרנטיבה לאקראיות. כל התהליכים שתוארו, מורכבים ככול שיהיו, עדיין מוזמנים בסופו של היום ע"י שינויים אקראיים, ואם המחברים חושבים אחרת, חובת ההוכחה עליהם והם לא סיפקו אותה כלל.
כשהגיע הזמן לשמוע מה הם מציעים, הם נכנסו לשורה של תיאורים עמומים ומעורפלים ביותר בדבר "פרדוקס קיומי", "קפיצת מדרגה", "חישובים". הכל תלוי באוויר, שום דבר לא חד, ברור, מוכח.
זה החמיר כשהם התחילו לדבר על "מוח על", "עיצוב המושבה" ו"אינטרס קבוצתי", כבר התחלתי להרגיש זלזול קל באינטליגנציה של הקורא.

אפשר לצפות ליותר מאנשים המורגלים במתודה מדוייקת כמדעני מחשב, והם לא עומדים בה. זה מה שנקרא בעגה המקצועית "נפנוף ידיים", היינו שימוש במילים גבוהה-גבוהה בלי הרבה תוכן מאחורי. תכלס – מה הם הראו באמת? כלום.

בקיצור (אני לא רוצה לחטוא כמו המחברים ולכתוב הרבה מדי ולומר מעט מדי),
אני לא רואה היכן האלטרנטיבה המובטחת לאקראיות בבסיסם של הדברים.
אני לא רואה עדות כלשהי, אפילו לא ברמז, לדבר מה מכוון (במובן של: חושב, מתכנן, מנתח נתונים ואז בונה בכוונה תחילה).
לומר "משמעות הניסויים היא שהחיידקים עברו מוטציות אדפטיוויות, או מכוונות" זה טוב ויפה אבל זו פרשנות. אפשר להתווכח עם פרשנויות אבל זה תמיד פחות מוצלח מלרדת לעומקו של הטיעון ולדבר ברמה הזו. מה בדבר מנגנון ל*איך* זה עובד בפועל?

אני מאתגר אותך לדלות פיסת עדות מסויימת המדברת אליך מן המאמר ולדון מדוע היא טוענת כנגד האקראיות, מפני שלהגיב אחד אחד כאן זה יותר מדי בשבילי.

שתי נקודות לקינוח:
- זמן הפיתוח של תרופה חדשה הינו קרוב יותר ל-15 שנה מאשר ל-5 שנים. אולי המחברים התכוונו לזמן המחקר. אולם אם מוסיפים את כל שורת הניסויים הדרושים לקבלת אישור לשימוש בתרופה, אז מהישיבה הראשונה של המדען על הבעיה ועד המוצר החדש על המדף עוברות כ-15 שנה. נוסיף על כך את זה שיש אינספור גורמים שיכולים לחסל פרוייקט פיתוח תרופה במהלך הדרך, ולא כולם מדעיים טהורים. לכן, תרופות הן אחד המוצרים הקשים והיקרים ביותר לפיתוח בעולם כיום. פיתוח תרופה אחת נאמד בחצי עד מיליארד (!!) דולר.

- נקודה אחת של חסד שנבלעה בשלל העדויות במאמר היא הטענה שמיקרואורגניזמים אינם בהכרח אסופה של בודדים וכי הם פועלים כקהילה משתפת פעולה. לדעתי גישה זו תזכה בעתיד ליותר ויותר עדנה ואני מעריך כי נגלה שיריבינו החיידקים הרבה יותר "חכמים" מכפי שאנו רגילים לחשוב, וכי הם בעצם מעין "אורגניזם רב תאי עם תאים מפוזרים" בעלי תקשורת מורכבת ותגובה קבוצתית לסביבה, כמו למשל החלטה קבוצתית לתקוף ע"י הפרשת רעלנים. ואולם זו תחזית שלי ואתה מוזמן לקבל אותה כלא יותר מכך.

היה מייגע משהו (היו בעיות טכניות מאחורי הקלעים, שלא תדע..)
אך גם מספק לענות לך.
שמחה ואריכות ימים
ארז ליבנה

התשובה ניתנה על ידי מומחה KOL גב' הילה הראל

[16719]     שלח לחבר:     הדפס:     לתגובות הגולשים: 1

[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] >>
***
אינדקס מומחים רואה חשבון בוידיאו צ'אט מאמן אישי און ליין מומחים לאסטרולוגיה מומחה לנומורולגיה
קוראת הקלפים און ליין רופאים מומחים בוידיאו צ'אט אורטופד מומחה און ליין נוירולוג בוידיאו צ'אט יעוץ עורך דין ברשת
אתרים משלימים - תקשור נומרולוגיה קלפים - קישורים שימושיים - ספרים ברשת - שותפים - נמורולוגיה - תיכון ובגרויות - תקשור - מומחים - משה שרון | לימודי קבלה