חשיבות ה- DNA בתא האנושי

ההכרה בכך ש- DNA נושא את מתווה המידע לכל האורגניזמים החיים, והמנגנונים שמתרגם את קוד ה- DNA לחומר החיים, עומד כאחד התגליות הגדולות של המודרנית מַדָע. מהמיקרואורגניזמים הפשוטים ביותר ועד לעצי הענק ולבעלי החיים המאכלסים את כדור הארץ, כולם מסתמכים על DNA לקיומם. בעזרת הרבה פחות "אותיות" ביולוגיות מאשר האלפבית האנגלי בן 26 האותיות, ה- DNA מפרט את ההוראות כיצד אורגניזמים חיים, מתרבים, מטבוליזם, מתבגרים ובסופו של דבר מתים.

DNA הוא מולקולה מורכבת ושרשרתית ארוכה המקודדת את המאפיינים הגנטיים של אורגניזם חי. ברוב הצמחים ובעלי החיים, ארוז DNA עם חומצה ריבונוקלאית וחלבונים למבנים קומפקטיים הנקראים כרומוזומים השוכנים בגרעין התא. כמעט בכל התאים האנושיים יש 23 זוגות כרומוזומים, קבוצה אחת מכל אחד מההורים. קטעי DNA הנקראים גנים מקודדים בעקיפין חלבונים, הנותנים מבנה ותפקוד לגופי האדם. הבחירה באילו גנים פועלים באילו תאים קובעת את סוג התא: מוח, כבד, עור וכל האחרים.

ברבייה מינית, בני האדם יוצרים תאים מיוחדים, הנקראים גיימטים, המכילים רק קבוצה אחת של 23 כרומוזומים. במהלך ההפריה, ה- DNA של האב מתאחד עם זה של האם ויוצר מערך חדש וייחודי של 46 כרומוזומים. כך עוברות תכונות של אב קדמון לצאצאים. כרומוזום מסוים בגמטה קובע את מין הצאצאים. כרומוזום זה יכול להיות ה- X או ה- Y: שני Xים יוצרים נקבה ואילו XY מייצר זכר. כאשר הביצית המופרית מתחילה להתחלק, גנים שונים שולטים כיצד התאים נבדלים זה מזה ויוצרים את הרקמות, האיברים והמערכות האנושיים השונים.

קודי DNA לכל חלבוני התאים המאפשרים חיים. התא מתמלל DNA ל- RNA, אותו הוא מתרגם לחלבונים. אלה כוללים את האנזימים, ההורמונים והחלבונים המבניים שכל תא צריך. לולאות משוב ביוכימיות מורכבות קובעות אילו גנים דנ"א באים לידי ביטוי. במסלולים ביוכימיים תאיים, גנים שולטים בצורת האף ובגודל האוזניים. אם גן מקודד באופן שגוי, למשל בגלל מוטציה במולקולת ה- DNA, אתה עלול לסבול ממומים מולדים, כגון חך שסוע, או ממחלות גנטיות הכוללות סיסטיק פיברוזיס ותסמונת דאון.

דנ"א חיוני לחיי התא האנושי, אך עם זאת הוא יכול להתפצל, מה שמוביל למוות של תאים. המדע לא גילה את התעלומה הזו לגמרי - מדענים לא יודעים אם ה- DNA מתוכנת להשמדה עצמית. שלושים ושבעה גנים של DNA לא כרומוזומלי שוכנים במיטוכונדריה אנושית, תחנות הכוח של התא. ה- DNA הזה מקודד למולקולות RNA חשובות, שחלקן מייצרות אנזימים הנדרשים לחילוף החומרים. מוטציות של DNA מיטוכונדריאלי יכולות לגרום למות ילודים. לא כל המוטציות גרועות - האבולוציה היא בעצם סיפור ארוך של מוטציות דנ"א מועילות שהפכו את האורגניזם הפשוט ביותר של תא אחד לצורות חיים גבוהות יותר, כולל בני אדם.