שלום,
נראה שכבר הכרתם את אאוריקה. בטח כבר גיליתם כאן דברים מדהימים, אולי כבר שאלתם שאלות וקיבלתם תשובות טובות.
נשמח לראות משהו מכם בספר האורחים שלנו: איזו מילה טובה, חוות דעת, עצה חכמה לשיפור או כל מה שיש לכם לספר לנו על אאוריקה, כפי שאתם חווים אותה.
»
«
איך נקבע מינו של התינוק ומי קובע אותו?
כמעט בכל תא בגוף האנושי נמצאים 23 זוגות הכרומוזומים (Chromosomes) שלנו. בכרומוזומים האלה שמורות התכונות התורשתיות שכל אחד מאיתנו קיבל מהוריו.
הגנים, שמרוכזים בתוך הכרומוזומים הללו הם שמכילים את כל ההוראות ליצירת בני אדם חדשים.
#זוכרים את ה"כמעט בכל תא" מקודם?
יופי, כי יש שני סוגי תאים שאין בהם את כל הכרומוזומים. אלו הם תאי הזרע של הזכר ותאי הביצית של הנקבה. התאים אלה מכילים רק מחצית מכל זוג כרומוזומים. יש לכך סיבה. רק ברגע ההפריה, כשיפגוש תא הזרע של הגבר את תא הביצית של האישה, אז תיווצר מערכת כרומוזומים מלאה שתהיה הבסיס לילד, כלומר תינוק חדש, או במקרים מסוימים אפילו בסיס לכמה ילדים, כמו תאומים, שלישיה וכך הלאה.
למעשה, שאר ה-22 מתוך 23 זוגות הכרומוזומים שלנו הם כה דומים, עד שאפשר אפילו להחליף ביניהם קטעים, בלי שום בעיות.
#מה קובע את מין הילוד?
זוג הכרומוזומים ה-23 הוא הסיפור. נהוג לקרוא לו "כרומוזום המין" ואחד הדברים הבסיסיים, כנראה העובדה הידועה ביותר בביולוגיה של האדם היא שבזוג הזה של בכרומוזומים נקבע מינו של העובר - האם יהיה זכר או נקבה.
כרומוזומי ה-23 של הזכר והנקבה שונים מאוד זה מזה. כמעט תמיד לנקבות יש בכרומוזום המין שני עותקים של איקס (XX) ולזכרים יש X אחד ו-Y אחד (XY).
היחס בין ה-X וה-Y של השניים הוא זה שיקבע אם התינוק יהיה זכר או נקבה. או שהאיקס של הזכר יפגוש X של הנקבה והעובר יהיה נקבה (XX), או שה-Y שלו הוא שיפגוש את ה-X שלה ויווצר זכר (XY).
#אז מי קובע את מין היילוד - אימא או אבא?
במשך אלפי שנים האשימו גברים את האם שלא ילדה להם בן יורש. אבל המדע יודע להסתמך על נתונים והנה הממצאים, שחבל שהנרי השמיני, מלך אנגליה, לא ידע לפני שנפטר מנשותיו בזו אחר זו, כי לא הולידה לו יורש:
בכל זוג כרומוזומים כזה יש לנו כרומוזום אחד שקיבלנו מאבא שלנו וכרומוזום שהורישה לנו אימא. אבל האב הוא למעשה מי ש"קובע" את מין היילוד.
למה? - כי תאי הזרע הגבריים נושאים את שני הכרומוזומים, גם X וגם Y, כלומר (XY). הביצית של האם, לעומת זאת, נושאת שני כרומוזומים זהים - שני כרומוזומי X. כלומר (XX).
לכן אם צירוף הכרומוזומים הספרייה יהיה X של האב ו-X שהאם תורמת בכל מקרה, התינוק יהיה... נכון, בת. במקרה ההפוך שכרומוזום ה-Y של האב הוא שיופרה עם ה-X הקבוע של האם, התינוק יהיה... הוא... היא... בן!
הכרומוזומים של האם, אגב, הם שאחראית ל"תחנות הכוח" שנותנות לגוף אנרגיה. לא סתם האם היא כה משמעותית בחיינו כבני אדם וגם ביונקים אחרים.
על חוקי התורשה (עברית):
https://youtu.be/Astv7HswZLc
כך יוצרים הגֵנים, הכרומוזומים והדנ"א את האנשים שאנחנו (מתורגם):
https://youtu.be/xQ4NkuZtMwg
ותהליך ההפרייה המסעיר (מתורגם):
https://youtu.be/CsHAKD56HeU
מהם הכרומוזומים שמאחסנים בתוכם את הדנ"א?
בכל תא אנושי נמצאים הכרומוזומים (באנגלית: Chromosome). אלו 23 זוגות של מולקולות ענקיות וארוכות של DNA וחלבונים.
בסך הכל יש לנו 46 כרומוזומים. המרכיב החיוני שמצוי בהם הוא הדנ"א (DNA), החומר התורשתי של כל היצורים החיים. שרשראות הדנ"א הללו מחזיקות את סוד החיים שלנו.
#מה הפירוש של סוד החיים שבכרומוזומים?
סוד חיינו הזה הוא, אם תרצו, מערכת ההפעלה של הגוף שלנו. כמו שבמחשב יש מערכת הפעלה המריצה אותו, גם לגוף יש כזו. בגוף היא כוללת את הוראות תחזוקת הגוף ותיקונו את עצמו, כשכל ההוראות הללו מקודדות במעין צופן כימי.
#מאיפה הכרומוזומים יודעים לנהל כך את הגוף החי?
כל כרומוזום כזה מכיל מאות או אלפי גֵנים, מעין הנחיות מוצפנות בקידוד אבולוציוני, כמו שורות קוד במערכת ההפעלה התורשתית שבכרומוזומים.
זה מנגנון מטורף שהתפתח לאורך מיליוני שנות אבולוציה ומנוהל באמצעות חומרים כימיים שבתוך הגוף.
הגֵנים הללו שהכרומוזומים מכילים מאחסנים בתוכם את התכונות התורשתיות שכל ילד קיבל מהוריו. בכל זוג כרומוזומים כזה יש לנו כרומוזום אחד שקיבלנו מאבא שלנו וכרומוזום שהורישה לנו אימא.
למעשה, הכרומוזומים האלה נמצאים בגרעין של כל אחד מהתאים שבגופנו.
#כרומוזומים יש גם בבעלי חיים אחרים
לכל אורגניזם ובעל חיים יש כרומוזומים בגודל אחר, בעלי גנים אחרים וייחודיים או כאלה שמופיעים בצורות שונות (יש צורת כרומוזומים לינארית, כלומר ישרה ויש צורה מעגלית).
לבעלי חיים שונים וליצורים חיים אחרים יש מספר שונה של כרומוזומים בגוף, אבל העיקרון דומה.
הנה סרטון שמתאר את הכרומוזומים שבגוף האנושי ואצל יצורים חיים נוספים (מתורגם):
http://youtu.be/POAFVHv7QPI
מהם הגֵנים שמהווים את הוראות ההפעלה של הגוף?
בפשטות ניתן לומר שהגֵנים (Genes) של כל בעל חיים או אורגניזם הם הוראות ההפעלה המוצפנות שבתאי גופם.
נסביר זאת.
משלב היותנו עוּבָּרים ועד לחיינו כבני אדם מבוגרים, שומרות בתוכן שרשראות דנ"א ארוכות, שנמצאות בתוך כל תא בגופנו, את סוד החיים והצמיחה שלנו.
סוד החיים הזה הוא, אם תרצו, מערכת ההפעלה של הגוף. זו שכוללת את הוראות תחזוקת הגוף ותיקונו את עצמו, כשכל ההוראות הללו מקודדות במעין צופן כימי.
אם נדמיין לרגע את הדנ"א (DNA) כסוג של קוד מחשב, הרי שכל שורת קוד בו היא הנחיה מוצפנת שנקראת גֵן.
ורק שנבין עד כמה זה מדהים - בכל תא בודד בגופנו יש מעל 100 אלף גֵנים, השמורים בתוך דנ"א שאורכו הוא כ-3 מטרים!
מטורף? - אבל עוד יותר מדהים הוא שבכל גֵן כזה מקודדת תכנית להרכבת חלבון אחד שיבצע בתא תפקיד או משימה מוגדרת. בין התפקידים הללו יש משימות חלבוניות כמו פירוק חומרי מזון והרכבה שלהם, הפעלה וכיבוי של גנים אחרים, יצירה והרכבת חלקים ממבנה התא ועוד ועוד.
שילוב כל הפעולות הללו בגוף היצור החי, הוא שיוצר את התכונות המולדות שלו. אם אתם בהירי שיער, כנראה שיש גֵנים המייצרים בתאים שלכם חלבונים המייצרים פחות צבע שיער כהה. אם אתם גבוהים, הרי שהגנים בכל תא בגופכם מורים לחלבונים שלכם לפעול במרץ לגדילה וכך הלאה.
#מאיפה מגיעים הגֵנים לגופנו?
הגֵנים לא מגיעים לגופנו. הם היו בו מהרגע שבו הוא נוצר. כל ההתרבות הביולוגית מתבצעת בטבע משילוב הגנים של האם והאב, שילוב שקורה ברגע בו הופרתה הביצית של האם בתא הזרע של האב.
כלומר, ההוראות שבגֵנים עוברות בתורשה, מהורים לילדים.
הנה הגנים שבגופנו (עברית):
http://youtu.be/f_3jQfxKpy8?t=8s
הסבר מקיף על הגֵנים (מתורגם):
https://youtu.be/fGqmKeNi3U0
מהם חומצה ובסיס בכימיה?
חומצות ובסיסים (Acids and bases) הם שני מרכיבים המייצגים שני קטבים כימיים שפועלים בכל תא חי על כדור הארץ. הבנת השניים חיונית לכל תחום מדעי כמעט - בדגש על ביולוגיה וכימיה.
נסביר בפשטות:
חומצות ובסיסים (Acids and bases) הם חומרים שאפשר למצוא כמעט בכל מקום - בבית, בגינה וגם בתוך הגוף שלנו. חומצות הן מה שנותן ללימון או לחומץ את הטעם החמוץ שלהם ובסיסים מרגישים חלקים או קצת מרירים, כמו סבון או סודה לשתייה.
המדע משתמש במד שנקרא pH כדי לבדוק עד כמה חומר הוא חומצי או בסיסי: מספרים נמוכים מצביעים על חומצה ומספרים גבוהים - על בסיס. מים הם בדיוק באמצע - לא חומציים ולא בסיסיים.
בגופנו, חומצות ובסיסים עוזרים לנו לתפקד טוב כל יום. בקיבה שלנו, למשל, יש חומצה חזקה שמפוררת את האוכל וגם מגנה עלינו מחיידקים שמגיעים עם המזון.
יש לנו בגוף גם חומצות חשובות שבונות את כל מה שבתוכנו, כמו חומצות אמינו שמרכיבות את החלבונים, או חומצות גרעין שמכילות את "הוראות ההפעלה" לכל תא ותא.
לבסיסים בגוף יש תפקיד חשוב לא פחות, בכך שהם עוזרים לשמור על האיזון, כך שלא יהיה לנו מדי חמוץ או מר מדי. הדם שלנו, למשל, צריך להיות קצת בסיסי בשביל שנוכל להרגיש טוב.
גם מחוץ לגוף יש חומצות ובסיסים: חומצה נמצאת במיצי פירות ובמשקאות, כשבסיסים נמצאים באבקת סודה לשתייה או בחומרי ניקוי. אם מערבבים חומצה עם בסיס, הם "מתפייסים" ויוצרים מים ומלח.
לכן, כל הזמן מסביבנו ובתוכנו יש תחרות קטנה ושקטה בין חומצות ובין בסיסים. כל עוד יש איזון ביניהם, הכול עובד מצוין. בזכות החומצות והבסיסים אנו יכולים לעכל מזון, להיות בריאים, לנקות את הבית ואפילו להכין לימונדה טעימה.
#מדעית
הקיבה שלכם מייצרת חומצה שיכולה להמיס מתכת. הסבון במקלחת מכיל בסיס שחזק פי 100 מהמים שאתם שותים.
חומצה (Acid) משחררת יוני מימן חיוביים (H+) לתמיסה שמסביבה. הגוף מייצר 1.5-3.5 ליטר חומצת קיבה (Hydrochloric Acid) מדי יום כדי לפרק חלבונים. החומצה מגיעה לרמת pH של 1.5-2, חזקה פי 30 מחומץ הבית הרגיל. רירית הקיבה שמגנה עליו מתחדשת כל 3-5 ימים, מה שהופך אותה לאחד הרקמות המתחדשות הכי מהר בגוף.
בסיס (Base) פועל בכיוון ההפוך ומקבל יוני מימן מהסביבה. סודה לשתייה (Sodium Bicarbonate) עם pH של 9 היא הבסיס הכי מוכר בבית. כשמוסיפים אותה לעוגות היא מגיבה עם חומצות טבעיות בבצק ומשחררת גז דו חמצני שגורם להתנפחות של העוגה.
סולם pH שיצר הכימאי הדני סרן זרנסן (Søren Sørensen) ב-1909 מודד ריכוז יוני המימן בסולם לוגריתמי מ-0 עד 14. חומצות נמצאות בין 0-7, בסיסים בין 7-14, מים טהורים הם בדיוק 7. כל דרגה בסולם חזקה פי 10 מהקודמת. מיץ לימון עם pH 2 חזק פי 1,000 מטמטה עם pH 5.
נטרול (Neutralization) מתרחש כשחומצה פוגשת בסיס בפרופורציות נכונות. התוצאה תמיד זהה - מלח ומים. התהליך יכול לשחרר חום רב, כמו התגובה הפיצוצית שקורה כשמוסיפים סודה לשתייה לחומץ.
הדם חייב להישאר בטווח pH של 7.35-7.45. סטייה של אפילו 0.1 דרגות יכולה להיות קטלנית. הגוף שומר על האיזון הדקיק באמצעות הריאות שמווסתות גז דו חמצני, הכליות שמסלקות חומצות עודפות ומערכת חיץ (Buffer System) מורכבת שכוללת זוגות חומצה-בסיס חלשים.
התעשייה המודרנית תלויה באיזון חומצות-בסיסים. ייצור סבון דורש בסיסים חזקים, תעשיית המזון משתמשת בחומצות לשימור, התרופות מייוצרות בתנאי pH מבוקרים.
החקלאות המודרנית מבוססת גם היא על בדיקת pH של הקרקע - רוב הצמחים מעדיפים טווח 6-7. קרקע חמוצה מונעת ספיגת זרחן וכלציום, קרקע בסיסית חוסמת ברזל ומנגן. חקלאים מוסיפים גיר (Lime) להעלאת pH או גופרית (Sulfur) להורדתו, כדי לייעל את תנאי הגידול.
בתקווה שהבנתם שהמאבק בין חומצות לבסיסים מעצב את החיים על כדור הארץ. זה מתרחש מהרמה המולקולרית ועד לתעשיות ענק. הבנת הקרב הכימי הזה פתחה את הדלת למהפכות עצומות במדע, רפואה, חקלאות ותעשייה.
הנה הבדלי בסיס וחומצה בכימיה שלהם (עברית):
https://youtu.be/3v6Z3_kvANo
הכל על החומצות והבסיסים (מתורגם):
https://youtu.be/DupXDD87oHc
וההסבר הכימי לחומצה ובסיס (עברית):
https://youtu.be/dinCtXh1bVA
איך האדם למד מהעכביש לייצר קורים חזקים להפליא?
קורי העכביש (Spider Silk) הם חזקים מפלדה וגמישים יותר מאשר גומי. הקוּרים הללו עשויים סיבי משי שאותם מייצר העכביש בבלוטות מיוחדות הנמצאות בבטנו. חוטי המשי הדקיקים הללו עשויים מחלבונים מבניים, המיוצרים ומופרשים מהבלוטות שבבבטן העכביש.
בתחילת המילניום החדש הגיעו מדענים מהאוניברסיטה העברית ומגרמניה למסקנה שטוויית קורי עכביש מלאכותיים תוכל לאפשר שחזור של מולקולות דומות לאלה הטבעיות שנוצרות בעת טוויית הקורים בטבע.
היישומים האפשריים הם רבים, במיוחד בתעשיות של תחומים הדורשים גדלים מזעריים. ייצור המוני של סיבים בעלי עובי זעיר של אלפית המילימטר ועדיין חזקים וגמישים כל כך, עשוי לשמש בעתיד לתפרים עדינים אחרי ניתוחים, שיותירו צלקות כמעט בלתי נראות, ודאי ביחס לאלה של היום. תפרים כאלה גם יקצרו את זמן הניתוח, יחישו את איחוי התפרים ויתרמו לייעול של ממש בתחום הכירורגיה.
מסיבים כאלו ניתן יהיה גם לשפר את ייצורם של מיקרו-מוליכים וסיבים אופטיים חזקים וגמישים להפליא למחשוב, לשפר את הייצור התעשייתי של בדים חזקים מתמיד שישמשו את תעשיית הטקסטיל, הביגוד ואופנה, כמו גם לייצור צבאי של אפודים ושכפ"צים משופרים נגד כדורים ולפיתוח של חוטי דיג חזקים מאי-פעם.
באוניברסיטה השבדית באופסלה למדעי החקלאות הצליחו חוקרים, באמצעות חיידקים, לייצר חלבון שאינו טבעי. למעשה הם יצרו אותו משני חלבונים שנלקחו מעכבישים שונים. החלבון הזה מתאפיין במסיסות מעולה במים ולשם טווייתו הם יצרו מעין "נול חלבוני" - מתקן טווייה המבוסס על חומרים שאינם אורגניים.
הנה קורי העכביש הטבעיים:
https://youtu.be/TtmwL7gb-i4
כך לומדים מהם המדענים ליצור חומרים חזקים ביותר מקורי העכביש:
https://youtu.be/3mcVs3K_ts0
כך מייצרים קורי עכביש מלאכותיים - משי חזק וגמיש כמו הטבעי וללא עכביש:
https://youtu.be/Yg6527AxKFE
חוטים שיהפכו בד נגד כדורים:
https://youtu.be/kBVA_i4R1VY
או חבלים חזקים מכל מה שידוע בעולם החבלים:
https://youtu.be/A8YSH_N7MWw
והרצאת טד על כוחם של קורי העכביש (מתורגם):
https://youtu.be/xossR6eHv3I?long=yes
כמעט בכל תא בגוף האנושי נמצאים 23 זוגות הכרומוזומים (Chromosomes) שלנו. בכרומוזומים האלה שמורות התכונות התורשתיות שכל אחד מאיתנו קיבל מהוריו.
הגנים, שמרוכזים בתוך הכרומוזומים הללו הם שמכילים את כל ההוראות ליצירת בני אדם חדשים.
#זוכרים את ה"כמעט בכל תא" מקודם?
יופי, כי יש שני סוגי תאים שאין בהם את כל הכרומוזומים. אלו הם תאי הזרע של הזכר ותאי הביצית של הנקבה. התאים אלה מכילים רק מחצית מכל זוג כרומוזומים. יש לכך סיבה. רק ברגע ההפריה, כשיפגוש תא הזרע של הגבר את תא הביצית של האישה, אז תיווצר מערכת כרומוזומים מלאה שתהיה הבסיס לילד, כלומר תינוק חדש, או במקרים מסוימים אפילו בסיס לכמה ילדים, כמו תאומים, שלישיה וכך הלאה.
למעשה, שאר ה-22 מתוך 23 זוגות הכרומוזומים שלנו הם כה דומים, עד שאפשר אפילו להחליף ביניהם קטעים, בלי שום בעיות.
#מה קובע את מין הילוד?
זוג הכרומוזומים ה-23 הוא הסיפור. נהוג לקרוא לו "כרומוזום המין" ואחד הדברים הבסיסיים, כנראה העובדה הידועה ביותר בביולוגיה של האדם היא שבזוג הזה של בכרומוזומים נקבע מינו של העובר - האם יהיה זכר או נקבה.
כרומוזומי ה-23 של הזכר והנקבה שונים מאוד זה מזה. כמעט תמיד לנקבות יש בכרומוזום המין שני עותקים של איקס (XX) ולזכרים יש X אחד ו-Y אחד (XY).
היחס בין ה-X וה-Y של השניים הוא זה שיקבע אם התינוק יהיה זכר או נקבה. או שהאיקס של הזכר יפגוש X של הנקבה והעובר יהיה נקבה (XX), או שה-Y שלו הוא שיפגוש את ה-X שלה ויווצר זכר (XY).
#אז מי קובע את מין היילוד - אימא או אבא?
במשך אלפי שנים האשימו גברים את האם שלא ילדה להם בן יורש. אבל המדע יודע להסתמך על נתונים והנה הממצאים, שחבל שהנרי השמיני, מלך אנגליה, לא ידע לפני שנפטר מנשותיו בזו אחר זו, כי לא הולידה לו יורש:
בכל זוג כרומוזומים כזה יש לנו כרומוזום אחד שקיבלנו מאבא שלנו וכרומוזום שהורישה לנו אימא. אבל האב הוא למעשה מי ש"קובע" את מין היילוד.
למה? - כי תאי הזרע הגבריים נושאים את שני הכרומוזומים, גם X וגם Y, כלומר (XY). הביצית של האם, לעומת זאת, נושאת שני כרומוזומים זהים - שני כרומוזומי X. כלומר (XX).
לכן אם צירוף הכרומוזומים הספרייה יהיה X של האב ו-X שהאם תורמת בכל מקרה, התינוק יהיה... נכון, בת. במקרה ההפוך שכרומוזום ה-Y של האב הוא שיופרה עם ה-X הקבוע של האם, התינוק יהיה... הוא... היא... בן!
הכרומוזומים של האם, אגב, הם שאחראית ל"תחנות הכוח" שנותנות לגוף אנרגיה. לא סתם האם היא כה משמעותית בחיינו כבני אדם וגם ביונקים אחרים.
על חוקי התורשה (עברית):
https://youtu.be/Astv7HswZLc
כך יוצרים הגֵנים, הכרומוזומים והדנ"א את האנשים שאנחנו (מתורגם):
https://youtu.be/xQ4NkuZtMwg
ותהליך ההפרייה המסעיר (מתורגם):
https://youtu.be/CsHAKD56HeU
בכל תא אנושי נמצאים הכרומוזומים (באנגלית: Chromosome). אלו 23 זוגות של מולקולות ענקיות וארוכות של DNA וחלבונים.
בסך הכל יש לנו 46 כרומוזומים. המרכיב החיוני שמצוי בהם הוא הדנ"א (DNA), החומר התורשתי של כל היצורים החיים. שרשראות הדנ"א הללו מחזיקות את סוד החיים שלנו.
#מה הפירוש של סוד החיים שבכרומוזומים?
סוד חיינו הזה הוא, אם תרצו, מערכת ההפעלה של הגוף שלנו. כמו שבמחשב יש מערכת הפעלה המריצה אותו, גם לגוף יש כזו. בגוף היא כוללת את הוראות תחזוקת הגוף ותיקונו את עצמו, כשכל ההוראות הללו מקודדות במעין צופן כימי.
#מאיפה הכרומוזומים יודעים לנהל כך את הגוף החי?
כל כרומוזום כזה מכיל מאות או אלפי גֵנים, מעין הנחיות מוצפנות בקידוד אבולוציוני, כמו שורות קוד במערכת ההפעלה התורשתית שבכרומוזומים.
זה מנגנון מטורף שהתפתח לאורך מיליוני שנות אבולוציה ומנוהל באמצעות חומרים כימיים שבתוך הגוף.
הגֵנים הללו שהכרומוזומים מכילים מאחסנים בתוכם את התכונות התורשתיות שכל ילד קיבל מהוריו. בכל זוג כרומוזומים כזה יש לנו כרומוזום אחד שקיבלנו מאבא שלנו וכרומוזום שהורישה לנו אימא.
למעשה, הכרומוזומים האלה נמצאים בגרעין של כל אחד מהתאים שבגופנו.
#כרומוזומים יש גם בבעלי חיים אחרים
לכל אורגניזם ובעל חיים יש כרומוזומים בגודל אחר, בעלי גנים אחרים וייחודיים או כאלה שמופיעים בצורות שונות (יש צורת כרומוזומים לינארית, כלומר ישרה ויש צורה מעגלית).
לבעלי חיים שונים וליצורים חיים אחרים יש מספר שונה של כרומוזומים בגוף, אבל העיקרון דומה.
הנה סרטון שמתאר את הכרומוזומים שבגוף האנושי ואצל יצורים חיים נוספים (מתורגם):
http://youtu.be/POAFVHv7QPI
בפשטות ניתן לומר שהגֵנים (Genes) של כל בעל חיים או אורגניזם הם הוראות ההפעלה המוצפנות שבתאי גופם.
נסביר זאת.
משלב היותנו עוּבָּרים ועד לחיינו כבני אדם מבוגרים, שומרות בתוכן שרשראות דנ"א ארוכות, שנמצאות בתוך כל תא בגופנו, את סוד החיים והצמיחה שלנו.
סוד החיים הזה הוא, אם תרצו, מערכת ההפעלה של הגוף. זו שכוללת את הוראות תחזוקת הגוף ותיקונו את עצמו, כשכל ההוראות הללו מקודדות במעין צופן כימי.
אם נדמיין לרגע את הדנ"א (DNA) כסוג של קוד מחשב, הרי שכל שורת קוד בו היא הנחיה מוצפנת שנקראת גֵן.
ורק שנבין עד כמה זה מדהים - בכל תא בודד בגופנו יש מעל 100 אלף גֵנים, השמורים בתוך דנ"א שאורכו הוא כ-3 מטרים!
מטורף? - אבל עוד יותר מדהים הוא שבכל גֵן כזה מקודדת תכנית להרכבת חלבון אחד שיבצע בתא תפקיד או משימה מוגדרת. בין התפקידים הללו יש משימות חלבוניות כמו פירוק חומרי מזון והרכבה שלהם, הפעלה וכיבוי של גנים אחרים, יצירה והרכבת חלקים ממבנה התא ועוד ועוד.
שילוב כל הפעולות הללו בגוף היצור החי, הוא שיוצר את התכונות המולדות שלו. אם אתם בהירי שיער, כנראה שיש גֵנים המייצרים בתאים שלכם חלבונים המייצרים פחות צבע שיער כהה. אם אתם גבוהים, הרי שהגנים בכל תא בגופכם מורים לחלבונים שלכם לפעול במרץ לגדילה וכך הלאה.
#מאיפה מגיעים הגֵנים לגופנו?
הגֵנים לא מגיעים לגופנו. הם היו בו מהרגע שבו הוא נוצר. כל ההתרבות הביולוגית מתבצעת בטבע משילוב הגנים של האם והאב, שילוב שקורה ברגע בו הופרתה הביצית של האם בתא הזרע של האב.
כלומר, ההוראות שבגֵנים עוברות בתורשה, מהורים לילדים.
הנה הגנים שבגופנו (עברית):
http://youtu.be/f_3jQfxKpy8?t=8s
הסבר מקיף על הגֵנים (מתורגם):
https://youtu.be/fGqmKeNi3U0
חומצות ובסיסים (Acids and bases) הם שני מרכיבים המייצגים שני קטבים כימיים שפועלים בכל תא חי על כדור הארץ. הבנת השניים חיונית לכל תחום מדעי כמעט - בדגש על ביולוגיה וכימיה.
נסביר בפשטות:
חומצות ובסיסים (Acids and bases) הם חומרים שאפשר למצוא כמעט בכל מקום - בבית, בגינה וגם בתוך הגוף שלנו. חומצות הן מה שנותן ללימון או לחומץ את הטעם החמוץ שלהם ובסיסים מרגישים חלקים או קצת מרירים, כמו סבון או סודה לשתייה.
המדע משתמש במד שנקרא pH כדי לבדוק עד כמה חומר הוא חומצי או בסיסי: מספרים נמוכים מצביעים על חומצה ומספרים גבוהים - על בסיס. מים הם בדיוק באמצע - לא חומציים ולא בסיסיים.
בגופנו, חומצות ובסיסים עוזרים לנו לתפקד טוב כל יום. בקיבה שלנו, למשל, יש חומצה חזקה שמפוררת את האוכל וגם מגנה עלינו מחיידקים שמגיעים עם המזון.
יש לנו בגוף גם חומצות חשובות שבונות את כל מה שבתוכנו, כמו חומצות אמינו שמרכיבות את החלבונים, או חומצות גרעין שמכילות את "הוראות ההפעלה" לכל תא ותא.
לבסיסים בגוף יש תפקיד חשוב לא פחות, בכך שהם עוזרים לשמור על האיזון, כך שלא יהיה לנו מדי חמוץ או מר מדי. הדם שלנו, למשל, צריך להיות קצת בסיסי בשביל שנוכל להרגיש טוב.
גם מחוץ לגוף יש חומצות ובסיסים: חומצה נמצאת במיצי פירות ובמשקאות, כשבסיסים נמצאים באבקת סודה לשתייה או בחומרי ניקוי. אם מערבבים חומצה עם בסיס, הם "מתפייסים" ויוצרים מים ומלח.
לכן, כל הזמן מסביבנו ובתוכנו יש תחרות קטנה ושקטה בין חומצות ובין בסיסים. כל עוד יש איזון ביניהם, הכול עובד מצוין. בזכות החומצות והבסיסים אנו יכולים לעכל מזון, להיות בריאים, לנקות את הבית ואפילו להכין לימונדה טעימה.
#מדעית
הקיבה שלכם מייצרת חומצה שיכולה להמיס מתכת. הסבון במקלחת מכיל בסיס שחזק פי 100 מהמים שאתם שותים.
חומצה (Acid) משחררת יוני מימן חיוביים (H+) לתמיסה שמסביבה. הגוף מייצר 1.5-3.5 ליטר חומצת קיבה (Hydrochloric Acid) מדי יום כדי לפרק חלבונים. החומצה מגיעה לרמת pH של 1.5-2, חזקה פי 30 מחומץ הבית הרגיל. רירית הקיבה שמגנה עליו מתחדשת כל 3-5 ימים, מה שהופך אותה לאחד הרקמות המתחדשות הכי מהר בגוף.
בסיס (Base) פועל בכיוון ההפוך ומקבל יוני מימן מהסביבה. סודה לשתייה (Sodium Bicarbonate) עם pH של 9 היא הבסיס הכי מוכר בבית. כשמוסיפים אותה לעוגות היא מגיבה עם חומצות טבעיות בבצק ומשחררת גז דו חמצני שגורם להתנפחות של העוגה.
סולם pH שיצר הכימאי הדני סרן זרנסן (Søren Sørensen) ב-1909 מודד ריכוז יוני המימן בסולם לוגריתמי מ-0 עד 14. חומצות נמצאות בין 0-7, בסיסים בין 7-14, מים טהורים הם בדיוק 7. כל דרגה בסולם חזקה פי 10 מהקודמת. מיץ לימון עם pH 2 חזק פי 1,000 מטמטה עם pH 5.
נטרול (Neutralization) מתרחש כשחומצה פוגשת בסיס בפרופורציות נכונות. התוצאה תמיד זהה - מלח ומים. התהליך יכול לשחרר חום רב, כמו התגובה הפיצוצית שקורה כשמוסיפים סודה לשתייה לחומץ.
הדם חייב להישאר בטווח pH של 7.35-7.45. סטייה של אפילו 0.1 דרגות יכולה להיות קטלנית. הגוף שומר על האיזון הדקיק באמצעות הריאות שמווסתות גז דו חמצני, הכליות שמסלקות חומצות עודפות ומערכת חיץ (Buffer System) מורכבת שכוללת זוגות חומצה-בסיס חלשים.
התעשייה המודרנית תלויה באיזון חומצות-בסיסים. ייצור סבון דורש בסיסים חזקים, תעשיית המזון משתמשת בחומצות לשימור, התרופות מייוצרות בתנאי pH מבוקרים.
החקלאות המודרנית מבוססת גם היא על בדיקת pH של הקרקע - רוב הצמחים מעדיפים טווח 6-7. קרקע חמוצה מונעת ספיגת זרחן וכלציום, קרקע בסיסית חוסמת ברזל ומנגן. חקלאים מוסיפים גיר (Lime) להעלאת pH או גופרית (Sulfur) להורדתו, כדי לייעל את תנאי הגידול.
בתקווה שהבנתם שהמאבק בין חומצות לבסיסים מעצב את החיים על כדור הארץ. זה מתרחש מהרמה המולקולרית ועד לתעשיות ענק. הבנת הקרב הכימי הזה פתחה את הדלת למהפכות עצומות במדע, רפואה, חקלאות ותעשייה.
הנה הבדלי בסיס וחומצה בכימיה שלהם (עברית):
https://youtu.be/3v6Z3_kvANo
הכל על החומצות והבסיסים (מתורגם):
https://youtu.be/DupXDD87oHc
וההסבר הכימי לחומצה ובסיס (עברית):
https://youtu.be/dinCtXh1bVA
חלבונים
קורי העכביש (Spider Silk) הם חזקים מפלדה וגמישים יותר מאשר גומי. הקוּרים הללו עשויים סיבי משי שאותם מייצר העכביש בבלוטות מיוחדות הנמצאות בבטנו. חוטי המשי הדקיקים הללו עשויים מחלבונים מבניים, המיוצרים ומופרשים מהבלוטות שבבבטן העכביש.
בתחילת המילניום החדש הגיעו מדענים מהאוניברסיטה העברית ומגרמניה למסקנה שטוויית קורי עכביש מלאכותיים תוכל לאפשר שחזור של מולקולות דומות לאלה הטבעיות שנוצרות בעת טוויית הקורים בטבע.
היישומים האפשריים הם רבים, במיוחד בתעשיות של תחומים הדורשים גדלים מזעריים. ייצור המוני של סיבים בעלי עובי זעיר של אלפית המילימטר ועדיין חזקים וגמישים כל כך, עשוי לשמש בעתיד לתפרים עדינים אחרי ניתוחים, שיותירו צלקות כמעט בלתי נראות, ודאי ביחס לאלה של היום. תפרים כאלה גם יקצרו את זמן הניתוח, יחישו את איחוי התפרים ויתרמו לייעול של ממש בתחום הכירורגיה.
מסיבים כאלו ניתן יהיה גם לשפר את ייצורם של מיקרו-מוליכים וסיבים אופטיים חזקים וגמישים להפליא למחשוב, לשפר את הייצור התעשייתי של בדים חזקים מתמיד שישמשו את תעשיית הטקסטיל, הביגוד ואופנה, כמו גם לייצור צבאי של אפודים ושכפ"צים משופרים נגד כדורים ולפיתוח של חוטי דיג חזקים מאי-פעם.
באוניברסיטה השבדית באופסלה למדעי החקלאות הצליחו חוקרים, באמצעות חיידקים, לייצר חלבון שאינו טבעי. למעשה הם יצרו אותו משני חלבונים שנלקחו מעכבישים שונים. החלבון הזה מתאפיין במסיסות מעולה במים ולשם טווייתו הם יצרו מעין "נול חלבוני" - מתקן טווייה המבוסס על חומרים שאינם אורגניים.
הנה קורי העכביש הטבעיים:
https://youtu.be/TtmwL7gb-i4
כך לומדים מהם המדענים ליצור חומרים חזקים ביותר מקורי העכביש:
https://youtu.be/3mcVs3K_ts0
כך מייצרים קורי עכביש מלאכותיים - משי חזק וגמיש כמו הטבעי וללא עכביש:
https://youtu.be/Yg6527AxKFE
חוטים שיהפכו בד נגד כדורים:
https://youtu.be/kBVA_i4R1VY
או חבלים חזקים מכל מה שידוע בעולם החבלים:
https://youtu.be/A8YSH_N7MWw
והרצאת טד על כוחם של קורי העכביש (מתורגם):
https://youtu.be/xossR6eHv3I?long=yes
