חוברת הקורס

הרצאה 1 — התא ואבני הבניין שלו

מפת ההרצאה

למה ביולוגיה היא מדע

בני אדם התבוננו בטבע תמיד, אבל לרוב מסיבה מעשית או דתית: להבין איך לצוד, מתי צמח נותן פרי, איך לחנוט. ביוון העתיקה קטלגו בעלי חיים, אבל באותן רשימות הופיעו גם חדי קרן ודרקונים. לא הייתה בדיקה ביקורתית של התצפיות.

הביולוגיה כמדע מודרני התגבשה בערך במאה ה-19. מה שהפך אותה למדע הוא לא הנושא, אלא השיטה: לחפש את המנגנון הטבעי שמאחורי התצפית, ולא הסבר דתי, מיסטי או תועלתני.

תכליתנות מול סיבתיות

טלאולוגיה (תכליתנות) היא ההנחה שדבר נוצר כדי להגיע למטרה. זו נטייה טבעית: מסתכלים על התוצאה ומחפשים לה סיבה לאחור.

שלושה דברים שחשוב להבין בהסבר האבולוציוני:

1. השינויים קטנים, אקראיים ולא מכוונים. אין "כוונה" להגיע לצוואר ארוך
2. התוצאה אינה בהכרח הטובה ביותר. שינוי מועיל שלא עבר לצאצאים, למשל כי הפרט מת לפני שהתרבה, פשוט נעלם
3. הביולוגיה מבטלת את הטלאולוגיה דרך הברירה הטבעית

אותן תצפיות, שני הסברים. יש השערה נוספת לצוואר הארוך: בקרבות בין זכרים, מי שהצוואר שלו גדול וכבד יותר מנצח יותר ומתרבה יותר. כדי לבדוק אותה השוו את הצוואר של זכרים ונקבות באותו משקל גוף, ומצאו שלזכרים צוואר גדול יותר. התוצאה תומכת בהשערה. זה לא מוכיח שההסבר הראשון שגוי, אלא מראה שצריך ניסוי שמבדיל בין שני ההסברים.

איפה זה תופס אתכם. גם מדענים מתנסחים לפעמים בצורה תכליתנית: "התא רוצה", "החלבון צריך". זה רק ניסוח. במבחן, משפט עם "כדי ש" על תהליך אבולוציוני הוא בדיוק הטעות שמחפשים.

התהליך המדעי

תצפית ← שאלה ← השערה ← תחזית ← ניסוי ← תוצאות ← וחוזר חלילה

• תצפיות מדויקות. אירוע מהיר מודדים בשניות, אירוע נדיר בודקים על אוכלוסייה גדולה
• השערה היא תשובה מוצעת לשאלת המחקר
• הניסוי חייב להיות מסוגל להפריך את ההשערה, ולא רק לאשש אותה. זו המהות של החשיבה המדעית: ההבנה שההסבר הנהדר שלי עלול להיות לא נכון
• התוצאות מחזירות לתחילת המעגל: מעדכנים את ההשערה, אוספים עוד נתונים

ביקורת עמיתים

מאמר מדעי נשלח לכתב עת, והעורך שולח אותו לשניים או שלושה מדענים מהתחום. הם כמעט תמיד מבקשים עוד ניסויים, או מציעים הסבר אחר לאותן תצפיות. גם אחרי הפרסום, כל מי שקורא יכול לפרסם תוצאות שמפריכות את התאוריה או מרחיבות אותה.

אין ודאות עם שלושה סימני קריאה. מדענים מתנסחים עם הסתייגויות ("במקרה שבדקתי..."), דווקא כי עמדו בביקורת. מי שנשמע נחרץ מאוד ולא עבר את התהליך הזה, הוא זה שצריך לחשוד בו.

הטוסטר

השיטה עובדת גם בבית:

תאוריית התא

אחת התאוריות היסודיות של הביולוגיה. הוצעה במאה ה-19, ועודכנה מאז.

1. התא הוא היחידה הבסיסית של מבנה ותפקוד בכל היצורים החיים
2. כל היצורים החיים בנויים מתא אחד או יותר. חד-תאיים: חיידקים, אמבות, שמרים. רב-תאיים: עד טריליוני תאים
3. כל התאים מקורם בתאים קיימים
4. פעילות האורגניזם תלויה בפעילות הכוללת של התאים שלו

בריאה ספונטנית

הרעיון שיצור חי יכול להופיע ממשהו לא חי. אנשים ראו שלולית שמתייבשת בקיץ, ואחרי הגשם הראשון מופיעות בה צפרדעים, והסיקו שהצפרדעים נוצרו מהבוץ.

דוגמה מההרצאה: שקית קמח סגורה, ואחרי כמה חודשים יש בה עשים. ההסבר המדעי: בקמח היו ביצים שלא רואים בעין. את זה אפשר לבדוק במיקרוסקופ.

לגבי יצורים גדולים כבר ידעו שאין בריאה ספונטנית. השאלה הייתה לגבי חיידקים ועובש, שמופיעים "מעצמם" באוכל שמתקלקל. תאוריית התא אומרת: לא. כל תא נוצר מתא אחר.

כל התאים בגוף שלנו מקורם בתא אחד, הביצית המופרית. היא לא הייתה תא עור או תא כבד. היא התחלקה, ומהחלוקות נוצרו כל השאר.

רמות ארגון

אטום ← מולקולה ← תא ← רקמה ← איבר ← מערכת ← אורגניזם

בין המולקולה לתא יש קפיצה גדולה: התא הוא היחידה התפקודית הקטנה ביותר. יש בתוכו מבנים קטנים יותר, אבל הם לא מתפקדים לבד. הקורס עוסק בתא ובמה שבונה אותו.

וירוסים אינם תאים, ולא חל עליהם שום דבר מהקורס הזה.

מה שלא נשמע בהקלטה

מדקה 42 ועד 1:31 השמע בהקלטה לא נקלט. מה שכתוב בחלק הזה מבוסס על שקפים 9 עד 16 במצגת של הרצאה 1, ועל מה שהמרצה חזרה עליו בהמשך. הניסוח כאן הוא שלנו, ולא מה שנאמר בכיתה.

הניסוי של פסטר

לואי פסטר הראה שחיידקים לא מופיעים מעצמם בתוך מצע מזון. זה הבסיס להיגד השלישי: תא נוצר אך ורק מתא אחר.

מאפייני החיים

בהמשך ההרצאה המרצה תיארה את הממברנה כחומה עם שערים: חלבונים שיושבים בה ומאפשרים לחומרים לעבור.

זרימת המידע

המידע עובר מה-DNA ל-RNA, ומה-RNA לחלבון. הוצג כאן בקצרה, והוסבר במלואו בשעה הרביעית (ראו "RNA, ומ-DNA לחלבון").

מים

• כל התאים מכילים תמיסה מימית, ובה מתרחשים התהליכים. גם הסביבה של התאים מימית. הגוף שלנו כ-60% מים
• מים הם מולקולה קוטבית (מקוטבת): המטען לא מפוזר בה באופן אחיד
• מולקולות מים יוצרות קשרי מימן, ומחלישות קשרים יוניים
• הידרופילי: מולקולה טעונה או קוטבית, שמתמוססת במים
• הידרופובי: מולקולה לא קוטבית, כמו שמן, שנדחית מהמים
• מים משתתפים בתגובות ביוכימיות: יש תגובות שמשחררות מים ויש שמפרקות בעזרתם
• בסביבה ביולוגית pH ניטרלי, בערך 7

ההבחנה בין הידרופילי להידרופובי חוזרת בכל אחת מהמאקרומולקולות. יש לה עמוד נושא משלה.

מאקרומולקולות: מונומר ופולימר

בכל היצורים החיים יש ארבעה סוגים של מאקרומולקולות: חלבונים, חומצות גרעין, רב-סוכרים ושומנים.

פולימר הוא מולקולה גדולה שבנויה מהרבה מונומרים, תת-יחידות מאותו סוג, שמחוברות זו לזו בקשר קוולנטי. מונו: אחד. פולי: הרבה. שתי יחידות: דימר.

הדימוי של ההרצאה: צעצוע של חוליות פלסטיק שננעצות זו בזו, ולא חרוזים על חוט. החוליות מחוברות חזק, ולא נופלות מעצמן. כדי לפרק פולימר צריך להשקיע עבודה. החוליות כולן מאותו סוג אבל לא זהות, כמו חוליות בצבעים שונים.

חלבונים: חומצות אמינו וקשר פפטידי

המונומר של חלבון הוא חומצה אמינית. השם בא מהמבנה: בכל חומצה אמינית יש קבוצה אמינית וגם קבוצה חומצית (קרבוקסילית).

החלק השונה בין חומצות האמינו הוא השייר הצדדי (קבוצת הצד, side chain).

• 20 חומצות אמינו בונות את כל החלבונים, בכל היצורים: באדם, באמבה, בפיל ובצמח
• כמו אותיות: 22 אותיות מספיקות לכל מה שנכתב אי פעם בעברית. 20 חומצות אמינו מספיקות לכל החלבונים. לא כל אות מופיעה בכל משפט, ולא כל חומצה אמינית בכל חלבון
• השיירים קובעים את התכונות הכימיות: יש טעונים (פלוס או מינוס) ויש קוטביים, שניהם הידרופיליים. ויש לא קוטביים, הידרופוביים

את המבנה הכימי של 20 חומצות האמינו לא צריך לזכור בעל פה בקורס הזה.

איך נוצרת השרשרת

1. בקצה החופשי של השרשרת יש קבוצה חומצית
2. החומצה האמינית הבאה מגיעה עם הקבוצה האמינית שלה מול הקצה הזה
3. נוצר ביניהן קשר קוולנטי, ומשתחררת מולקולת מים
4. לחוליה החדשה יש קצה חומצי חופשי, והשרשרת ממשיכה ממנו

לקשר הזה קוראים קשר פפטידי (peptide bond). השיירים הצדדיים לא משתתפים בו. הוא נוצר בין החלקים שמשותפים לכל חומצות האמינו, והם יוצרים את השלד (backbone) של החלבון.

איפה זה תופס אתכם. חוליה חדשה מתווספת רק בקצה. אי אפשר להכניס חומצה אמינית באמצע השרשרת, גם אם יש סרטונים שמראים את זה כך. איך זה קורה בפועל, בריבוזום: הרצאה 2, "תרגום".

ארבע רמות המבנה של חלבון

חלבון אינו שרשרת רפויה שצפה במים. השרשרת מתקפלת למבנה מרחבי מוגדר מאוד, וזה המבנה שבו היא מתפקדת.

המשפט החשוב של החלק הזה: המבנה הראשוני קובע את המבנה השלישוני. אותו רצף יתקפל תמיד באותה צורה. השרשרת מתקפלת תוך כדי שהיא מתארכת.

למה הרצף קובע את הקיפול

זה לא קסם. השיירים הצדדיים, עם התכונות הכימיות השונות שלהם, מושכים ודוחים זה את זה:

• מטענים הפוכים נמשכים. ליזין (פלוס) וגלוטמט (מינוס) יפנו זה לזה
• שיירים הידרופוביים (כמו ולין ואלנין) מחפשים זה את זה, כמו טיפות שמן במים. הם נאספים פנימה ויוצרים ליבה הידרופובית, מוסתרת מהמים
• שיירים הידרופיליים פונים החוצה, אל שטח הפנים של החלבון ואל המים שסביבו

לכן חומצות אמינו שרחוקות זו מזו ברצף יכולות להיות צמודות במבנה המרחבי.

מוטציה בנקודה אחת

אם מוטציה מכניסה חומצה אמינית הידרופילית לתוך הליבה ההידרופובית, החלבון עלול להתקפל אחרת לגמרי, ולא לתפקד. אם היא מחליפה חומצה הידרופילית בחומצה הידרופילית אחרת על פני השטח, ייתכן שהנזק קטן. שינוי של חומצה אמינית אחת יכול לגרום למחלה (ראו אנמיה חרמשית).

המוגלובין: מבנה רביעוני

• נמצא בכדוריות הדם האדומות, ומוביל חמצן (וגם פחמן דו-חמצני) בדם. חמצן כמעט לא מתמוסס במים, ולכן צריך מוביל
• קומפלקס של ארבע שרשראות: שתי אלפא גלובין ושתי בטא גלובין
• לכל גלובין אתר שקושר חמצן, ובו אטום ברזל. ממנו הצבע האדום
• רק הקומפלקס השלם מתפקד כהמוגלובין

אותו חלבון אפשר לצייר בכמה דרכים: מודל סרט (ribbon) מראה את מהלך השרשרת, מודל מילוי מרחב (space-filling) מראה כל אטום ככדור. בוחרים לפי מה שרוצים להראות.

בריאות יש שטח פנים עצום של נימים, כ-70 מטר רבוע, מקופל בתוך בית החזה. דרכו החמצן עובר מהאוויר לדם, ומשם לכל התאים בגוף, שצורכים אותו בנשימה תאית.

מה חלבונים עושים

מכל המאקרומולקולות, לחלבונים יש המגוון הגדול ביותר של תפקידים.

אנזימים

התא חי רק אם מתרחשות בו כל הזמן תגובות ביוכימיות: מפרקים מה שיש ממנו יותר מדי, בונים מה שחסר, מפיקים אנרגיה. אנזים הוא חלבון שמזרז תגובה כימית (קטליזטור).

• אנזים לא יכול לגרום לתגובה בלתי אפשרית. הוא רק מזרז תגובה שאפשרית כימית
• דוגמת השולחן: עץ וחמצן יכולים להגיב ולבעור. אבל אפשר להסתכל על השולחן עד סוף התואר, והוא לא יידלק מעצמו. ככה גם הסוכר בארון: חשוף לחמצן, ולא מתפרק. בגוף, אנזימים מאפשרים לסוכר להגיב עם חמצן ולהפיק אנרגיה, בקצב של שניות ופחות
• המגיבים (סובסטרט) הופכים לתוצרים. האנזים עצמו לא משתנה, ויכול לזרז את התגובה שוב ושוב
• בתעשייה צריך חום, לחץ או ריכוזים גבוהים כדי לזרז תגובות. בגוף אי אפשר לחמם ל-200 מעלות. האנזימים עושים את זה בטמפרטורת הגוף

דוגמאות: עמילאז ברוק מפרק עמילן. אבקות כביסה מכילות אנזימים שמפרקים שומנים וחלבונים בכתמים, ולכן הן מנקות בטמפרטורה נמוכה בלי להרוס את הבד. את האנזימים האלה מגדלים בחיידקים ומפיקים מהם. אבקת הכביסה עצמה אינה יצור חי.

התאמה מרחבית: מנעול ומפתח. האנזים קושר את המגיב באזור מסוים שלו. צריכה להיות התאמה בצורה ובפיזור המטענים בין המגיב לאזור הזה, אחרת התגובה לא תתרחש. זו עוד סיבה שהמבנה המרחבי של חלבון כל כך חשוב.

כל האנזימים הם חלבונים, אבל לא כל החלבונים הם אנזימים. המוגלובין, למשל, הוא חלבון חשוב מאוד שלא מזרז שום תגובה. (יש חריג מעט מוכר: כמה מולקולות RNA מזרזות תגובות. בקורס הזה, אנזים הוא חלבון.)

תמיכה מבנית

חלבונים מבניים הם לרוב סיביים, ולא גוש עגול.

• קולגן: שלוש שרשראות שמלופפות זו על זו כמו צמה. נמצא מחוץ לתאים: בעור, שהוא נותן לו גמישות וקפיציות, ובגידים שמחברים שריר לעצם
• שלד התא: רשת חלבונים בתוך התא שנותנת לו תמיכה. יורחב בהמשך הקורס
• סיבים בתאי שריר, שבזכותם השריר מתכווץ
• קרטין: שיער, ציפורניים, פרסות וקרניים

השיער כדוגמה. שרשרת קרטין מתלפפת עם שרשראות נוספות לסיב, סיבים מתארגנים לסיבים עבים יותר, ובסוף רואים את זה בעין. כמה השיער מתולתל תלוי בכמה הסליל דחוס. פן (שיער רטוב וחום) פותח את הסליל זמנית: מרטיבים שוב, והשיער חוזר לצורתו. החלקה כימית שוברת את הקשרים בין האזורים בחלבון, והם כבר לא נוצרים מחדש. לכן היא נשארת.

הובלה

• המוגלובין מוביל חמצן בדם
• תעלות בממברנה: חלבונים שיושבים בקרום התא ויוצרים מעבר, שדרכו חומרים נכנסים ויוצאים. בהרצאה הוצגה תעלה שעוברים בה מים, ובסרטון תעלה לסידן. תעלה כזו יכולה להיות פתוחה או סגורה

העברת אותות

קולטנים בקרום התא הם חלבונים. הם קולטים מידע מבחוץ ומעבירים אותו פנימה.

• אינסולין הוא חלבון קצר והורמון. אחרי ארוחה הוא מופרש לדם, נקשר לקולטן שלו על תאי השריר ורקמות אחרות, והם קולטים גלוקוז מהדם
• המולקולה המאותתת יכולה להיות חלבון: הורמונים או פקטורי גדילה
• לא כל אות הוא מולקולה: קולטנים בעין מגיבים לאור. תאי השערה באוזן מגיבים לתנודות של האוויר. קולטנים במפרקים ובשרירים מגיבים לתנועה ולכוח, וכך הגוף יודע איפה הוא במרחב, בלי שנחשוב על זה

בסרטון שבסוף החלק הוזכרו גם נוגדנים, שקושרים פתוגנים באופן ספציפי, ופריטין, שאוגר ברזל.

כשהמבנה נפגע

כל פגיעה במבנה המרחבי עלולה לפגוע בתפקוד. אנזים לא יזרז, קולטן לא יקשור או לא יעביר את האות.

דנטורציה

דנטורציה היא אובדן המבנה המרחבי. החלבון עובר ממצב מקופל למצב לא מקופל. מה גורם לה:

• חום
• שינוי pH (חומציות)
• שינוי ריכוז מלחים
• סביבה הידרופובית: השיירים ההידרופיליים, שפנו החוצה אל המים, מנסים עכשיו להסתתר

הביצה: החלבון של הביצה נוזלי ומתמוסס במים. מחממים אותו, והוא הופך לגוש לבן ומוצק. זו דנטורציה.

אנמיה חרמשית

• שינוי של חומצה אמינית אחת בבטא גלובין, על פני השטח של החלבון: חומצה הידרופילית מתחלפת בהידרופובית
• מולקולות ההמוגלובין נצמדות זו לזו כדי להסתיר את האזור ההידרופובי החדש, ויוצרות סיבים בתוך כדורית הדם
• הכדורית, שצורתה הרגילה כמו צלחת פחוסה, מקבלת צורת חרמש ומאבדת את הגמישות שלה
• בנימים הדקים הכדוריות צריכות להידחק בטור. הכדוריות הנוקשות מתפרקות, ונוצר מחסור בכדוריות דם אדומות: אנמיה

איפה זה תופס אתכם. הבעיה העיקרית אינה שההמוגלובין קושר פחות חמצן, אלא שהתא מאבד את הגמישות שלו. שינוי במבנה הראשוני הוביל לשינוי במבנה השלישוני, ומשם לתפקוד של התא כולו.

שינוי מבנה כמתג

לא כל שינוי מבני הוא נזק. בתא התקין מוסיפים קבוצה כימית לחומצה אמינית מסוימת, למשל קבוצת פוספט (זרחן). החומצה האמינית נשארת אותה חומצה, המבנה הראשוני לא משתנה, אבל החלבון משנה מעט את צורתו, ובעקבות זה מתחיל לפעול או מפסיק. אפשר גם להסיר את הקבוצה. זה מתג של הפעלה וכיבוי, ואחת הדרכים העיקריות לבקר פעילות של חלבונים. כך גם תעלה נפתחת ונסגרת.

חומצות גרעין: DNA

המונומר הוא נוקלאוטיד. הפולימרים: DNA ו-RNA. גם כאן יש חלק שמשותף לכל הנוקלאוטידים ויוצר את השלד של השרשרת, ובסיס שונה.

DNA (Deoxyribonucleic acid) הוא החומר התורשתי של התא.

• ארבעה סוגי נוקלאוטידים: A, T, C, G
• שני גדילים (שרשראות) שמסודרים זה מול זה: דו-גדילי
• זיווג בסיסים קבוע: A מול T, ו-C מול G. הגדילים משלימים זה את זה
• A ו-G בנויים משתי טבעות, C ו-T מטבעת אחת. בכל זוג יש גדול אחד וקטן אחד, ולכן המרחק בין הגדילים קבוע לכל האורך, בלי קשר לרצף
• שני הגדילים יוצרים סליל כפול (double helix), כמו גרם מדרגות מסתובב

למה זה מתאים לחומר תורשתי. מספיק לדעת גדיל אחד כדי לדעת מה יש בשני: אם כאן C, שם בהכרח G. כשהתא מתחלק, אפשר לפתוח את הסליל ולבנות לכל גדיל את הגדיל המשלים שלו. מתקבלים שני עותקים זהים, אחד לכל תא. ההכפלה עצמה תילמד בהמשך הקורס.

RNA, ומ-DNA לחלבון

RNA (Ribonucleic acid) דומה ל-DNA, אבל:

RNA יכול להיבנות מול גדיל פתוח של DNA לפי זיווג הבסיסים. מול A ב-DNA יבוא U ב-RNA. שאר הזוגות כמו ב-DNA.

הסיפור כולו

• DNA: הוראות ההפעלה
• חלבונים: מי שמבצע. אנזימים, מבנה, הובלה, אותות
• RNA: המתווך

גן הוא אזור ב-DNA שמקודד לחלבון. בין הגנים יש אזורים שאינם מקודדים. ה-RNA פולימראז נקרא כך כי הוא מפלמר: בונה פולימר של RNA.

בקרה, וזהות התא

• כל שלב בשעתוק ובתרגום יכול להיות מבוקר. מגן אחד יהיו הרבה עותקי RNA והרבה חלבון, ומגן אחר מעט מאוד
• רוב הבקרה היא בשלב השעתוק, כי אין טעם לבנות RNA ארוך שלא ישמש לכלום
• בכל התאים בגוף יש אותו חומר תורשתי, כי כולם באו מאותה ביצית מופרית. אבל לא כל תא מבטא את אותם גנים. בתא שערה ובתא של מערכת העיכול פועלים חלבונים שונים
• איזה גנים מתבטאים קובע את זהות התא: מה הוא עושה, מה המבנה שלו, ואילו חלבונים יש בממברנה שלו. זה יכול להשתנות גם באותו תא, בעקבות אותות מבחוץ

איפה זה תופס אתכם. RNA אינו החומר התורשתי. החומר התורשתי הוא DNA, והוא זהה בכל התאים. מה ששונה בין תאים הוא הביטוי.

פחמימות

המונומר: סוכר בודד (חד-סוכר).

במערכת העיכול אנזימים שוברים את הקשר שבדו-סוכר, ורק החד-סוכרים נספגים.

אי-סבילות ללקטוז

• התאים לא מבטאים את האנזים שמפרק לקטוז. הגן קיים ואין בו מוטציה
• הלקטוז לא נספג, ממשיך עד המעי הגס, ושם חיידקים מפרקים אותו בשמחה. התוצאה: גזים
• למה: יונקים לא אמורים לשתות חלב אחרי הינקות, ולכן הביטוי של הגן יורד. כשבני אדם התחילו לגדל בעלי חיים, למי שהמשיך לבטא את האנזים היה יתרון: עוד מקור מזון
• חלב דל לקטוז: מוסיפים לחלב את האנזים מראש, והלקטוז כבר מפורק
• אלרגיה לחלב היא משהו אחר: תגובה של מערכת החיסון לחלבון בחלב

רב-סוכרים

כל הרב-סוכרים בקורס הם פולימרים של גלוקוז. כל החוליות זהות. מה שמבדיל ביניהם הוא ההסתעפויות, ואת זה קובעים האנזימים שבונים אותם.

גליקוגן בגוף:

• בכבד: מאגר שמספיק בערך ללילה של שינה. בזמן הצום הכבד מפרק אותו ומשחרר גלוקוז, כדי שרמת הסוכר בדם תישאר יציבה
• בשרירים: משמש רק את השריר עצמו, כשלא מגיע אליו מספיק סוכר או שומן מהדם

תאית ואנחנו. אין לנו אנזים שמפרק תאית. אלה הסיבים התזונתיים: הם ממלאים את המעי, נותנים תחושת שובע, ומפורקים בחלקם רק במעי הגס, על ידי חיידקים. פרות, למשל, כן יכולות לנצל תאית.

שומנים

שומנים הם הידרופוביים, בניגוד לכל מה שהוזכר עד עכשיו. הם בנויים משרשראות ארוכות של פחמנים ומימנים, בלי מטען.

תפקידים: אגירת אנרגיה ובניית ממברנות, בעיקר. גם ויטמינים ופיגמנטים, אבל זה זניח בכמות.

למה לאגור בשומן:

לא צריך לאכול שומן כדי לאגור שומן. הגוף יודע להפוך אנרגיה מסוכר לשומן.

חומצות שומן וטריגליצרידים

חומצת שומן: שרשרת פחמנית ארוכה (הידרופובית) ובקצה קבוצה חומצית, אותה קבוצה שיש בחומצות אמינו. הקצה הזה מעט קוטבי.

טריגליצריד: שלוש חומצות שומן שמחוברות למולקולה של גליצרול (שלושה פחמנים), דרך הקבוצות החומציות. החלק הקוטבי נעלם בקשר, ולכן הטריגליצריד הידרופובי לגמרי. זו הצורה העיקרית של אגירת אנרגיה בגוף, ברקמת השומן. את הקשרים בונה אנזים, חומצת שומן אחת בכל פעם.

איפה זה תופס אתכם. שומנים אינם פולימר. טריגליצריד הוא מולקולה גדולה, אבל הוא לא שרשרת של יחידה שחוזרת על עצמה. לכן הוא נכלל במאקרומולקולות, אבל לא בפולימרים.

כבד שומני

בשקף מההרצאה, רקמת כבד בחתך: הגרעינים נצבעים בסגול (הצבע נקשר ל-DNA), והציטופלזמה, התווך המימי של התא, בוורוד.

• כבד בריא: תאים צפופים, ציטופלזמה סביב כל גרעין
• כבד שומני: טיפה ענקית של טריגליצרידים ממלאת את התא, ודוחקת את הציטופלזמה הצידה. הטיפה לא נצבעת, ורואים רק את הגבולות שלה

פוספוליפידים וממברנה

צריך גבול בין המים שבתא לטיפת השומן. בשביל זה יש סוג אחר של שומן.

פוספוליפיד: על הגליצרול שתי חומצות שומן (הידרופוביות), ועל הפחמן השלישי ראש טעון, עם פוספט: הידרופילי מאוד. מולקולה עם זהות כפולה: צד אחד הידרופובי מאוד, צד אחד הידרופילי מאוד.

גם ממברנות בתוך התא, שתוחמות אזורים שונים בו, בנויות כך.

מה לא נלמד בהרצאה הזו

• מיקרוסקופים. שקפים 55 עד 61 במצגת (מיקרוסקופ אור, פלואורסנטי, אלקטרונים חודר וסורק) לא נלמדו בהרצאה. במקומם הוצג סרטון של תאים חיים בתרבית, שזזים. המסר: התא אינו סטטי. יש בו תנועה כל הזמן
• מספר הגנים. בשקף הסיכום (54) כתוב שמספר הגנים באדם מוערך בכ-50,000. זה לא נאמר בהרצאה. ההערכה המקובלת היום היא כ-20,000 גנים שמקודדים לחלבונים

בדיקה עצמית

1. סטודנטית כותבת: "לג'ירפה יש צוואר ארוך כדי שתוכל לאכול מצמרות העצים." מה הבעיה במשפט, ואיך מנסחים אותו נכון?
2. מה המונומר, ומהו הקשר בין המונומרים, בחלבון? מה משתחרר כשהקשר נוצר?
3. מוטציה הפכה חומצה אמינית אחת על פני השטח של חלבון מהידרופילית להידרופובית. למה זה עלול לשנות את החלבון כולו? תנו דוגמה מההרצאה.
4. בתא כבד ובתא עור יש אותו DNA. איך ייתכן שהם עושים דברים שונים?
5. למה הטריגליצריד הוא מאקרומולקולה אבל לא פולימר?
6. למה קרום התא בנוי משכבה כפולה של פוספוליפידים, אבל מסביב לטיפת שומן יש שכבה אחת?

תשובות.

1: המשפט תכליתני: הוא מניח שהצוואר התארך כדי להגיע למטרה. הניסוח האבולוציוני: ג'ירפות שנולדו במקרה עם צוואר ארוך יותר הגיעו לעוד מזון, השאירו יותר צאצאים, והתכונה הלכה והתחזקה.

2: חומצה אמינית. קשר פפטידי, קוולנטי, בין הקבוצה החומצית בקצה השרשרת לקבוצה האמינית של החומצה הבאה. משתחררת מולקולת מים.

3: הרצף (מבנה ראשוני) קובע את הקיפול (מבנה שלישוני). שייר הידרופובי על פני השטח "מחפש" להסתתר מהמים, והחלבון ישנה צורה או ייצמד לחלבונים אחרים. אנמיה חרמשית: ההמוגלובין יוצר סיבים, הכדורית מקבלת צורת חרמש, מאבדת גמישות ומתפרקת בנימים.

4: אותו חומר תורשתי, ביטוי שונה. בכל סוג תא משועתקים גנים אחרים, ולכן יש בו חלבונים אחרים. רוב הבקרה בשלב השעתוק.

5: פולימר הוא שרשרת של יחידה שחוזרת על עצמה. טריגליצריד הוא גליצרול ושלוש חומצות שומן, ולא שרשרת.

6: לקרום יש מים משני הצדדים, ולכן צריך ראשים הידרופיליים בשני הצדדים והזנבות מוסתרים באמצע. לטיפת שומן יש מים רק מבחוץ: הזנבות פונים אל השומן שבפנים, והראשים אל המים.

הרצאה 2 — מגן לחלבון, ואברוני התא

מפת ההרצאה

הבחינה

מה שנאמר בתחילת ההרצאה. הפרטים המחייבים נמצאים במודל ובמייל מהקורס.

במערכת הבחינה אי אפשר לעשות שום דבר אחר במחשב בזמן הבחינה. כדאי לסדר מקום שקט, לבד, לכל הזמן.

למה "שעתוק" ולמה "תרגום"

לפעמים כותבים "תעתוק". זו אותה מילה.

שעתוק

1. פתיחה. אנזים בשם RNA פולימראז נקשר ל-DNA בנקודת תחילת השעתוק של גן, ופותח שם את הסליל הכפול, כמו רוכסן. רק קטע קטן נפתח: בועית שעתוק
2. הארכה. נוקלאוטידים מגיעים באופן אקראי. אם יש זיווג בסיסים עם הנוקלאוטיד בגדיל ה-DNA, הפולימראז מחבר אותו לשרשרת ה-RNA שמתארכת, ומתקדם הלאה. מאחוריו ה-DNA נסגר שוב, כי זיווג בסיסים יציב יותר
3. סיום. בנקודת סיום השעתוק משהו ברצף גורם לפולימראז ליפול מה-DNA, ושרשרת ה-RNA משתחררת

את הנוקלאוטידים התא בונה בעצמו, במסלולים אנזימטיים, ממולקולות פשוטות יותר.

גדיל התבנית

בכל גן, רק אחד משני הגדילים משמש תבנית (template), ותמיד אותו גדיל. אם השעתוק היה פעם מגדיל אחד ופעם מהשני, היו מתקבלים שני רצפים שונים. בגן אחר לאורך ה-DNA התבנית יכולה להיות דווקא הגדיל השני. גם לכיוון יש חשיבות: לגן יש נקודת התחלה ונקודת סיום, והשעתוק תמיד מתקדם מאחת לשנייה.

פס ייצור

בצילום במיקרוסקופ אלקטרונים של גן שמשועתק רואים את ה-DNA כחוט, ועליו הרבה שרשראות RNA. ליד נקודת ההתחלה השרשראות קצרות, וככל שמתקדמים הן ארוכות יותר. על אותו גן רצים הרבה RNA פולימראזים, אחד אחרי השני. ברגע שמתפנה מקום בנקודת ההתחלה, נקשר הבא.

גנים, ומה שביניהם

• רק חלק מה-DNA הוא גנים. בין הגנים יש אזורים שלא משועתקים
• בחיידקים, שיש להם מעט DNA, הרווחים קטנים. אצלנו יש יותר DNA שאינו גנים מאשר גנים
• פעם קראו לזה "DNA זבל". היום חושבים שלחלק מהאזורים האלה יש תפקיד: בקרה על ביטוי של גנים סמוכים, או מבנה, למשל בקצוות של שרשראות ה-DNA
• ה-DNA של תא אחד, אם פורסים אותו, מגיע לאורך של כשני מטרים. הוא דחוס בתוך הגרעין
• יש גנים שמשועתקים כל הזמן, כי הם מקודדים לחלבונים שהתא צריך תמיד. ויש גנים שנדלקים ונכבים. מה מדליק אותם, בסוף הקורס

הקוד הגנטי

קודון הוא שלשה של נוקלאוטידים ב-RNA. כל קודון מתאים לחומצה אמינית אחת.

• קודון ההתחלה: AUG. הוא מקודד למתיונין, ולכן רוב החלבונים מתחילים במתיונין. מערכת התרגום מתקדמת לאורך ה-RNA עד ה-AUG הראשון, ומשם קוראת שלשות
• שלושה קודוני עצירה (stop). אין חומצה אמינית שמתאימה להם. שם התרגום נגמר
• לפני קודון ההתחלה ואחרי קודון העצירה יש ב-RNA קטעים שלא מתורגמים (UTR)
• את טבלת הקוד הגנטי לא צריך לזכור בעל פה

למה דווקא שלשות

61 קודונים מקודדים לחומצות אמינו, ו-3 הם קודוני עצירה.

איפה זה תופס אתכם. הכיוון חשוב: - לחומצה אמינית אחת יכולים להיות כמה קודונים. לארגינין יש כמה, ולמתיונין רק אחד. - אבל לקודון אחד יש תמיד חומצה אמינית אחת בלבד, ואין קודון שמתורגם פעם לזו ופעם לאחרת.

תרגום

כל סוגי ה-RNA נבנים בשעתוק לפי ה-DNA. רק ה-mRNA עובר תרגום.

הריבוזום הוא קומפלקס ענקי של הרבה חלבונים ומולקולות rRNA, ובו מתרחש התרגום. הוא יוצר את הסביבה שבה tRNA יכול להיצמד לקודון, ומזרז את יצירת הקשר הפפטידי.

צעד אחרי צעד

1. הריבוזום נקשר ל-mRNA ומתקדם עד ה-AUG הראשון
2. מגיע ה-tRNA שהאנטי-קודון שלו משלים ל-AUG, ועליו מתיונין
3. מגיע ה-tRNA המתאים לקודון הבא, למשל עם סרין
4. הריבוזום יוצר קשר פפטידי בין המתיונין לסרין. המתיונין משתחרר מה-tRNA שלו ונשאר מחובר לסרין
5. ה-tRNA הריק משתחרר, והריבוזום מתקדם קודון אחד
6. וחוזר חלילה, עד קודון עצירה: אין tRNA שמתאים לו, הריבוזום נופל, והשרשרת משתחררת

השרשרת מתארכת רק בקצה, חומצה אמינית אחר חומצה אמינית, לפי סדר הקודונים. זה מה שהוזכר בהרצאה 1 כשנאמר שאי אפשר להכניס חומצה אמינית באמצע השרשרת.

איך ה-tRNA "יודע". הכל אקראי: מולקולות tRNA נכנסות ויוצאות כל הזמן. tRNA שהאנטי-קודון שלו לא משלים לקודון לא נשאר שם מספיק זמן כדי שהקשר ייווצר. tRNA שהתרוקן פוגש אנזים שמטעין עליו שוב את החומצה האמינית שלו, ורק אותה. לכל tRNA יש אנזים משלו.

הרבה ריבוזומים, הגברה

• גם בתרגום זה פס ייצור: הרבה ריבוזומים יושבים על אותו mRNA, וממנו "מתנפנפות" שרשראות באורכים שונים
• הגברה בכל שלב: עותק אחד של הגן ← הרבה מולקולות mRNA ← מכל אחת הרבה מולקולות חלבון. כשאומרים "האנזים" ביחיד, יש בתא הרבה מולקולות שלו
• mRNA אינו יציב. הוא מחזיק דקות עד שעות ומתפרק, בניגוד ל-DNA שנשאר כל חיי התא. גם חלבונים מתפרקים בסוף. לכן כמות החלבון תלויה בכמה משעתקים כרגע את הגן
• רוב הבקרה בשלב השעתוק, כי בניית RNA דורשת הרבה אנרגיה, וחבל להשקיע אותה ב-RNA שלא יתורגם
• במעבדה, כדי לדעת אם טיפול שינה ביטוי של גן, מודדים את כמות ה-RNA שלו, או ישירות את כמות החלבון

מבנה הריבוזום פוענח בעבודה של שנים. על כך קיבלה עדה יונת את פרס נובל לכימיה לשנת 2009, יחד עם שני חוקרים נוספים.

טעות בשעתוק מול מוטציה

שעתוק פחות מדויק מהכפלת DNA, ואין בו כמעט בדיקה ותיקון. זה פחות חמור, כי כל טעות פוגעת רק בעותק אחד.

מה מוטציה נקודתית יכולה לעשות: - להחליף קודון בקודון של חומצה אמינית אחרת. אם התכונות הכימיות שונות, זה יכול לשבש את הקיפול (כמו באנמיה חרמשית, הרצאה 1) - להפוך קודון של חומצה אמינית לקודון עצירה באמצע הגן. אז התרגום נעצר מוקדם, והשרשרת הקצרה מתפרקת: אין חלבון בכלל

מה משותף לכל התאים

גם בחיידק, גם באורנגוטן, גם באמבה וגם בחרצית:

• חומר תורשתי: DNA
• RNA: המידע לבניית חלבונים
• ריבוזומים, שמתרגמים RNA לחלבון
• חלבונים: אנזימים, חלבוני הובלה, חלבונים מבניים
• רב-סוכרים ושומנים
• קרום תא של פוספוליפידים בשכבה כפולה
• ATP כמקור אנרגיה
• ציטופלזמה, התווך שבתוך התא

כשמחפשים חיים על מאדים מחפשים את העקרונות האלה: משהו שנושא הוראות, ומשהו שמפריד בין פנים לחוץ, גם אם הכימיה שם שונה.

פרוקריוטים ואאוקריוטים

קריון ביוונית: גרעין.

כל היצורים החיים שייכים לשלוש על-ממלכות: בקטריה, ארכיאה ואאוקריוטה.

איפה זה תופס אתכם. שמר וחיידק שניהם חד-תאיים, ובצילום הם יכולים להיות באותו גודל. אבל השמר אאוקריוטי. אנחנו והשמר קרובים זה לזה הרבה יותר משהשמר קרוב לחיידק. ההבדל בין פרוקריוט לאאוקריוט עקרוני, והוא לא רק הגרעין.

פרוקריוטים

• ארכיאה: חיות בסביבות קיצוניות, כמו מעיינות חמים וריכוזי מלח גבוהים מאוד. נדירות
• בקטריה: כל החיידקים שאנחנו מכירים. אלה שבמעיים, אלה שבהכנת מזון, ואלה שגורמים למחלות
• מגוון עצום: הם מפרקים חומרים שאף אאוקריוט לא יודע לנצל, כמו נפט ועץ
• הכי נפוצים: רוב היצורים על פני כדור הארץ הם פרוקריוטים
• כל הביוספרה תלויה בהם. דוגמה: קיבוע חנקן. בחומצות אמינו ובנוקלאוטידים יש חנקן. באוויר יש הרבה חנקן (כ-78%), אבל רק חיידקים יודעים לקלוט אותו ולהפוך אותו לחומר שאפשר לבנות ממנו. אנחנו מקבלים אותו מהם, ישירות או דרך צמחים

מבנה התא הפרוקריוטי: - ממברנת התא: מקיפה אותו ומאפשרת מעבר מבוקר של חומרים - ציטופלזמה: ציטוזול (החלק הנוזלי) ועוד חלקיקים, כמו ריבוזומים - נוקלאואיד: האזור שבו מרוכז ה-DNA

גם התא הפשוט ביותר מורכב יותר מכל מכונה שבני אדם בנו, ולא יכול להיווצר מעצמו מחומר דומם (פסטר, הרצאה 1).

הציטופלזמה אינה ג'לי שקט

בסרטון שהוצג, הדמיה של תוך התא: הוא צפוף מאוד במולקולות, והן נעות ומתנגשות כל הזמן. כל הסרטון מייצג שתי מיקרו-שניות. כך מולקולות "מוצאות" זו את זו: אנזים את המגיב שלו, tRNA את הריבוזום. אם נוצרת התאמה, משהו קורה.

התא האאוקריוטי: אברונים

אברון (אורגנלה) הוא מדור בתא שמוקף ממברנה, עם מבנה ותפקיד משלו.

• ציטופלזמה היא כל מה שבתוך התא: הציטוזול והאברונים
• ציטוזול הוא התווך עצמו: בעיקר מים, וצפוף במולקולות
• מאברון אחד יכולים להיות בתא כמה עותקים. גרעין יש לרוב אחד, אבל מיטוכונדריות יכולות להיות עשרות ומאות

הגרעין

• מכיל את ה-DNA, ולכן השעתוק מתרחש בגרעין
• כ-5 מיקרון. לרוב האברון הבולט ביותר בתא
• מעטפת הגרעין: ממברנה כפולה, כמו בלון פחוס שמקופל על עצמו
• נקבוביות (nuclear pores) במעטפת מאפשרות מעבר מבוקר:
• החוצה: RNA, אל הריבוזומים שבציטופלזמה.
• פנימה: חלבונים שנבנו בחוץ, למשל ה-RNA פולימראז עצמו.
• לחלבון שצריך להגיע לגרעין יש ברצף שלו קטע שמכוון אותו לשם. אם מוסיפים את הקטע הזה בהנדסה גנטית לחלבון אחר, גם הוא יגיע לגרעין
• הגרעינון (nucleolus), לפי המצגת, הוא אזור בגרעין שבו נוצרים הריבוזומים. הוא לא מוקף ממברנה
• את הכרומוזומים רואים רק כשהתא מתחלק (מהמצגת)

מערכת הממברנות התוך-תאיות

ארבעה אברונים שקשורים זה לזה בתפקוד (endomembrane system):

1. ה-ER המחוספס
2. ה-ER החלק
3. הגולג'י
4. הליזוזומים

ביניהם עוברות בועיות (וזיקולות): בועה קטנה של ממברנה, שיכולה להכיל כל מיני דברים.

הרשתית האנדופלזמטית (ER)

רשת מסועפת של ממברנות, המשכית לממברנה של הגרעין. היא יוצרת שקים וצינורות עם חלל פנימי רציף. לפי המצגת, היא יכולה לתפוס עד עשירית מנפח התא. בחתך נראה שיש בה חללים נפרדים, אבל הם מחוברים מעל או מתחת למישור החתך.

ב-ER החלק: - בניית פוספוליפידים וטריגליצרידים - הורמונים סטרואידים מכולסטרול: טסטוסטרון, קורטיזול, אסטרוגן. הם שומניים, ולכן אפשר, למשל, למרוח אסטרוגן על העור והוא נספג - מאגר של יוני סידן, בעיקר בתאי שריר ובתאי עצב, שבהם הסידן חשוב לפעילות החשמלית - לפי המצגת, גם שינוי של מולקולות קטנות שנכנסו לתא, כמו תרופות, ופירוק גליקוגן בתאי בעלי חיים

דרכו של חלבון מופרש

1. בגרעין: הגן משועתק ל-mRNA, שיוצא דרך הנקבוביות
2. בציטוזול: ריבוזום מתחיל לתרגם
3. אם בתחילת השרשרת יש רצף מסוים, הוא נקשר לחלבונים על הממברנה של ה-ER. הריבוזום, ה-mRNA והשרשרת מתעגנים לממברנה
4. השרשרת ממשיכה להתארך לתוך החלל של ה-ER. בסוף התרגום הריבוזום משתחרר, והחלבון נמצא בתוך ה-ER
5. בועית נצבטת מה-ER עם הרבה מולקולות חלבון, ומתאחה עם הגולג'י
6. בגולג'י החלבון מבשיל: מוסיפים לו סוכרים ועושים בו שינויים כימיים
7. מהצד הרחוק של הגולג'י נצבטת בועית שמגיעה לממברנת התא, מתאחה איתה, והחלבון מופרש החוצה

חלבון ממברנה, כמו קולטן או תעלה, עובר את אותה דרך. בשלב האחרון הוא נשאר תקוע בממברנה במקום לצאת.

חלבון שאין לו את הרצף בהתחלה מתורגם כולו בציטוזול, ונשאר בו.

איפה זה תופס אתכם. הריבוזומים על ה-ER המחוספס הם אותם ריבוזומים כמו בציטוזול. הם לא "שייכים" ל-ER. ריבוזום מתעגן אליו רק כשהחלבון שהוא מתרגם מתחיל ברצף המתאים, ומשתחרר בסוף.

הגולג'י

על שם החוקר האיטלקי קמילו גולג'י, שזיהה את האברון בסוף המאה ה-19.

• ערימה של שקים פחוסים, כמו פיתות, לא מחוברים זה לזה
• צד אחד פונה ל-ER וקולט ממנו בועיות. הצד השני שולח בועיות ליעדים
• שלושה תפקידים:
• עיבוד: שינויים כימיים בחלבונים, כמו הוספת סוכרים.
• מיון ואריזה.
• משלוח ליעד: ממברנת התא, הפרשה החוצה או ליזוזומים. זה נקרא protein trafficking.
• הדימוי של ההרצאה: ה-ER הוא בית החרושת, והגולג'י הוא מערך ההפצה. השינויים בגולג'י הם כמו כתובת על מעטפה

ליזוזומים

• בועיות שנצבטות מהגולג'י ונשארות בתוך התא
• מלאות אנזימי עיכול, וחומציות מאוד (pH נמוך). כמו קיבה בקטן: מערכת העיכול של התא
• מה הם מפרקים:
• חלקיקים שהתא הכניס מבחוץ: מזון, או חיידק שנבלע.
• אברונים שהזדקנו, למשל מיטוכונדריה פגומה.
• מה יוצא מהפירוק: חומצות אמינו, חומצות שומן וסוכרים, שמשתחררים לציטוזול ומשמשים את התא כאבני בניין או כמקור אנרגיה. כך גם ממחזרים את מה שהיה באברון
• חשוב שהאנזימים יישארו סגורים בפנים. הם לא מבחינים בין חלבון של חיידק לחלבון של התא עצמו

בסרטון שהוצג, תא בולע חיידק שסומן בחלבון זוהר בירוק. אחרי זמן קצר הירוק נעלם: החלבון עבר דנטורציה ופורק בתוך הליזוזום.

כניסה ויציאה דרך בועיות

בסרטון: אמבה בולעת שתי סנדליות ומעכלת אותן.

הממברנות של הבועיות ושל התא הן כולן פוספוליפידים, ולכן הן יכולות להתאחות זו עם זו ולהיפרד.

אנרגיה: מיטוכונדריה

אנרגיה לא נוצרת יש מאין. התא רק הופך אנרגיה מצורה אחת לצורה אחרת, שזמינה יותר לשימוש.

מה המיטוכונדריה עושה

• מפרקת את מולקולות הדלק, סוכרים ושומנים, ובאנרגיה שהופקה בונה ATP
• בתהליך נצרך חמצן ומשתחרר פחמן דו-חמצני. לכן הוא נקרא נשימה תאית. הנשימה שלנו קיימת בשבילה: הריאות וההמוגלובין מביאים חמצן לתאים, והדם מפנה את ה-CO2
• כמות המיטוכונדריות בתא תלויה בצורך שלו באנרגיה
• בתוכה ממברנה מקופלת. בתא היא נראית לרוב כמו נקניקיות מוארכות, ולא כאליפסה מהספר

לפי המצגת: - השלב הראשון בפירוק גלוקוז, גליקוליזה, מתרחש בציטופלזמה. - השלב השני מתרחש במיטוכונדריה, דורש חמצן ומשחרר CO2. - בשני השלבים נוצר ATP, אבל הרבה יותר בשלב המיטוכונדריאלי. - גם שומנים מחומצנים במיטוכונדריה, ומהם מתקבל יותר ATP.

ATP הוא "מטבע האנרגיה" של התא. הדימוי מההרצאה: אי אפשר לשלם בסופר בשיעור בביולוגיה. ממירים את מה שיש לנו בכסף, ובכסף אפשר לקנות הכל. ככה האנרגיה של הסוכר והשומן מומרת ל-ATP, וה-ATP משתתף במגוון עצום של תגובות שדורשות אנרגיה.

מאיפה באה המיטוכונדריה

למיטוכונדריה יש תכונות של תא חיידקי:

• DNA משלה, שמקודד לחלק קטן מהחלבונים שלה (באדם 13), ולמולקולות RNA שהיא צריכה
• ריבוזומים משלה, שמתרגמים את החלבונים האלה
• היא מתחלקת בעצמה, בלי קשר לחלוקת התא
• הגודל שלה כמה מיקרונים, כמו חיידק

ההשערה (אנדוסימביוזה): - מה קרה: לפני כשני מיליארד שנה, תא אאוקריוטי קדום בלע חיידק, כדרך להשיג מזון, אבל לא פירק אותו. - למה זה החזיק: נוצרה סימביוזה. ייתכן שבזכות החיידק התא הפיק הרבה יותר אנרגיה מהמזון. - מה יצא מזה: לאורך האבולוציה החיידק איבד חלק מהיכולות שלו והפך לאברון. - אירוע אחד: לפי השוואות של DNA, זה קרה פעם אחת. ל-DNA של המיטוכונדריה יש דמיון למשפחה מסוימת של חיידקים שחיים היום. - מי בלע את מי: המיטוכונדריה מקורה בבקטריה. ההערכה היום היא שהתא שבלע אותה היה קרוב לארכיאה.

כלורופלסט

• רק בצמחים ובאצות. מכיל כלורופיל, פיגמנט ירוק
• פוטוסינתזה: הפיכת אנרגיית האור לאנרגיה כימית, כדי לבנות סוכר מ-CO2. אחר כך התא של הצמח מפיק מהסוכר ATP במיטוכונדריות שלו
• כמעט כל המסה של עץ באה מה-CO2 שבאוויר. מהשורשים הוא מקבל בעיקר מים ומעט מינרלים
• אנחנו הטרוטרופים: אנחנו צריכים לאכול מולקולות אחרות כמקור אנרגיה
• כמו המיטוכונדריה: ממברנה כפולה, DNA וריבוזומים משלו, ומתחלק בעצמו. גם הוא מקורו בחיידק פוטוסינתטי שנבלע, לפני כמיליארד וחצי שנה, בתא אאוקריוטי שכבר היו בו מיטוכונדריות. לכן לכל האאוקריוטים יש מיטוכונדריה, ורק לצמחים יש כלורופלסט. גם זה היה אירוע חד-פעמי, הרבה לפני שהיו צמחים

מה לא נלמד בהרצאה הזו

• שלד התא (שקפים 63 עד 75: מיקרופילמנטים, סיבי ביניים, מיקרוטובולים). המרצה אמרה שיילמד בהרצאה הבאה
• הקטע שאחרי ההפסקה השנייה: מ-3:46 ועד 4:00 אין בהקלטה דיבור. ההרצאה ממשיכה אחרי זה מאותה נקודה בדיוק, באמצע ההסבר על ליזוזומים

בדיקה עצמית

1. מה ההבדל בין שעתוק לתרגום, ולמה לכל אחד מהם יש את השם שלו?
2. כמה צירופים יש לקודונים של שני נוקלאוטידים, ולמה זה לא מספיק?
3. מוטציה נקודתית הפכה קודון באמצע גן לקודון עצירה. מה יקרה לחלבון?
4. במה שונה טעות בשעתוק ממוטציה ב-DNA, מבחינת הנזק?
5. שמר וחיידק E. coli הם חד-תאיים ובערך באותו גודל. במה הם שונים ביסודם?
6. תא בלבלב מפריש כמויות גדולות של אנזימי עיכול, שהם חלבונים. איזה אברון תצפו למצוא בו בשפע, ולמה?
7. אילו שלוש תכונות של המיטוכונדריה מרמזות שמקורה בחיידק?

תשובות.

1: שעתוק: בניית RNA לפי DNA. נשארים בשפה של נוקלאוטידים, כמו העתקה. תרגום: בניית חלבון לפי RNA. עוברים משפה של נוקלאוטידים לשפה של חומצות אמינו.

2: 16. יש 20 חומצות אמינו, ו-16 צירופים לא יכולים להבחין ביניהן. עם שלשות יש 64.

3: התרגום ייעצר באמצע. תתקבל שרשרת קצרה שמתפרקת, ולא יהיה חלבון תקין.

4: טעות בשעתוק פוגעת במולקולת RNA אחת, ושאר העותקים תקינים. מוטציה פוגעת בגן עצמו, ולכן בכל העותקים שנוצרים ממנו, והיא עוברת לתאי הבת.

5: השמר אאוקריוטי: יש לו גרעין ואברונים מוקפי ממברנה. החיידק פרוקריוטי: ה-DNA בנוקלאואיד, בלי ממברנה, ואין לו אברונים.

6: ER מחוספס (ואחריו גולג'י). חלבונים מופרשים נבנים על ריבוזומים שמעוגנים ל-ER המחוספס, משם עוברים לגולג'י ומופרשים בבועיות.

7: יש לה DNA משלה, ריבוזומים משלה, והיא מתחלקת בעצמה. גם הגודל שלה כגודל חיידק.

ארבע המאקרומולקולות

הטבלה

פולימר הוא שרשרת של מונומרים מאותו סוג, מחוברים בקשר קוולנטי. החוליות מאותו סוג, אבל לא בהכרח זהות: 20 חומצות אמינו שונות, 4 נוקלאוטידים שונים. ברב-סוכרים כל החוליות הן גלוקוז.

מה מבדיל בתוך כל משפחה

איפה זה תופס אתכם

• שומנים אינם פולימר. הם מאקרומולקולה, אבל אין בהם יחידה שחוזרת על עצמה בשרשרת
• כל האנזימים הם חלבונים, ולא כל החלבונים הם אנזימים. המוגלובין הוא חלבון שמוביל חמצן ולא מזרז דבר
• החומר התורשתי הוא חומצת גרעין, לא חלבון. ולא RNA: הוא DNA
• גליקוגן, עמילן ותאית עשויים כולם מגלוקוז. ההבדל הוא במבנה, ולא בחוליות. ובגלל המבנה, אין לנו אנזים שמפרק תאית
• שתי משפחות משתמשות בקבוצה חומצית: חומצות אמינו (שם היא יוצרת את הקשר הפפטידי) וחומצות שומן (שם היא נקשרת לגליצרול)

בדיקה עצמית

1. מה משותף לחלבון, ל-DNA ולגליקוגן, ומה מוציא את הטריגליצריד מהקבוצה?
2. מה ההבדל בין עמילן לתאית, אם שניהם פולימרים של גלוקוז מצמחים?
3. איזו מאקרומולקולה היא החומר התורשתי, ואיזו מבצעת את רוב העבודה בתא?
4. בכמה סוגי חוליות משתמש כל אחד מהפולימרים: חלבון, DNA, RNA, גליקוגן?

תשובות.

1: שלושתם פולימרים: שרשרת של מונומרים מאותו סוג. טריגליצריד הוא גליצרול ושלוש חומצות שומן, בלי יחידה חוזרת, ולכן אינו פולימר.

2: עמילן מסועף ומשמש מאגר אנרגיה. תאית בנויה משרשראות ישרות שנדחסות לרשת, ומשמשת תמיכה מבנית בדופן התא.

3: DNA הוא החומר התורשתי. חלבונים מבצעים: אנזימים, מבנה, הובלה ואותות.

4: חלבון: 20. DNA: ארבעה (A, T, C, G). RNA: ארבעה (A, U, C, G). גליקוגן: אחד, גלוקוז.

הידרופילי והידרופובי

העיקרון

התא הוא סביבה מימית, וגם הסביבה שלו מימית. מים הם מולקולה קוטבית.

הכלל: אזורים הידרופוביים מתקבצים יחד ומסתתרים מהמים, כמו טיפות שמן שמתאחדות. אזורים הידרופיליים פונים אל המים. כמעט כל מבנה בתא שראינו עד עכשיו נובע מזה.

איפה זה מופיע

כשמשהו משתנה

• מוטציה: שייר הידרופילי שנכנס לליבה ההידרופובית יכול לשבש את כל הקיפול
• אנמיה חרמשית: שייר אחד על פני השטח של בטא גלובין הופך להידרופובי. מולקולות ההמוגלובין נצמדות זו לזו כדי להסתיר אותו, ויוצרות סיבים
• דנטורציה בסביבה הידרופובית: השיירים ההידרופיליים שפנו החוצה מנסים להסתתר, והחלבון מאבד את צורתו

איפה זה תופס אתכם

• חומצת שומן לבד אינה הידרופובית לגמרי. יש לה קצה חומצי מעט קוטבי. רק בטריגליצריד, כשהקצה הזה נקשר לגליצרול, היא נעשית הידרופובית לגמרי
• "שכבה כפולה" לא נובעת מזה שיש הרבה שומן, אלא מזה שיש מים משני הצדדים. איפה שיש מים רק מצד אחד, כמו סביב טיפת שומן, מספיקה שכבה אחת

בדיקה עצמית

1. למה בחלבון מקופל השיירים ההידרופוביים נמצאים בדרך כלל במרכז?
2. מה בפוספוליפיד מאפשר לו לבנות ממברנה, ומה בטריגליצריד לא מאפשר?
3. איך שינוי של חומצה אמינית אחת הופך כדורית דם לנוקשה?

תשובות.

1: בתא יש מים מכל עבר. שיירים הידרופוביים נדחים מהמים, מתקבצים יחד ויוצרים ליבה מוסתרת, והשיירים ההידרופיליים פונים החוצה אל המים.

2: לפוספוליפיד יש אזור הידרופובי (הזנבות) ואזור הידרופילי (הראש הטעון), ולכן הוא יכול לעמוד בגבול בין מים לשומן או בין מים למים. לטריגליצריד אין שום אזור הידרופילי.

3: באנמיה חרמשית שייר הידרופילי על פני השטח של בטא גלובין מתחלף בהידרופובי. ההמוגלובין נצמד לעצמו ויוצר סיבים, התא מקבל צורת חרמש ומאבד את הגמישות שלו.

מבנה קובע תפקוד

השרשרת הלוגית

1. רצף חומצות האמינו (מבנה ראשוני) נקבע מראש
2. השיירים הצדדיים מושכים ודוחים זה את זה, והשרשרת מתקפלת תמיד באותה צורה (מבנה שלישוני)
3. הצורה קובעת מה החלבון יכול לעשות: מה הוא קושר, מה הוא מזרז, אם הוא נפתח או נסגר
4. פגיעה בצורה היא פגיעה בתפקוד

רמות המבנה

הצורה רואים לפעמים בעין

חלבונים מבניים הם לרוב סיביים. אצל רוב החלבונים האחרים הקשר בין הצורה לתפקיד לא נראה בעין, אבל הוא קיים.

גם ברמת התא

בהרצאה 2 אותו רעיון חזר ברמה של תא שלם: מה שתא עושה קובע אילו אברונים יש בו בשפע. מקרופאג שבולע חיידקים מלא ליזוזומים. תא בלבלב שמפריש אנזימים מלא ER מחוספס. תא שריר הלב מלא מיטוכונדריות. ראו "אברוני התא".

ארבע דרכים לשנות צורה

השורה האחרונה היא לא תקלה. שינוי צורה מבוקר הוא אחת הדרכים העיקריות של התא להדליק ולכבות חלבונים.

איפה זה תופס אתכם

• הוספת פוספט אינה מוטציה. החומצה האמינית נשארת אותה חומצה, ורק "מלבישים" עליה קבוצה. המבנה הראשוני לא משתנה
• באנמיה חרמשית ההמוגלובין עדיין קושר חמצן. הבעיה היא שהתא נעשה נוקשה ומתפרק בנימים
• מבנה רביעוני אינו קשר פפטידי בין שרשראות. השרשראות נשארות נפרדות, ופועלות כקומפלקס

בדיקה עצמית

1. אם שני חלבונים זהים ברצף חומצות האמינו, מה אפשר לומר על הצורה שלהם?
2. למה אנזים שעבר דנטורציה מפסיק לזרז את התגובה?
3. מה ההבדל בין שינוי צורה בפן לבין שינוי צורה בהחלקה כימית?
4. למה הוספת פוספט נחשבת לבקרה ולא לנזק?

תשובות.

1: הם יתקפלו לאותו מבנה מרחבי. המבנה הראשוני קובע את השלישוני.

2: המגיב צריך להתאים מרחבית לאזור באנזים (מנעול ומפתח). כשהקיפול אבד, האזור הזה כבר לא קיים בצורה הנכונה.

3: בפן הקשרים בין האזורים בקרטין נפתחים זמנית, ומים מחזירים את הצורה. החלקה כימית שוברת אותם, והם לא נוצרים מחדש.

4: היא הפיכה ומבוקרת. היא משנה את צורת החלבון בלי לשנות את הרצף, ומשמשת מתג להפעלה ולכיבוי.

חשיבה מדעית

תכליתנות מול סיבתיות

המבחן הפשוט: אם במשפט על אבולוציה מופיע "כדי ש", הוא כנראה תכליתני. מדענים מתנסחים כך לפעמים ("התא רוצה"), אבל זה ניסוח, לא הסבר.

מחזור המחקר

תצפית ← שאלה ← השערה ← תחזית ← ניסוי ← תוצאות ← וחוזר חלילה

הפרכה

ניסוי טוב הוא ניסוי שיכול להראות שטעיתי. אם כל תוצאה אפשרית "תומכת" בהשערה, הניסוי לא בודק כלום.

אותן תצפיות יכולות להתאים לשני הסברים. הצוואר של הג'ירפה: הגעה לעצים גבוהים, או קרבות בין זכרים. כדי להבחין צריך ניסוי שתוצאתו תהיה שונה בין ההסברים. במקרה הזה: להשוות צוואר של זכרים ונקבות באותו משקל גוף.

ביקורת עמיתים

1. המאמר נשלח לכתב עת
2. העורך שולח אותו לשניים או שלושה מדענים מהתחום
3. הם מבקשים עוד ניסויים, או מציעים הסבר אחר
4. אחרי הפרסום כל אחד יכול להפריך או להרחיב

תאוריה מדעית תמיד פתוחה לתיקון. לפעמים ניסוי חדש מפיל אותה, לפעמים הוא מרחיב אותה.

תאוריית התא כדוגמה

בדיקה עצמית

1. "הצמח פיתח קוצים כדי שלא יאכלו אותו." מה הבעיה, ואיך מתקנים?
2. למה ניסוי שיכול רק לאשש השערה הוא ניסוי חלש?
3. איזה היגד של תאוריית התא שולל בריאה ספונטנית?

תשובות.

1: המשפט תכליתני. ניסוח סיבתי: צמחים שנולדו במקרה עם קוצים נאכלו פחות, השאירו יותר צאצאים, והתכונה התפשטה.

2: כי הוא לא יכול להראות שההשערה שגויה. הכוח של השיטה המדעית הוא באפשרות להפריך.

3: כל התאים מקורם בתאים קיימים.

מ-DNA לחלבון

שלושה תפקידים

שני השלבים

גן הוא אזור ב-DNA שמקודד לחלבון. לא כל ה-DNA הוא גנים: יש ביניהם אזורים שאינם מקודדים.

שעתוק בקצרה

• RNA פולימראז פותח בועית שעתוק בנקודת ההתחלה של הגן, מוסיף נוקלאוטידים לפי זיווג בסיסים, ונופל בנקודת הסיום
• בכל גן רק גדיל אחד משמש תבנית, ותמיד אותו גדיל
• על אותו גן רצים הרבה פולימראזים בבת אחת

הקוד הגנטי

• קודון: שלשת נוקלאוטידים ב-mRNA. כל קודון מתאים לחומצה אמינית אחת
• AUG הוא קודון ההתחלה, ומקודד למתיונין. יש שלושה קודוני עצירה
• 4³ = 64 צירופים: 61 לחומצות אמינו, 3 לעצירה. לכן לחומצה אמינית אחת יכולים להיות כמה קודונים, אבל לקודון יש תמיד חומצה אמינית אחת

שלושה סוגי RNA

תרגום בקצרה

הריבוזום מוצא את ה-AUG הראשון. ה-tRNA המתאים מביא מתיונין. ה-tRNA הבא מביא את החומצה האמינית הבאה, והריבוזום יוצר ביניהן קשר פפטידי. ה-tRNA הריק יוצא, והריבוזום מתקדם קודון. כך עד קודון העצירה.

הגברה: גן אחד ← הרבה mRNA ← מכל אחד הרבה חלבון. על כל mRNA יושבים הרבה ריבוזומים. ה-mRNA לא יציב, ומתפרק תוך דקות עד שעות.

זיווג בסיסים

למה זה עובד כחומר תורשתי: גדיל אחד מספיק כדי לבנות את המשלים. כך מתא אחד נוצרים שניים עם DNA זהה. וכך גם נבנה RNA לפי גדיל של DNA.

אותו DNA, תאים שונים

• בכל תאי הגוף אותו DNA, כי כולם באו מביצית מופרית אחת
• כל תא מבטא גנים אחרים. גן מקודד תמיד לאותו חלבון, אבל לא בכל תא הוא משועתק
• הביטוי קובע את זהות התא: אילו חלבונים יש בו, מה הוא יודע לעשות, מה נכנס ויוצא דרך הממברנה שלו
• רוב הבקרה בשלב השעתוק, כי אין טעם לבנות RNA ארוך שלא ישמש
• הביטוי משתנה עם הזמן: אות מבחוץ יכול לגרום לתא להתחיל לבטא גן חדש

דוגמה: באי-סבילות ללקטוז הגן לאנזים שמפרק לקטוז קיים ותקין. הוא פשוט לא מבוטא אצל מבוגרים.

כשמשהו משתבש

איפה זה תופס אתכם

• RNA אינו החומר התורשתי. הוא נבנה לפי ה-DNA ומשמש כתבנית לחלבון
• ההבדל בין תאים הוא בביטוי, ולא ב-DNA
• ב-RNA אין T. במקומו U
• לחומצה אמינית יכולים להיות כמה קודונים, לא להפך. לקודון אחד יש תמיד חומצה אמינית אחת

בדיקה עצמית

1. מה יהיה הרצף המשלים ב-DNA לגדיל ATTCG? ומה יהיה רצף ה-RNA שנבנה מולו?
2. למה רוב הבקרה על כמות החלבון היא בשלב השעתוק?
3. אדם עם אי-סבילות ללקטוז: האם יש לו מוטציה בגן? הסבירו.
4. ב-mRNA יש את הרצף AUG ואחריו עוד 299 קודונים, שהאחרון בהם הוא קודון עצירה. כמה חומצות אמינו יהיו בחלבון?
5. מה התפקיד של ה-tRNA, ומה מבטיח שהוא יביא את החומצה האמינית הנכונה?

תשובות.

1: DNA משלים: TAAGC. RNA: UAAGC.

2: כי השעתוק הוא השלב הראשון. אם עוצרים כבר שם, לא בונים RNA ארוך שלא ישמש לכלום.

3: לא. הגן קיים ותקין, אבל לא מבוטא בבגרות.

4: 299. קודון ההתחלה מתורגם למתיונין, ועוד 298 קודונים לחומצות אמינו. קודון העצירה לא מתורגם.

5: הוא מביא חומצה אמינית לריבוזום. האנטי-קודון שלו נצמד רק לקודון המשלים, ואנזים מיוחד מטעין עליו רק את החומצה האמינית שמתאימה לקודון הזה.

אברוני התא

פרוקריוט מול אאוקריוט

האברונים בטבלה אחת

ציטופלזמה = ציטוזול + אברונים. ציטוזול = התווך עצמו, בעיקר מים.

הדרך של חלבון מופרש

שלושה יעדים מהגולג'י: ממברנת התא, הפרשה החוצה, ליזוזומים. חלבון בלי הרצף בהתחלה נשאר בציטוזול.

מבנה התא לפי מה שהוא עושה

הרעיון של "מבנה קובע תפקוד" מהרצאה 1, ברמה של תא שלם:

מיטוכונדריה וכלורופלסט: אנדוסימביוזה

איפה זה תופס אתכם

• לפרוקריוטים יש ריבוזומים וממברנה. מה שאין להם זה גרעין ואברונים מוקפי ממברנה
• הריבוזום אינו אברון. הוא לא מוקף ממברנה, והוא נמצא בכל התאים
• ה-ER והגולג'י אינם מחוברים. ביניהם עוברות בועיות. ה-ER כן המשכי לממברנת הגרעין
• גם לצמחים יש מיטוכונדריות. הכלורופלסט בונה סוכר, והמיטוכונדריה מפיקה ממנו ATP
• לפי ההשערה, המיטוכונדריה היא בקטריה שנבלעה. התא שבלע אותה היה קרוב לארכיאה

בדיקה עצמית

1. אילו שלושה מבנים יש גם בפרוקריוטים וגם באאוקריוטים?
2. חלבון קולטן צריך להגיע לממברנת התא. דרך אילו אברונים הוא עובר?
3. למה חשוב שהאנזימים של הליזוזום יישארו בתוכו?
4. מה ההבדל בין אנדוציטוזה לפגוציטוזה?
5. למה לכל האאוקריוטים יש מיטוכונדריה, אבל רק לצמחים יש כלורופלסט?

תשובות.

1: ממברנת תא, ריבוזומים ו-DNA (וגם ציטופלזמה).

2: הוא מתורגם על ריבוזום שמעוגן ל-ER המחוספס, עובר בבועית לגולג'י, ומשם בבועית לממברנת התא, ונשאר בה.

3: הם מפרקים כל חלבון, בלי להבחין בין חלבון של חיידק לחלבון של התא. מחוץ לליזוזום הם יהרסו את התא.

4: פגוציטוזה היא סוג של אנדוציטוזה: הכנסה של משהו גדול, אפילו תא שלם.

5: המיטוכונדריה נכנסה קודם, לתא שממנו התפתחו כל האאוקריוטים. הכלורופלסט נכנס מאוחר יותר, רק לשושלת שממנה התפתחו הצמחים.

דוגמאות מהחיים

אלה לא תרגילים של הקורס. הדוגמאות עצמן הוזכרו בהרצאה, והפירוק לנושאים נכתב כאן.

1. אנמיה חרמשית

מה קורה: כדוריות הדם האדומות מקבלות צורת חרמש, מתפרקות, ויש מחסור בהן.

הרצאות: 1.

מה לשים לב: ההמוגלובין עדיין קושר חמצן. הנזק הוא בגמישות של התא.

2. אי-סבילות ללקטוז

מה קורה: אחרי מוצרי חלב יש גזים ואי נוחות.

הרצאות: 1.

מה לשים לב: זו לא מוטציה, וזו לא אלרגיה. אלרגיה לחלב היא תגובה של מערכת החיסון לחלבון שבחלב.

3. כבד שומני

מה קורה: הצטברות של שומן בתאי הכבד, לאורך חודשים ושנים.

הרצאות: 1.

מה לשים לב: סביב טיפת השומן יש שכבה אחת, כי יש מים רק מצד אחד. בקרום התא יש שתיים.

4. ביצה, פן והחלקה

מה קורה: חלבון ביצה מתקשה בחימום. שיער חלק אחרי פן חוזר להיות מתולתל אחרי הרטבה. אחרי החלקה כימית, לא.

הרצאות: 1.

מה לשים לב: בשלושתם הרצף לא משתנה. משתנה רק המבנה המרחבי.

5. אבקת כביסה עם אנזימים

מה קורה: אבקה שמנקה כתמים בטמפרטורה נמוכה.

הרצאות: 1.

מה לשים לב: אבקת הכביסה אינה יצור חי. יש בה חלבונים, ולא תאים.

6. הדרך של אינסולין מהגן אל הדם

מה קורה: אחרי ארוחה, תאים בלבלב מפרישים אינסולין לדם.

הרצאות: 1, 2.

מה לשים לב: גם הקולטן לאינסולין עבר כמעט את אותה דרך, אבל בסוף נשאר תקוע בממברנה של התא שלו, במקום לצאת.

7. מקרופאג בולע חיידק

מה קורה: תא של מערכת החיסון בולע חיידק ומפרק אותו.

הרצאות: 1, 2.

מה לשים לב: בסרטון שהוצג בהרצאה 2, החיידק סומן בחלבון זוהר בירוק, והירוק נעלם כשהחלבון פורק. זו בדיוק דנטורציה: בלי המבנה המרחבי, החלבון מאבד את התפקוד שלו, כאן את הזוהר.

דף עזר

תאוריית התא

1. התא הוא היחידה הבסיסית של מבנה ותפקוד
2. כל היצורים החיים בנויים מתא אחד או יותר
3. כל התאים מקורם בתאים קיימים
4. פעילות האורגניזם היא סך פעילות התאים

מאפייני החיים

המאקרומולקולות

חלבון

DNA ו-RNA

שעתוק: בניית RNA לפי DNA (RNA פולימראז), בגרעין. תרגום: בניית חלבון לפי mRNA, על ריבוזום.

הקוד הגנטי ותרגום

פרוקריוט ואאוקריוט

אברונים

סוכרים

שומנים

מילון מונחים

סיכום הקורס

הרצאה אחרי הרצאה

ההרצאות הבאות עוד לא סוכמו. העמוד יתעדכן כשההקלטות שלהן יעלו.

שלושה רעיונות שחוזרים

1. מבנה קובע תפקוד

רצף חומצות האמינו קובע את הקיפול, והקיפול קובע מה החלבון יכול לעשות. ככה עובדים אנזימים (מנעול ומפתח), ככה נוצרת אנמיה חרמשית, וככה התא מדליק ומכבה חלבונים עם קבוצת פוספט. אותו היגיון חוזר בתאית לעומת עמילן: אותן חוליות, מבנה אחר, תפקיד אחר.

2. מים מארגנים את התא

התא הוא סביבה מימית. מה שהידרופובי מסתתר מהמים, ומה שהידרופילי פונה אליהם. מזה נובעים הליבה של חלבון מקופל, טיפת השומן והממברנה בשכבה כפולה.

3. מידע זורם מ-DNA לחלבון

ה-DNA הוא ההוראות, ה-RNA המתווך, החלבון המבצע. בהרצאה 2 זה קיבל מנגנון: RNA פולימראז משעתק, הריבוזום קורא קודונים, ו-tRNA מביא חומצות אמינו. כל התאים בגוף נושאים אותו DNA, וההבדל ביניהם הוא באילו גנים מבוטאים, ולכן גם באילו אברונים יש להם בשפע.

והשיטה

מאחורי כל אלה עומדת השיטה המדעית: תצפית, השערה, ניסוי שיכול להפריך, ותאוריה שנשארת פתוחה לתיקון. ובלי "כדי ש": הסבר סיבתי, ולא תכליתני.