מה הגודל של דנ"א?

דנ"א, קיצור של חומצה דאוקסיריבונוקלאית, הוא המולקולה השומרת מידע גנטי בתאים חיים ומעבירה אותו הלאה. המולקולה בנויה כמו סולם שנפתל לספירלה, הנקראת סליל כפול. הסליל הזה רחב כ-2 ננומטרים. ננומטר הוא מיליארדית המטר.

גודל

כשמדברים על גודלו של דנ"א, הכוונה בדרך כלל לרוחב הסליל הכפול שלו, הנמדד לרוחב שני הגדילים המפותלים. כל גדיל הוא שרשרת של יחידות קטנות הנקראות נוקלאוטידים. שני הגדילים מוחזקים יחד בזוגות של בסיסים כימיים, היוצרים את שלבי הסולם.

הצורה הנפוצה של דנ"א בתאים, הנקראת דנ"א B, רחבה 1.9–2 ננומטרים. זוגות בסיסים שכנים נמצאים במרחק 0.34 ננומטרים זה מזה לאורך הסליל, והסליל משלים סיבוב שלם אחד בערך כל 10 זוגות בסיסים, כלומר כל 3.4 ננומטרים. דנ"א מופיע גם בשתי צורות נדירות בהרבה, הנקראות דנ"א A ודנ"א Z, שמפותלות בדרך אחרת.

אורכו של דנ"א תלוי באיזו מולקולה מדובר. כרומוזום 22 של האדם, אחד הקטנים ביותר, הוא מולקולת דנ"א אחת של כ-48 מיליון זוגות בסיסים. אילו נמתח, היה אורכו כ-1.5 סנטימטרים.

השוואות גודל

• כ-40,000–50,000 סלילים כפולים של דנ"א, זה לצד זה, היו משתרעים על פני רוחבה של שערת אדם.
• שכבת פוספוליפידים כפולה היוצרת את קרומי התא עבה כ-5 ננומטרים, פי שניים וחצי מרוחבו של דנ"א.
• רוחבו של אטום זהב הוא כשליש ננומטר, ולכן רוחבו של דנ"א כשישה אטומי זהב.
• אילו הוגדל דנ"א לרוחב של שערת אדם, הדנ"א שבתא אנושי בודד היה נמתח לאורך כ-100 קילומטרים. הדנ"א היה ארוז בתוך גרעין ברוחב כ-30 סנטימטרים.

כמה דנ"א יש בתא

תא אנושי טיפוסי מכיל כ-2 מטרים של דנ"א, אילו נמתח לאורכו, קצה אל קצה. אך הגרעין שמכיל אותו רחב רק כ-6 מיקרומטרים. מיקרומטר הוא מיליונית המטר. הדנ"א ארוך יותר מפי 300,000 מרוחבו של הגרעין.

אורכו של הגנום האנושי, מכלול הדנ"א האנושי, הוא כ-3.2 מיליארד נוקלאוטידים. הגנום מתחלק בין 24 כרומוזומים שונים. כל כרומוזום הוא מולקולת דנ"א אחת ארוכה מאוד, הקשורה לחלבונים שמקפלים ואורזים אותה לצורה דחוסה.

איך התגלה הסליל הכפול

ג'יימס ווטסון ופרנסיס קריק, שעבדו באוניברסיטת קיימברידג' באנגליה, תיארו את הסליל הכפול ב-1953. המודל שלהם הראה כיצד הבסיסים מתחברים בזוגות: אדנין עם תימין, וציטוזין עם גואנין. המודל גם רמז על האופן שבו אפשר להעתיק דנ"א.

עקיפה של קרני רנטגן סייעה לחשוף את המבנה. בשיטה הזאת מסיקים את צורתה של מולקולה מהדפוס שיוצרות קרני רנטגן כשהן מתפזרות ממנה. רוזלינד פרנקלין חקרה את הדנ"א בשיטה הזאת, וגם מוריס וילקינס עבד על מבנהו. דפוס קרני הרנטגן הראה את המרווח הקבוע של 0.34 ננומטרים בין הבסיסים.

ווטסון, קריק ווילקינס זכו יחד בפרס נובל ב-1962. פרנקלין כבר מתה אז, ופרס נובל אינו מוענק אחרי המוות.

מקורות

• Biochemistry, DNA Structure. StatPearls, NCBI Bookshelf, 2023.
• DNA Structure and Sequencing. Biology 2e, OpenStax, 2018.
• Chromosomal DNA and Its Packaging in the Chromatin Fiber. Molecular Biology of the Cell, 4th edition, Garland Science, 2002.
• Membrane Structure. Molecular Biology of the Cell, 4th edition, Garland Science, 2002.
• Just How Small Is "Nano"?. National Nanotechnology Initiative.