כמה תותים, מיקסר וסבון כלים – ותוכלו להפיק במו ידיכם את החומר התורשתי שבלעדיו לא ייתכנו חיים כפי שאנו מכירים אותם

בניסוי הזה נפריד באמצעים ביתיים את החומר התורשתי – ה-DNA – משאר חלקי התא, נגלה איך הוא נראה ואפילו נוכל לגעת בו. מומלץ להיעזר במבוגר בעת ביצוע הניסוי. כל מה שצריך זה כמה תותים ולרסק אותם היטב בדרך הנכונה. רוצים גם להנדס אותו? אולי בפעם הבאה!
מומלץ להיעזר במבוגר בעת ביצוע הניסוי!

ציוד

  • תותי שדה (אפשר להשתמש גם באפונה קפואה, תרד, נבט חיטה, בננות, כבד ועוד – אך תותים יתנו את התוצאה הכי יפה)

  • בלנדר, מיקסר או מעבד מזון. מי שאין לו, יכול להשתמש במזלג ולמעוך באמצעותו את התותים למעיין מחית (פירה)

  • משפך

  • בד (פד) גזה או חיתול בד לסינון

  • מסננת קטנה (לא הכרחי, אפשר להשתמש גם במשפך)

  • כפית

  • נוזל לשטיפת כלים

  • אלכוהול 96% (אפשר לרכוש באגף המשקאות החריפים בכל סופרמרקט גדול). יש להחזיק אותו במקפיא ארבע שעות לפחות לפני הניסוי

  • 3 כוסות זכוכית

  • קיסם ארוך או שיפוד עץ (אפשר להשתמש גם בידית דקה של כפית)

מהלך הניסוי

את מהלך הניסוי אפשר לראות בסרטון הבא:

הערות: 

1. כאמור, אם אין לכם מעבד מזון בבית, תוכלו למעוך את התותים למעין מחית באמצעות מזלג.

2. מומלץ להמתין כחמש דקות אחרי הוספת הסבון למחית התות, כדי לאפשר המסה טובה של קרומי התאים וקבלת תוצאות טובות יותר. הסבר ראו בהמשך.

3. האלכוהול חייב להיות קר מאוד – יש להניח אותו במקפיא למשך לפחות ארבע שעות מראש לפני הניסוי. בשונה ממים, האלכוהול לא מתפשט בהקפאה, כך שאין סכנה שהבקבוק יתפוצץ במקפיא.

הסבר

מולקולות ה-DNA נמצאות במרכזו של כמעט כל תא חי. מבחינה כימית מדובר בפולימר, כלומר מולקולה שמורכבת מהרבה ("פולי" ביוונית) יחידות ("מר") שמחוברות יחדיו עשרות אלפי פעמים. אצל יצורים חיים רבים מולקולת DNA אחת מורכבת ממאות מיליוני יחידות (בסיסים) מחוברות יחדיו.

ה-DNA מקודד בתוכו את כל המידע הדרוש לתפקודו של התא, ובעקיפין גם לקיומו של היצור שבו התא נמצא. למעשה, לכל יצור חי יש DNA ייחודי שמאפיין רק אותו, וגם לכל פרט חי (למשל לכל אדם ואדם בכדור הארץ) יש DNA ייחודי לו בלבד, פרט לתאומים זהים שהחומר התורשתי שלהם זהה.

הקרום הדק (ממברנה) שמקיף את כל התאים החיים מורכב בעיקר ממולקולות של שומן, שמגינות על תוכן התא ומבודדות את תכולתו מהסביבה שלו. ברוב התאים ה-DNA מצוי בגרעין – רכיב במרכז התא, שמבודד מסביבתו באמצעות עוד קרום שומני. כלומר, אם אנחנו רוצים להפריד את ה-DNA מתאים חיים, עלינו להמס את הקרום שלהם, וגם את קרום הגרעין.

בשלב הראשון של הניסוי אנחנו מפרידים את התאים בצורה מכנית על ידי להבי המיקסר. בשלב השני אנחנו מוסיפים סבון כלים (דטרגנט) כדי להמס את קרומי התאים ואת קרומי הגרעינים שבתוכם וכך לחלץ את ה-DNA מהתא ולהמיס אותו במים.

בשלב האחרון אנחנו מוסיפים לתמיסה אלכוהול קר, שמשקע את מולקולות ה-DNA מהתמיסה המימית וחושף אותן עבורנו. אלכוהול הוא חומר קצת פחות קוטבי ממים, ולכן לפי כללי המסיסות של חומרים הוא אינו מסוגל כמעט להמיס בתוכו את DNA, שהיא מולקולה מאוד מקוטבת. לכן הוספת האלכוהול גורמת ל"שיקוע" (היפרדות מהתמיסה). ככל שטמפרטורת האלכוהול נמוכה יותר, כך מסיסות ה-DNA באלכוהול נמוכה יותר, ויותר DNA ישקע, ובצורה ברורה יותר לעין. לכן עדיף להשתמש באלכוהול קר.

מבחינה כימית, כשה-DNA מומס במים הוא יוצר איתם קשרי מימן. כשאנחנו מוסיפים אלכוהול לתמיסה, המים יוצרים קשרי מימן איתו במקום עם ה-DNA. לכן מולקולות ה-DNA נצמדות זו לזו ונפרדות מהתמיסה בנקודת המגע שבין האלכוהול למים. קירור האלכוהול לטמפרטורה נמוכה מפחית עוד יותר את יכולת ההמסה שלו. כמו כן, הטמפרטורה הנמוכה עוצרת את פעולת אנזימי הפירוק בתאים, שתפקידם לפרק את ה-DNA לאבני הבניין שלו. כך מולקולות החומר התורשתי נשארות גדולות ושלמות.

מומלץ להשתמש לניסוי דווקא בתותים, גם בגלל הבדלי הצבע הניכרים בינם לבין ה-DNA וגם מפני שה-DNA בגרעיני תאי התות מופיע בשמונה העתקים, כך שהתא מכיל די הרבה חומר תורשתי.

מעניין לציין

מולקולת ה-DNA נראית דומה לנזלת, רוק, ריר, ריבה או דייסה. זה בעצם המראה האופייני של פולימר מומס (למחצה), והוא נובע מכך שהשרשראות המולקולריות הארוכות כולאות ביניהם מעט ממולקולות הממס (מים) בדיוק כמו חלב שנהיה סמיך כשמכינים ממנו דייסה מעמילן.

תודה לד"ר עינת שפרינצק שהביאה לידיעתי את הניסוי, לד"ר מיכל סטולרסקי בן-נון שסייעה לי להתאים את הניסוי לאמצעים ביתיים ולד"ר אושרית נבון שהסכימה להציג את הניסוי בסרטון בהתראה קצרה.

 

53 תגובות

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    מיקרוסקופ אור לא מספיק

    היי איריס
    במיקרוסקופ אור אי אפשר לראות את הסליל של המולקולות ד.נ.א. - אפילו לא במיקרוסקופ אלקטרונים. זה פשוט קטן מדי. את התאים רואים בקושי במיקרוסקופ, אז הד.נ.א. שהוא קטן ב-4 סידרי גודל, ברור שלא ניתן לראות (כמו לראות גולה שנמצאת בתוך איצטדיון כדורגל (שמדמה את התא)).
    אם תוסיפי צבע - מיוחד יש סיכון שהוא יתפס בד.נ.א - אבל זה לא יראה מיוחד במיוחד - רק גושים של צבע, כמו שרואים לפני ההגדלה.

    ד"ר אבי סאייג וד"ר מיכל סטולרסקי בן-נון
    מכון דוידסון לחינוך מדעי
    מכון ויצמן למדע

     

  • אלי

    כל הכבוד על העשייה, עלו והמשיכו!!

    הלוואי ואני הייתי גודל בסביבה המכילה מאגר ענק, אינטרקטיבי ונגיש למדע כמו שיש באתר :)

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    כיף לקרוא

    תודה רבה. שמחתי לקרוא את תגובתך.
    אבי

  • עמודים