הקשר בין בסיסי DNA גנים, חלבונים ותכונות

למרות ששמעת אנשים מדברים על גן לשיער אדום, עיניים ירוקות או מאפיינים אחרים, חשוב לזכור שגנים מקודדים חלבונים, ולא תכונות. בעוד שהמרכיב הגנטי שלך אכן קובע תכונות פיזיות כמו צבע עיניים, צבע שיער וכן הלאה, הגנים שלך משפיעים על תכונות אלה בעקיפין באמצעות החלבונים שנוצרו באמצעות DNA.

ה- DNA שלך נושא מידע ברצף של זוגות בסיס של הנוקלאוטידים שלו. מולקולות ביולוגיות אלה, אבני הבניין של ה- DNA, מקוצרות לעיתים קרובות באות הראשונה של שמותיהן: אדנין (A), תימין (T), גואנין (G) וציטוזין (C).

סוגי ורצף הנוקלאוטידים ב- DNA קובעים את סוגי ורצף הנוקלאוטידים ב- RNA. זה בתורו קובע את סוג וסדר חומצות האמינו הכלולות בחלבונים. קבוצות ספציפיות בת שלוש אותיות של קוד נוקלאוטידים מקודדות לחומצות אמינו ספציפיות. השילוב TTT, למשל, מקודד לחומצת האמינו פנילאלנין. אזורים מווסתים של הגן תורמים גם לסינתזת החלבון על ידי קביעת מתי יופעל או יכבה הגן.

בגנים פעילים, מידע גנטי קובע אילו חלבונים מסונתזים ומתי מפעילים או מכבים את הסינתזה. חלבונים אלה מתקפלים למבנים תלת מימדיים מורכבים, בדומה לאוריגמי מולקולרי.

מכיוון שלכל חומצת אמינו מאפיינים כימיים ספציפיים, רצף חומצות האמינו קובע את מבנה וצורתו של חלבון. לדוגמא, חלק מחומצות האמינו מושכות מים, ואחרות דוחות אותן. חומצות אמינו מסוימות יכולות ליצור קשרים חלשים זה לזה, אך אחרות אינן יכולות ליצור. שילובים ורצפים שונים של מאפיינים כימיים אלה קובעים את הצורה המקופלת התלת מימדית הייחודית של כל חלבון

מבנה החלבון קובע את תפקידו. לחלבונים המזרזים (מאיצים) תגובות כימיות, למשל, יש "כיסים", שיכולים לקשור כימיקלים ספציפיים ולהקל על התרחשות תגובה מסוימת.

שינויים בקוד ה- DNA של הגן יכולים לשנות את מבנה החלבון או מתי והיכן הוא מיוצר. אם וריאציות אלה משנות את מבנה החלבון, הן יכולות גם לשנות את תפקודו. לדוגמא, מוטציה ספציפית אחת בהמוגלובין - החלבון הנושא חמצן השופע בתאי הדם האדומים שלך - משפיעה על הובלת חמצן ומספיקה על מנת לגרום לאנמיה חרמשית.

וריאציות בגן יכולות להשפיע על תכונות בכמה דרכים. שינויים בחלבונים המעורבים בצמיחה והתפתחות, למשל, יכולים לגרום להבדלים בתכונות פיזיות כמו גובה. פיגמנטים של צבע עור ושיער מיוצרים על ידי אנזימים, חלבונים המזרזים תגובות כימיות. שינויים הן במבנה והן בכמות החלבונים המיוצרים מולידים כמויות שונות של פיגמנט עור ושיער ולכן צבעי שיער ועור שונים.