دی‌ان‌اِی: دستورالعملِ زندگی

دستورِ پختِ یک کیک فهرستی از کارهاست: چه چیزی را با چه ترتیبی مخلوط کنید. یک جاندار هم دستورالعمل لازم دارد، خیلی بیشتر، برای ساختنِ بدن و سرِ پا نگه داشتنش. این دستورها کجا نگه داشته می‌شوند و با چه زبانی نوشته شده‌اند؟

نردبانی پیچ‌خورده

دستورها در مولکولی به نامِ دی‌ان‌اِی (دنا) نگه داشته می‌شوند. در گیاهان و جانوران، دی‌ان‌اِی درونِ هسته است، مرکزِ فرماندهیِ یاخته (سلول).

دی‌ان‌اِی شبیه نردبانی است که مثلِ فنر پیچ خورده باشد. دانشمندان به این شکل مارپیچِ دوتایی می‌گویند: دو رشته‌ی بلند که دورِ هم پیچیده‌اند. پله‌های این نردبان از مواد شیمیایی‌ای به نامِ باز ساخته شده‌اند. فقط چهار نوع باز هست که با حرفِ اولِ نامشان شناخته می‌شوند: A (آدنین)، T (تیمین)، C (سیتوزین) و G (گوانین).^۱

هر پله دو باز است که به هم وصل شده‌اند و به آن جفت‌باز می‌گویند. جفت شدن همیشه یک‌جور است: A با T، و C با G. پس اگر یک طرفِ نردبان را بدانید، طرفِ دیگرش را هم می‌دانید. همین است که به یاخته امکان می‌دهد نسخه‌ای دقیق از دی‌ان‌اِی‌اش بسازد.^۱

پیامی بسیار بلند

ترتیبِ بازها در طولِ دی‌ان‌اِی همان پیام است. همان‌طور که حروفِ الفبا با ترتیب‌های مختلف هر کلمه‌ای را می‌سازند، A و T و C و G هم با ترتیب‌های مختلف دستورِ ساختنِ یک قارچ، یک درختِ بلوط یا یک آدم را می‌نویسند.

یک دستِ کاملِ دی‌ان‌اِیِ انسان حدود ۳ میلیارد جفت‌باز دارد.^۲ اگر هر ثانیه یک حرف بخوانید، فقط خواندنِ یک طرفِ آن حدود ۹۵ سال طول می‌کشد. و تقریباً هر یاخته‌ی بدنتان دو دستِ کامل از آن دارد: یکی از مادر و یکی از پدر.^۳

شکلِ دی‌ان‌اِی چطور پیدا شد

در اوایلِ دهه‌ی ۱۹۵۰ چند دانشمند برای کشفِ شکلِ دی‌ان‌اِی با هم رقابت می‌کردند. در کالجِ کینگز لندن، روزالیند فرانکلین و دانشجویش ریموند گاسلینگ پرتو ایکس را از رشته‌های دی‌ان‌اِی عبور دادند. در ماهِ مه ۱۹۵۲، پس از حدود ۱۰۰ ساعت نوردهی، عکسِ معروفی گرفتند که امروز «عکس ۵۱» نامیده می‌شود. نقشِ ضربدری‌شکلِ آن نشانه‌ی یک مارپیچ است.^۴

در ژانویه‌ی ۱۹۵۳، موریس ویلکینز، که او هم در کالجِ کینگز کار می‌کرد، «عکس ۵۱» را بی‌آن‌که فرانکلین خبر داشته باشد به جیمز واتسون نشان داد. واتسون و فرانسیس کریک در کمبریج از گزارشی منتشرنشده هم استفاده کردند که اندازه‌گیری‌های فرانکلین در آن بود. آن‌ها با این شواهد مدلِ مارپیچِ دوتایی را ساختند و آوریلِ ۱۹۵۳ منتشرش کردند، در همان شماره‌ی مجله‌ی نیچر که مقاله‌ای از فرانکلین و گاسلینگ هم در آن بود.^۴۵

واتسون، کریک و ویلکینز در ۱۹۶۲ جایزه‌ی نوبل گرفتند. فرانکلین در ۱۹۵۸، در ۳۷ سالگی، از دنیا رفته بود و نوبل به کسی که درگذشته داده نمی‌شود.^۴

خودتان امتحان کنید

یک رشته‌ی دی‌ان‌اِی با ده حرف از A و T و C و G بنویسید، مثلاً A T T C G A C G T A. حالا زیرش رشته‌ی جفتش را بنویسید و قاعده‌ی جفت شدن را رعایت کنید (A با T، و C با G). همان کاری را با دست کرده‌اید که یاخته هر بار هنگامِ نسخه‌برداری از دی‌ان‌اِی‌اش می‌کند.

واژه‌های این درس

• دی‌ان‌اِی - مولکولی که دستورِ ساختن و گرداندنِ جاندار را در خود دارد
• مارپیچِ دوتایی - شکلِ دی‌ان‌اِی: دو رشته که مثلِ نردبانی فنری دورِ هم پیچیده‌اند
• باز - هر یک از چهار «حرفِ» شیمیاییِ دی‌ان‌اِی: A، T، C و G
• جفت‌باز - دو باز که در عرضِ نردبان به هم وصل‌اند: A با T، یا C با G

ایده‌ی اصلی

دی‌ان‌اِی نردبانی پیچ‌خورده با چهار حرف است، و ترتیبِ این حرف‌ها کتابِ دستورِ زندگی است.