داستان پیچش DNA - جودیت HAUCK

مارمولک‌ها و ملخ‌ها، کرم‌ها و هندوانه‌ها، فیل‌ها وباکتری اشرشیا کُلی، انسان و قارچ. همه‌شان در شکل و کارکرد بسیار متفاوتند. اما به طور شگفت‌انگیزی در چگونگی تعیین شکل و کارکردشان یکسان هستند. نخست، همه‌ی این موجودات زنده از یک یا تعداد بیشتری سلول ساخته شده‌اند، و هر سلولِ هر موجود زنده بر روی زمین همه‌ی اطلاعاتی را دربرمی‌گیرد که لازمست تا بتونه خودش را تولید کند، تکثیر کند و در نوع خودش تفاوت پدید بیاره. این اطلاعات در یک مولکول مضاعفِ بسیار طولانی اما نسبتا ساده ذخیره شده به نام دی اِن اِی، یا دئوکسی‌ریبو نوکلئیک‌ اسید. و دی اِن اِی هر موجود زنده از زنجیره‌ای از چهار مولکول کوچک‌تر ساخته شده به نام نوکلئوتید. چیزی که تفاوت میان انسان و قارچ را تحمیل می‌کند توالی این نوکلئوتیدها در زنجیره‌ی طولانی دی اِن اِی است. چهار بخش منحصر به فرد نوکلئوتید، به نام پایه‌ها، از تعداد کمی اتم کربن، اکسیژن، هیدروژن، نیتروژن و فسفر ساخته شده، و مولکول چیزی شبیه اینه. و هرکدام از این چهار پایه به یک مولکول همسان به عنوان ستون اصلی چسبیده‌‌اند، یک شکر به نام دئوکسی‌ریبوز - "دی" در دی اِن اِی - و یک گروه فسفات. بگذارید این نوکلئوتیدها را ساده‌سازی کنیم و آنها را به این شکل نشان بدیم. خب، یک رشته از نوکلئوتیدها که توسط مولکول‌های شکر مشترک به هم پیوند خورده‌اند چیزی شبیه این هستند. و مولکول دی اِن اِی، یعنی جایی که این رشته‌ها ذخیره می‌شن به این شکل درمیاد. اما یک مولکول ساده چطور شکل و کارکرد میلیون‌ها گونه‌ی زنده‌ی متفاوت را تعیین می‌کند؟ می‌تونید دی اِن اِی را به عنوان یک کتابخانه‌ی بزرگ از اطلاعات تصور کنید، اطلاعاتی که تنها و تنها برای یک چیز به کار میان: سامان دادن ساختمان مولکول‌های متفاوت پروتئین. و این پروتئین‌ها هستند که سلول‌‌ها را می‌سازند و آنها را وا می‌دارند که به فعالیت و تغییر و تکثیر ادامه دهند. این همان جایی‌ست که واژه‌ی آشنای "ژن" وارد می‌شه. اگر دی اِن اِی یک کتابخانه از اطلاعات باشد، هر ژن یک کتاب در این کتابخانه‌ست. یک ژن یک پاره از مولکول دی اِن اِی است. بگذارید فرض کنیم که بدن شما نیاز به پروتئین خاصی مانند انسولین دارد. برای به دست‌ آوردنش، برخی از سلول‌های شما از راه جریان خون یک پیام پروتئینی به سلول‌های لوزالمعده، جایی که انسولین ساخته می‌شه، مخابره می‌کند. این پیام پروتئینی به دیگر پروتئین‌های درون هسته‌ی سلول می‌گه که بخشی از مارپیچ دوگانه‌ی دی اِن اِی را بشکافند، بخشی به نام ژن انسولین، و شروع به ساختن پروتئین‌های انسولین کنند. به محض این‌که انسولین کافی تولید شد، یک پیام پروتئینی دیگر به سلول‌های لوزالمعده می‌رسد که می‌گه ساختن انسولین را متوقف کنند. این مانند جستجو کردن یک کتاب درباره‌ی انسولین در کتابخانه‌ی دی اِن اِی و سپس بازگرداندن آن پس از پایان کارتان ‌ست. در دی اِن اِی ژن‌هایی برای چیزهای آشکار و ناپیدایی‌ست که بدن شما را دربرگرفته، مانند ژن‌هایی برای رنگ چشم، رنگ‌دانه‌‌های پروتئینی، برای رنگ پوست، برای رنگ مو، برای آغاز و پایان رشد استخوان، برای گروه خونی، برای اینکه چندتا انگشت یا بازو یا پا دارید، برای پروتئین‌هایی که طول عمر شما را تحت تاثیر قرار می‌دن. دی.اِن.اِی شما میان ۲۵هزار تا ۴۰هزار ژن را در برمی‌گیرد، درحالی‌که دی اِن اِی یک کرم یا گیاه یا پشه‌ی میوه دربردارنده‌ی حدود ۱۲هزار تا ۲۰هزار ژن‌ست. برخی از این ژن‌ها توالی‌های کاملا متفاوتی از نوکلئوتید‌های شما دارند، و بعضی مشابه ژن‌های شما هستند. با اینکه این به ندرت رخ می‌ده، توالی نوکلئوتیدهای شما می‌تونه تغییر کند. این تغییر نتیجه‌ای از تخریب خودبخودی یا محیطی است که ممکن‌ست جایگاه یک نوکلئوتید را دگرگون یا حذف کند. این می‌تونه ژن‌ِ درگیر را تغییر بده، و سپس می‌تونه پروتئین را تغییر بده. بیشتر این تغییرات، که جهش نام دارد، تاثیرات بسیار اندکی بر موجود زنده یا فرزندان آن دارد. برخی دیگر نسبتا آسیب‌رسان‌ست، و تعداد کمی می‌تونه باعث بشه که موجود زنده بهتر به محیط زندگی‌اش خو کند. این تغییرات کوچک در توالی‌های ژن دی اِن اِی، در طی میلیون‌ها سال رخ داده، که می‌تونه تفاوت‌هایی را میان موجودات زنده، از مارمولک تا ملخ، از کرم تا هندوانه، فیل تا باکتری اشرشیا کُلی، و انسان تا قارچ پدید بیاره.