עבור לתוכן

עבור לתוכן העניינים

שאלה 3

מניין באו הוראות ההפעלה?‏

מניין באו הוראות ההפעלה?‏

מה קובע את המראה החיצוני שלך?‏ לפי מה נקבע צבע עיניך,‏ שערך ועורך?‏ ומה לגבי גובהך,‏ מבנה גופך או מידת הדמיון שלך להוריך?‏ מה גורם לקצות אצבעותיך להיות רכים מצידם האחד ולהצמיח ציפורניים קשיחות ומגינות מצידם השני?‏

בימיו של צ׳ארלס דרווין היו התשובות לשאלות האלה אפופות מסתורין.‏ דרווין עצמו הוקסם מהדרך שבה תכונות מועברות מדור לדור,‏ אך הוא ידע מעט מאוד לגבי חוקי התורשה,‏ ואף פחות מכך לגבי המנגנונים בתא האחראים על התורשה.‏ אולם מאז הקדישו ביולוגים עשרות שנים לחקר גנטיקת האדם וללימוד הוראות ההפעלה המפורטות המצויות במולקולה המדהימה הנקראת דנ״א (‏חומצה דֶאוֹקסיריבּוֹנוּקלֵיאית)‏.‏ כמובן,‏ השאלה הגדולה היא:‏ מניין באו הוראות ההפעלה הללו?‏

מה טוענים מדענים רבים?‏ ביולוגים רבים ומדענים אחרים סבורים שהדנ״א והוראות ההפעלה המוצפנות שבו נוצרו כתוצאה מאירועים אקראיים לא מכוונים שהתרחשו במשך מיליוני שנים.‏ הם טוענים שאין הוכחה לתכנון כלשהו במבנה של המולקולה הזו,‏ במידע שהיא מכילה ומעבירה הלאה ובאופן תפקודה.‏17

מה אומר המקרא?‏ לפי המקרא היווצרות איברי גופנו השונים — ואפילו תזמון היווצרותם — קשורים שניהם למעין ספר שמקורו באלוהים.‏ שים לב כיצד תיאר זאת דוד המלך כשאמר על אודות אלוהים:‏ ”עיניך ראוני עוד בהיותי עובר;‏ בספרך נכתבו כל איבריו באשר לימים שבהם נוצרו,‏ בטרם היה קיים אחד מהם” (‏תהלים קל״ט:‏16‏)‏.‏

מה חושפות הראיות?‏ אם תיאוריית האבולוציה נכונה,‏ צריכות להיות הוכחות סבירות לכך שהדנ״א מסוגל להיווצר כתוצאה מסדרת אירועים אקראיים.‏ אם מה שכתוב במקרא נכון,‏ צריכות להיות הוכחות מוצקות לכך שהדנ״א הוא תוצר של תכנון תבוני מאורגן.‏

כשדנים בנושא הדנ״א במושגים פשוטים,‏ הוא די מובן ואפילו מרתק.‏ אם כן,‏ נוכל לערוך סיור נוסף בפנים התא.‏ אך הפעם נבקר בתא אנושי.‏ דמיין לעצמך שאתה הולך למוזיאון הממחיש איך תא כזה פועל.‏ המוזיאון כולו הוא דגם של תא אנושי טיפוסי — אך מוגדל פי 000,‏000,‏13.‏ גודלו הוא כשל אצטדיון ענק בעל 000,‏70 מקומות.‏

אתה נכנס למוזיאון ומתבונן בתדהמה במקום המופלא הזה,‏ שכולו מלא בצורות ומבנים משונים.‏ ליד מרכז התא ניצב הגרעין,‏ מבנה עגול בגובה בניין בן כ־20 קומות,‏ ואתה ניגש לשם.‏

‏”פלא הנדסי” — כיצד ארוז הדנ״א:‏ אריזת הדנ״א בגרעין היא פלא הנדסי — כמו לארוז 40 קילומטר של חוט דקיק בתוך כדור טניס

אתה נכנס דרך פתח במעטפת החיצונית,‏ או הקרום,‏ של הגרעין,‏ ומסתכל סביב.‏ המאפיין העיקרי באולם הזה הוא 46 כרומוזומים.‏ הם מאורגנים בזוגות זהים,‏ בגבהים שונים.‏ הצמד הקרוב אליך הוא בגובה של בניין בן כ־12 קומות ‏(‏1)‏‏.‏ לכל כרומוזום יש אזור צר ליד מרכזו,‏ ולכן הוא אולי נראה כמו נקניקיות המחוברות זו לזו,‏ אך הוא עבה כמו גזע עץ גדול.‏ אתה רואה כל מיני רצועות מלופפות על הכרומוזומים.‏ כשאתה מתקרב,‏ אתה רואה שכל רצועה אופקית מחולקת לפסים אנכיים.‏ ביניהם יש פסים אופקיים קצרים יותר ‏(‏2)‏‏.‏ האם אלו מדפי ספרים?‏ לא;‏ אלו הקצוות החיצוניים של לולאות הארוזות בטורים צפופים.‏ אתה מושך אחת מהן והיא משתחררת.‏ אתה נדהם לראות שהלולאה מורכבת מלולאות קטנות יותר,‏ ‏(‏3)‏ המאורגנות גם הן להפליא.‏ בתוך הלולאות האלו נמצא המרכיב העיקרי בכל המבנה הזה — משהו שדומה לחבל ארוך מאוד.‏ במה מדובר?‏

המבנה של מולקולה מדהימה

לשם הפשטות נתייחס לחלק הזה בדגם הכרומוזום כאל חבל.‏ עוביו הוא כ־5.‏2 סנטימטרים.‏ הוא מלופף בצפיפות סביב גלילים,‏ ‏(‏4)‏ המסייעים ליצור מבנה של לולאות בתוך לולאות.‏ הלולאות האלו מחוברות למעין פיגומים המקבעים אותן במקומן.‏ ליד המיצג תלוי שלט המסביר שהחבל ארוז בצורה יעילה מאוד.‏ אילו היית לוקח את החבל מכל אחד מן הכרומוזומים האלה ופורש אותו,‏ אורכו מקצה אחד לקצה השני היה מקיף כמחצית מכדור הארץ!‏ *

ספר מדעי אחד מכנה את שיטת האריזה היעילה הזו ”פלא הנדסי יוצא מן הכלל”.‏18 האם ההנחה שאף מהנדס לא תכנן את הפלא ההנדסי הזה נשמעת לך הגיונית?‏ אם במוזיאון הייתה חנות עצומה המוכרת מיליוני פריטים,‏ וכולם היו מסודרים יפה כך שאתה יכול למצוא בקלות כל פריט שאתה צריך,‏ האם היית מניח שאף אחד לא סידר את החנות?‏ מובן שלא!‏ אך הסדר בחנות זו פשוט בהשוואה לכך.‏

שלט אחר במוזיאון מזמין אותך לקחת בידיך חלק מהחבל ולהתבונן בו מקרוב ‏(‏5)‏‏.‏ כשאתה מעביר אותו בין אצבעותיך,‏ אתה רואה שלא מדובר בחבל רגיל.‏ הוא מורכב משני גדילים המלופפים יחד.‏ הגדילים מחוברים בעזרת מוטות קטנים שביניהם יש מרווחים שווים.‏ החבל נראה כמו סולם מפותל המזכיר מדרגות לולייניות ‏(‏6)‏‏.‏ פתאום אתה מבין שאתה מחזיק דגם של מולקולת הדנ״א — אחת מתעלומות החיים הגדולות ביותר!‏

מולקולת דנ״א בודדת הארוזה בצורה מופתית בעזרת גלילים ופיגומים מהווה כרומוזום.‏ שלבי הסולם מכונים זוגות בסיסים ‏(‏7)‏‏.‏ מה תפקידם?‏ מהי מטרת כל המבנה הזה?‏ שלט נוסף מסביר זאת בפשטות.‏

המערכת האולטימטיבית לאחסון מידע

השלט מסביר שהמפתח להבנת הדנ״א טמון בשלבים,‏ או במוטות,‏ המחברים את שני צידי הסולם.‏ דמיין לעצמך שהסולם מתפצל לשניים.‏ מכל צד של הסולם מזדקרים כעת מוטות חלקיים.‏ ישנם רק ארבעה סוגים.‏ המדענים מכנים אותם G ,T ,A ו־C. המדענים נדהמו לגלות שרצפים שונים של האותיות האלה מכילים מידע בדומה לקוד.‏

אתה אולי יודע שקוד מורס הומצא במאה ה־19 כדי לאפשר תקשורת באמצעות טלגרף.‏ קוד זה מורכב משתי ”אותיות” בלבד — נקודה וקו.‏ עם זאת,‏ ניתן ליצור באמצעותו אין־ספור מילים או משפטים.‏ הדנ״א,‏ לעומת זאת,‏ מורכב מקוד בן ארבע אותיות.‏ הרצף שבו מופיעות האותיות הללו — G ,T ,A ו־C — יוצר ”מילים” המכונות קודונים.‏ הקודונים יוצרים ”סיפורים” הקרויים גנים.‏ כל גן מכיל בממוצע 000,‏27 אותיות.‏ הגנים האלו והמקטעים הארוכים שביניהם מרכיבים מעין פרקים — הכרומוזומים השונים.‏ דרושים 23 כרומוזומים ליצירת ה”ספר” השלם — הגנום,‏ כלומר כלל המידע הגנטי של האורגניזם.‏ *

הגנום הוא ”ספר” ענק.‏ כמה מידע הוא מכיל?‏ בסך הכול הגנום האנושי מורכב מכשלושה מיליארד זוגות בסיסים,‏ או שלבים,‏ בסולם הדנ״א.‏19 תאר לעצמך סדרת אנציקלופדיות שבה כל כרך מכיל למעלה מאלף עמודים.‏ הגנום היה ממלא 428 כרכים כאלה.‏ אם נוסיף גם את ההעתק השני המצוי בכל תא,‏ נגיע ל־856 כרכים.‏ אילו היית צריך להקליד את הגנום בעצמך,‏ זו הייתה עבודה במשרה מלאה — ללא חופשות — במשך כ־80 שנה!‏

אך מה שהיה מתקבל מכל ההקלדה הזאת היה חסר ערך לגופך.‏ איך היית יכול להכניס מאות כרכים עבי כרס אל תוך כל אחד מ־100 טריליון תאיך הזעירים?‏ דחיסת כמות גדולה כל כך של מידע היא הרבה מעבר ליכולתנו.‏

פרופסור לביולוגיה מולקולרית ומדעי המחשב אמר:‏ ”גרם אחד של דנ״א,‏ שנפחו במצב יבש הוא כסנטימטר מעוקב,‏ יכול להכיל אותה כמות מידע כמו בטריליון תקליטורים בערך”.‏20 מה משמעות הדבר?‏ כאמור,‏ הדנ״א מכיל את הגנים,‏ כלומר את הוראות ההפעלה לבניית גוף אנושי ייחודי.‏ לכל תא יש מערכת שלמה של הוראות הפעלה.‏ כמות המידע שבדנ״א כה דחוסה שכפית אחת בלבד של דנ״א יכולה להכיל את ההוראות ליצירת פי 350 מאוכלוסיית העולם הנוכחית!‏ כמות הדנ״א הדרושה ליצירת שבעה מיליארד האנשים החיים כיום עלי אדמות בקושי תיצור שכבה דקיקה על גבי הכפית.‏21

ספר ללא מחבר?‏

גרם אחד של דנ״א יכול להכיל אותה כמות מידע כמו בטריליון תקליטורים

חרף הקדמה בתחום המזעור,‏ האדם לא הצליח לייצר מכשיר לאחסון מידע שאפילו מתקרב לקיבולת זו.‏ בכל זאת,‏ התקליטור הוא השוואה מתאימה.‏ חשוב על כך:‏ התקליטור אולי נראה מרשים בצורתו הסימטרית,‏ בפני השטח המבריקים שלו ובעיצובו היעיל.‏ ברור לנו שהוא נוצר בידי אנשים נבונים.‏ אבל מה אם יש בו מידע — לא נתונים סתמיים,‏ אלא הוראות מפורטות וברורות ליצירה,‏ תחזוקה ותיקון של מכונות מורכבות?‏ המידע הזה לא ממש משנה את משקלו או את גודלו של התקליטור.‏ אך הוא המאפיין החשוב ביותר שלו.‏ האם ההוראות הכתובות בו לא היו משכנעות אותך שחייב לעמוד מאחוריהן מתכנן תבוני?‏ האם מידע כתוב לא מצריך כותב?‏

לא מופרך להשוות את הדנ״א לתקליטור או לספר.‏ למעשה,‏ בספר אחד על הגנום נאמר:‏ ”ההשוואה של הגנום לספר היא אפילו לא מטפורה.‏ היא נכונה פשוטו כמשמעו.‏ ספר הוא אוסף של נתונים.‏.‏.‏ כך גם הגנום”.‏ הוא מוסיף ואומר:‏ ”הגנום הוא ספר מתוחכם ביותר,‏ מכיוון שבתנאים הנכונים הוא יכול גם להעתיק את עצמו וגם לקרוא את עצמו”.‏22 זה מביא אותנו למאפיין חשוב נוסף של הדנ״א.‏

מכונות בפעולה

כשאתה עומד במוזיאון השקט,‏ פתאום אתה תוהה אם גרעין התא באמת דומם כמו המוזיאון.‏ ואז אתה מבחין במיצג נוסף.‏ מעל תיבת זכוכית המכילה דגם של מקטע דנ״א מופיע השלט:‏ ”לחץ על הכפתור להדגמה”.‏ אתה לוחץ על הכפתור ושומע את ההסבר של הקריין:‏ ”לדנ״א יש לפחות שני תפקידים חשובים מאוד.‏ הראשון נקרא שכפול.‏ יש להעתיק את הדנ״א כדי שלכל תא חדש יהיה העתק שלם של אותו מידע גנטי.‏ צפה כעת בהדמיה”.‏

מאחת הדלתות בקצה המיצג יוצאת מכונה משוכללת ביותר.‏ היא למעשה מורכבת ממספר רובוטים המחוברים ביניהם.‏ המכונה מתקרבת אל הדנ״א,‏ נקשרת אליו ומתחילה לנוע לאורכו כמו רכבת על גבי מסילה.‏ היא נעה מהר מדי מכדי שתוכל לראות בדיוק מה היא עושה,‏ אבל אתה יכול להבחין שכעת מאחוריה יש שני חבלי דנ״א שלמים במקום אחד.‏

הקריין מסביר:‏ ”זהו דגם מפושט ביותר של מה שמתרחש כשהדנ״א משוכפל.‏ קבוצה של מכונות מולקולריות הנקראות אנזימים נעה על פני הדנ״א.‏ הן קודם כול מפצלות אותו לשניים,‏ ואחרי כן הן משתמשות בכל גדיל כתבנית ליצירת גדיל משלים חדש.‏ איננו יכולים להראות לך את כל שלבי התהליך — למשל,‏ את ההתקן הזעיר שמתקדם לפני מכונת השכפול וחותך את הדנ״א בצד אחד כדי שיוכל להסתלסל בחופשיות ולא להתפתל ולהתהדק יותר מדי.‏ גם לא נוכל להראות לך איך הדנ״א עובר ’‏הגהה’‏ מספר פעמים כדי לגלות ולתקן טעויות בדייקנות מדהימה” (‏ראה תרשים  למטה‏)‏.‏

הקריין ממשיך להסביר:‏”אך את מהירות התהליך נוכל להראות לך בבירור.‏ ודאי שמת לב שהרובוט נע בקצב די מהיר.‏ למעשה,‏ המכונה האנזימית האמיתית נעה לאורך ’‏מסילת’‏ הדנ״א בקצב של כ־100 שלבים,‏ או זוגות בסיסים,‏ בשנייה.‏23 אילו הייתה ה’‏מסילה’‏ בגודל של מסילת רכבת,‏ ה’‏מנוע’‏ הזה היה נע במהירות של למעלה מ־80 קילומטר לשעה.‏ בחיידקים נעות מכונות השכפול הזעירות הללו במהירות גבוהה פי 10!‏ בתא אנושי פועל צבא של מאות מכונות שכפול כאלה בנקודות שונות לאורך ’‏מסילת’‏ הדנ״א.‏ הן מעתיקות את הגנום כולו בשמונה שעות בלבד”‏24 (‏ראה התיבה ”‏ מולקולה שאפשר לקרוא ולהעתיק‏” בעמוד 20)‏.‏

‏”קריאת” הדנ״א

כעת עוזבות מכונות שכפול הדנ״א את הבמה,‏ ומופיעה מכונה אחרת.‏ גם היא נעה לאורך מקטע הדנ״א,‏ אך לאט יותר.‏ אתה רואה את חבל הדנ״א נכנס אל המכונה מצידה האחד ויוצא מהצד השני — ללא שינוי.‏ אך גדיל בודד חדש יוצא כעת מפתח אחר של המכונה,‏ כמו זנב שהולך ומתארך.‏ מה מתרחש כאן?‏

הקריין מסביר:‏ ”תפקידו השני של הדנ״א נקרא תעתוק (‏שעתוק)‏.‏ הדנ״א לעולם אינו עוזב את הגרעין המגונן עליו.‏ אם כן,‏ כיצד ניתן לקרוא ממנו את הגנים — המתכונים ליצירת כל החלבונים המרכיבים את גופך — ולהשתמש בהם?‏ ובכן,‏ המכונה האנזימית מוצאת נקודה לאורך הדנ״א שבה הופעל גן על־ידי סמנים כימיים שהגיעו מחוץ לגרעין התא.‏ אחרי כן היא משתמשת במולקולה הנקראת רנ״א (‏חומצה ריבּוֹנוּקלֵיאית)‏ ליצירת העתק של אותו הגן.‏ רנ״א נראה דומה מאוד במבנהו לגדיל בודד של דנ״א,‏ אך הוא שונה ממנו.‏ תפקידו לקחת את המידע המקודד בגנים.‏ הרנ״א מקבל את המידע כשהוא בתוך המכונה האנזימית,‏ אחרי כן הוא יוצא מהגרעין ועושה דרכו אל אחד הריבוזומים,‏ שם ישמש המידע לבניית חלבון”.‏

כולך נפעם בעודך מתבונן בהדמיה.‏ אתה מתרשם מאוד מהמוזיאון ומהתחכום של מי שתכננו ובנו את המכונות האלה.‏ אבל מה אם היה אפשר להפעיל את כל המיצגים במוזיאון,‏ ולהמחיש את אין־ספור המשימות המתרחשות בתא האנושי בו־זמנית?‏ איזה מחזה מרשים זה יכול היה להיות!‏

אך אתה מבין שכל התהליכים האלה למעשה מתבצעים ממש ברגע זה על־ידי מכונות מורכבות זעירות בכל 100 טריליון תאיך!‏ המידע בדנ״א שלך נקרא כדי לספק הוראות לבניית מאות אלפי החלבונים המרכיבים את גופך — אנזימים,‏ רקמות,‏ איברים ועוד.‏ בשנייה זו הדנ״א שלך מועתק ועובר בדיקה ותיקון טעויות כדי להכין מערכת הנחיות חדשה שתהיה זמינה לקריאה בכל תא חדש.‏

למה העובדות הללו חשובות?‏

נשאל שוב:‏ ’‏מניין באו הוראות ההפעלה?‏’‏ לפי המקרא,‏ ”הספר” הזה והמידע הכתוב בו נובעים ממחבר על־אנושי.‏ האם מסקנה זו מיושנת ולא מדעית?‏

חשוב על כך:‏ האם בני אדם יכולים בכלל לבנות את המוזיאון שתיארנו?‏ אם הם ינסו,‏ הם ייתקלו בקשיים רציניים.‏ הרבה מאוד פרטים לגבי הגנום האנושי ואופן תפקודו עדיין אינם מובנים לנו.‏ מדענים עדיין מנסים להבין היכן נמצאים כל הגנים ומהו תפקידם.‏ והגנים מהווים רק חלק קטן ממולקולת הדנ״א.‏ מה לגבי כל אותם מקטעים ארוכים שאינם מכילים גנים?‏ בעבר מדענים קראו לחלקים אלה ”דנ״א זבל”,‏ אך לאחרונה הם שינו את עמדתם.‏ ייתכן שחלקים אלה מווסתים את אופן והיקף השימוש בגנים.‏ וגם אם המדענים היו יכולים ליצור דגם שלם של דנ״א ושל כל המכונות שמעתיקות ובודקות אותו,‏ האם הם היו יכולים לגרום לו לתפקד כמו הדנ״א האמיתי?‏

המדען המפורסם ריצ׳רד פיינמן רשם את המשפט הזה על לוח זמן קצר לפני מותו:‏ ”את מה שאני לא יכול ליצור,‏ אני לא מבין”.‏25 צניעותו וכנותו מרעננות,‏ והצהרתו בהחלט נכונה לגבי הדנ״א.‏ המדענים אינם יכולים ליצור את הדנ״א ואת כל מכונות השכפול והתעתוק שלו,‏ וגם אינם יכולים להבין אותם לגמרי.‏ אולם כמה מהם קובעים שכל זה הופיע במקרה כתוצאה מתאונות לא מתוכננות.‏ האם הראיות שבחנת כעת באמת תומכות במסקנה זו?‏

מספר חוקרים הגיעו למסקנה שהראיות מלמדות אחרת.‏ לדוגמה,‏ פרנסיס קריק,‏ מדען שסייע בגילוי מבנה הסליל הכפול של הדנ״א,‏ הסיק שמולקולה זו יותר מדי מאורגנת מכדי שתיווצר על־ידי אירועים בלתי מתוכננים.‏ הוא העלה את הסברה שאולי יצורים תבוניים מן החלל החיצון שלחו דנ״א לכדור הארץ כדי לסייע לחיים להתחיל כאן.‏26

לפני זמן לא רב הפילוסוף הנודע אנטוני פלוּ,‏ שדגל באתאיזם במשך 50 שנה,‏ שינה את דעתו מן הקצה אל הקצה.‏ בגיל 81 הוא החל להצהיר שתבונה כלשהי הייתה חייבת להיות מעורבת ביצירת החיים.‏ מהי הסיבה לשינוי?‏ חקר הדנ״א.‏ לשאלה אם השקפתו החדשה תתקבל בהסתייגות על־ידי הקהילה המדעית,‏ לפי אחד הדיווחים הוא השיב:‏ ”חבל מאוד.‏ כל חיי פעלתי על־פי העיקרון.‏.‏.‏ [לפיו צריך] ללכת אחרי הראיות ואין זה משנה לאן הן מוליכות אותך”.‏27

מה דעתך?‏ לאן מוליכות הראיות?‏ תאר לעצמך שאתה מוצא בתוך מפעל חדר מחשבים.‏ המחשב המרכזי מריץ תוכנה ראשית מורכבת שאחראית על כל פעולות המפעל.‏ נוסף על כך,‏ התוכנה כל הזמן שולחת הוראות לגבי בנייה ותחזוק של כל המכונות במפעל,‏ יוצרת העתקים של עצמה ובודקת ומתקנת אותם.‏ לאור העובדות הללו,‏ מה היית מסיק:‏ שהמחשב והתוכנה יצרו את עצמם,‏ או שהם נוצרו בצורה מאורגנת על־ידי מישהו תבוני?‏ העובדות מדברות בעד עצמן.‏

^ 12 ס׳ הספר ביולוגיה מולקולרית של התא משתמש בהשוואה אחרת.‏ הוא מציין שלארוז את הגדילים הארוכים האלה בתוך גרעין התא זה כמו לארוז 40 קילומטר של חוט דקיק בתוך כדור טניס — אך בצורה יפה ומסודרת המאפשרת גישה קלה לכל חלקי החוט.‏

^ 18 ס׳ כל תא מכיל שני העתקים מלאים של הגנום,‏ סך הכול 46 כרומוזומים.‏