הידען > הריבוזום: המפתח לחיים ברמה האטומית חלק ב'

הריבוזום: המפתח לחיים ברמה האטומית חלק ב'

המשך הסקירה הפופולארית (חלק שני מתוך ארבעה) ובה הרקע להחלטת ועדת פרס נובל לכימיה להעניק את הפרס למגלי הריבוזומים ובהם פרופ' עדה יונת ממכון ויצמן

איור 2. חתך רוחב של תא. גודלו של הריבוזום הינו כעשרים וחמישה ננומטרים. חלק מהריבוזומים קשור לרשתית התוך-פלזמית (Endoplasmic reticulum, ER). בתא קיימים עשרות אלפי ריבוזומים

ר.נ.א. – קרוב משפחה של ד.נ.א.

בזמן שווטסון וקריק חשפו את תגליתם החשובה, קהיליית המדע החלה להתעניין יותר ויותר בחומצת גרעין נוספת, המצויה בעיקר בציטופלסמה (נוזל התא שמחוץ לגרעין). היה ידוע מזה זמן רב כי לד.נ.א. יש “קרוב משפחה” הקרוי ר.נ.א. שמכיל גם הוא ארבעה נוקליאוטידים שונים. אולם, במקום תימין, המצוי בד.נ.א., בר.נ.א. קיים הנוקליאוטיד אורציל (uracil, U). בתחילת שנות החמישים המדענים הבינו כי רוב כמות הר.נ.א. מצויה בגופיפים קטנים בציטופלסמה (איור 2).
וחשוב מכך, המדענים גילו כי זהו המיקום שבו מיוצרים החלבונים. בשנת 1958 הם כינו את הגופיף המייצר חלבונים בשם ריבוזום. הוא מכיל בתוכו חלבונים ופרודות ר.נ.א. (ר.נ.א. ריבוזומאלי, rRNA).

פענוח הצופן הגנטי
כך, מאה שנים לאחר הולדת תיאורית האבולוציה של דארווין, מדענים זיהו את הד.נ.א. כפרודה האוצרת בתוכה את תכונות התורשה. רצף הנוקליאוטידים שולט ברצף חומצות האמינו שבחלבונים, המיוצרים בריבוזומים המצויים בציטופלסמה. אולם, מהו הקשר שבין ד.נ.א. והריבוזומים? הם מצויים בצדדים שונים במעטפת הגרעין וחסרי כל קשר ישיר האחד עם השני.
התשובה לתהייה זו ניתנה בתחילת שנות השישים. מדענים הבינו כי המסר הגנטי מועתק לפרודת ר.נ.א. הם כינו פרודה זו ר.נ.א. שליח (messenger RNA, mRNA). פרודה זו יוצאת מחוץ לגרעין התא ומגיעה לריבוזום, שם היא משמשת כתבנית שכפול (כעין גלופה) לייצור חלבונים. כאשר ממצאים אלו נודעו, מדענים עד מהרה הצליחו להפעיל את הצופן הגנטי בסיוע של ר.נ.א. שליח מלאכותי וריבוזומים בניסויים שנערכו במבחנה. הריבוזום קורא את הנוקליאוטידים שבר.נ.א. שליח בשלשות, או כפי שהם מכונים “קודונים” (הערך בוויקיפדיה). הקודון הראשון שהתגלה למדענים היה UUU, המתורגם ע”י הריבוזום לחומצת האמינו פנילאלאנין. ישנם שישים וארבעה קודונים שונים המתאימים לעשרים חומצות אמינו שונות, כך שחלק מחומצות האמינו מקודדים ע”י יותר מקודון אחד.
הקריאה עצמה מבוצעת ע”י פרודת ר.נ.א. נוספת, המכונה “ר.נ.א. מעביר”, tRNA (הערך בוויקיפדיה). בקצהו האחד של פרודה זו קיים אנטי-קודון הנקשר לקודון המתאים לו בפרודת הר.נ.א. שליח שבריבוזום. בקצהו השני מצויה חומצת האמינו המתאימה לקודון.

כך התבהרה לה תמונה של התהליך הבסיסי ביותר של החיים: המסלול שבו מידע זורם מד.נ.א. לר.נ.א. והופך לאנזימים ולחלבונים אחרים. יחד עם זאת, התמונה שהתקבלה הייתה עדיין כללית למדי. כפי שניסח זאת ווטסון בעצמו במאמר שפרסם בשנת 1964: “למרבה הצער, לא נוכל לתאר במדויק ברמה הכימית כיצד פרודה פועלת אלא אם כן נדע תחילה מהו המבנה שלה”. יעבור זמן לא קצר, עד שנת ,2000 עד אשר מישהו יציג מבנה המראה כיצד האטומים ממוקמים בתוככי הריבוזום.