ביולוגיה/החומר תורשתי

בכל אחד מתאי גופנו ישנו גרעין תא, גרעין זה עטוף בקרום המפריד אותו משאחר חלקי התא. הגרעין מכיל את הכרומוזומים שבתוכם מצוי הגנום. הגנום הוא המידע התורשתי הדרוש לבניית התאים ותפקודם, ולתפקוד היצור כולו. כל כרומוזום מורכב ממולקולת DNA אחת ארוכה, מפותלת ודחוסה ומחלבונים התומכים בה כפיגום. הגנים ממוקמים לאורך מולקולת ה-DNA, כאשר כל גן הוא יחידית מידע של תכונה.

ה-DNA  הוא החומר התורשתי, כלומר, הוא מכיל את המידע לקביעת תכונות התא ומידע זה עובר הלאה לתאים המתקבלים לאחר חלוקתו לשני תאי בת (או לתאי זוויג להקמת דור הצאצאים הבא).

חומצות גרעין

בבדיקות כימיות נמצא שמרכיב מרכזי בגרעין התא הוא DNA. בגרעין נמצא גם חומר הדומה הנקרא RNA. בשל תכונותיהן הכימיות ובשל מיקומן, שני טיפוסי תרכובות אורגניות אלה נקראים חומצות גרעין. חומצות הגרעין הן מולקולות ארוכות המורכבות משרשרת של יחידות מבנה הנקראות נוקלאוטידים. בכל נוקלאוטיד משתתפים שלושה מרכיבים:

1.     קבוצת זרחה (קבוצה כימית שבה נמצא אטום זרחן)

2.     סוכר – הסוכר שבנוקלאוטידים המרכיבים את מולקולות ה-DNA הוא דאוקסיריבוז.

3.     בסיסים חנקניים – מולקולה הבנויה מטבעת או שתי טבעות ובה אטומי חנקן, נוסף למימן,פחמן וחמצן. מרכיב זה הוא אשר מבדיל בין נוקלאוטיד אחד לשני.

קיימים ארבעה בסיסים חנקניים, ומאחר והבסיס החנקני הוא השוני היחיד בין הנוקלאוטידים, שמות הנוקלאוטידים הם נגזרות של שמות הבסיסים:

A אדנין ; T תימין ; C ציטוזין ; G גואנין

הנוקלאוטידים קשורים אחד לשני בגדיל הין קבוצת הזרחה של נוקלאוטיד אחד לסוכר של נוקלאוטיד אחר, קשר זה יוצר למעשה גדיל אחד ארוך של נוקלאוטידים. כל מולקולה של DNA מורכבת משתי גדילים, המחוברים ביניהם דרך הבסיסים החנקניים באמצעות קשרי מימן. כתווצה מכך מתקבלת מולקולה דו-סלילית, סליל כפול. המספר העצום של קשרי המימן בין שני גדילי ה-DNA מקנה למולקולה יציבות (אף שכל קשר מימן לכשלעצמו אינו חזק מאוד).

כתוצאה מהמבנה המרחבי של כל בסיס חנקני, ישנו הכרח של הימצאות בסיס חנקני אחד מוך השני. לכן, בסיסים A ו-T הם בסיסים משלימים ותמיד ימצאו זה מול זה בגדילים. כנ"ל G ו-C. לפיכך ניתן לומר כי ניתן לראות בגדיל אחד מעין "תמונת ראי" של הגדיל המשלים אותו. חשוב לזכור – מבנה ה-DNA זהה בכל היצורים החיים, והוא שונה אך ורק בסידור הבסיסים החנקניים.

כרומוזומים

כפי שכבר ציינו בעבר, כרומוזום הוא מולקולת DNA דחוסה ומפותלת אשר  דחוסים בה חלבונים.בשלבי החלוקה, הכרומוזומים נדחסים כך שניתן לראות שכל כרומוזום בנוי משתי כרומטידות אחיות המחוברות זו לזו בצנטרומר.

כרומוזום הומולוג – כרומטידה מהאם וכרומטידה מהאב, אשר מקודדים לאותו סוג של תכונות (זהים בהרכב ובגודל).

·        דיפלואידי – מספר כרומוזומים בתא סומטי (2n)

·        הפלואידי – מספר כרומוזומים בתא מין (n)

במשך תחילת חייו של התא, הכרומוזומים מבולגנים בגרעין ולא ניתן להבחין בצורתם או לזהותם, אולם כאשר מתרחשת החלוקה, הכרומוזומים מסתדרים בכרומוזומים הומולוגים וניתן לזהותם. לפי זיהוי ניתן ליצור קריוטיפ (תמונת כרומוזמים.)