לדלג לתוכן

פורטל:ביולוגיה

מתוך המכלול, האנציקלופדיה היהודית

רענון הפורטל כיצד אוכל לעזור?    

ביולוגיה הוא ענף של המדע, העוסק בהרכבו של עולם החי, במקור החיים, ברבגוניותם, בהתנהגותם של היצורים החיים, וביחסי הגומלין בינם ובין סביבתם.

המילה "ביולוגיה" היא הלחם בין המילים היווניות: "βίος" (ביוס), שמשמעותה חיים, ו-"λόγος" (לוגוס), שמשמעותה תורה או מחקר). המונח הוגדר לראשונה על ידי חוקרי הטבע ז'אן-בפטיסט דה לאמארק וגוטפריד ריינהולד טרוויראנוס בתחילת המאה ה-19.

כיום, ביולוגיה אינה נתפסת כתחום יחיד, אלא כמסגרת המאגדת מספר רב של דיסציפלינות העוסקות בתופעות הקשורות לחיים וליצורים חיים, בשל היותה תחום רחב היקף. החלוקה לפי סוג האורגניזם, שהייתה נהוגה בעבר, אחראית לתחומים כגון בוטניקה - חקר הצמחים, ומיקרוביולוגיה - חקר המיקרואורגניזמים; אך ניתן לחלק את תחומי הביולוגיה גם לפי קנה המידה של התופעות הנחקרות: למשל, ביולוגיה מולקולרית עוסקת ברמת המולקולה, פיזיולוגיה עוסקת ברמת האורגניזם, ואילו אקולוגיה עוסקת ברמת קבוצות אורגניזמים וביחסיהם עם הסביבה.

כיום נחשבת הביולוגיה לאחד מענפי המדע המרכזיים. יותר ממיליון מאמרים מתפרסמים בתחום מדי שנה, וסוגיות מרכזיות בתחום, למשל הנדסה גנטית, ניצבות הן בחזית המחקר המדעי והן בעין הסערה של הדיון הציבורי.

פרדריק סנגר הוא ביוכימאי אנגלי, חתן פרס נובל לכימיה לשנת 1958 ופרס נובל לכימיה לשנת 1980. בשנת 1955 קבע סנגר את הרצף המלא של חומצות האמינו בחלבון האינסולין, וזאת על ידי חשיפת האינסולין לאנזים טריפסין שחתך את האינסולין למקטעים. בעזרת שיטות שונות של כרומטוגרפיה הוא הפריד את המקטעים על פי מסיסותם ומטענם החשמלי. מקטעי האינסולין נעו לכיוונים שונים על פי תכונותיהם כאשר הופעל עליהם שדה חשמלי. הפרדה זאת יצרה דפוס קבוע וייחודי לאותו חלבון, אותו הוא כינה "טביעות האצבע" של החלבון, כיוון שבדומה לטביעות אצבע של בני אדם, כל חלבון מניב בשיטה זו דפוס ייחודי. על ידי קביעת רצף המקטעים קבע סנגר שלחלבון רצף קבוע ומדויק של חומצות אמינו, כלומר הוא הוכיח כי לחלבונים יש מבנה מוגדר, תגלית שזיכתה אותו בפרס נובל הראשון שלו לכימיה בשנת 1958.
בשנת 1975 פיתח סנגר שיטה לריצוף DNA וכעבור שנתיים השתמש בה כדי לקבוע את רצף בסיסֶי הגנום של נגיף הבקטריופאג'. זאת הייתה הפעם הראשונה שגנום שלם מופה בהצלחה, וזו הייתה אבן דרך חשובה בהתקדמות של המדע לעבר מיפוי הגנום האנושי. תרומתו לקביעת רצפי הבסיסים בחומצות גרעין זיכתה אותו ואת וולטר גילברט בפרס נובל השני שלו לכימיה בשנת 1980. בשנת 1982 סנגר פרש מן המחקר, אך עד מותו ב-2013 עזר לחוקרים בעזרת הידע הנרחב שלו בנושא הגנום שבמחקריהם.

ציור של שקיעה בחוף שנעשה באמצעות חיידקים זוהרים פלואורסצנטית.
ציור של שקיעה בחוף שנעשה באמצעות חיידקים זוהרים פלואורסצנטית.

ציור של שקיעה בחוף שנעשה באמצעות חיידקים זוהרים פלואורסצנטית. שימוש בחלבונים פלואורסצנטים הפך בשנים האחרונות לאחת משיטות המחקר החשובות ביותר בתחום הביולוגיה המולקולרית. על גילוי ופיתוח השימוש בחלבונים אלו ניתן פרס נובל לכימיה לשנת 2008.

מבנה קנה הנשימה
מבנה קנה הנשימה

קנה הנשימה מתפצל לשני סמפונות המתפצלים בשנית ובשלישית, שוב ושוב, כעשרים ואף עשרים וחמש פעמים עד שהם מסתיימים בנאדיות הריאה. הגדילה המעריכית במספרם מסתכמת בכשלוש מאות מיליון נאדיות ששטח הפנים המשותף שלהן, בו נעשה חילוף גזים עם האוויר, משתווה בגודלו למגרש טניס.

תורשת תסמונת אלפורט בתאחיזה לכרומוזום X.
תורשת תסמונת אלפורט בתאחיזה לכרומוזום X.

תסמונת אלפורט היא ביטוי קליני של מספר פגמים גנטיים הגורמים למחלה קשה הגורמת לאובדן הדרגתי של תפקודי הכליות, עד לאי-ספיקת כליות סופית. בדרך כלל, הביטוי הראשוני הוא המטוריה - הימצאות דם בשתן. קיימות פגיעות גם בשמיעה ובראייה. התסמונת פוגעת באדם אחד מכל 5,000 עד 10,000 (היחס משתנה באוכלוסיות שונות).

התסמונת זוהתה לראשונה בשנת 1927 בבריטניה על ידי רופא משפחה יליד דרום אפריקה, ד"ר ססיל א. אלפורט (1880-1959). אלפורט תיאר משפחה ובה שלושה דורות שסבלו ממחלת כליות ומחירשות. הוא גילה שהסימן הראשון למחלה הוא דם בשתן (המטוריה), ולאחר מכן המחלה הולכת ומתגברת עם השנים. מאז התגלו עוד משפחות רבות שבהן הופיעה תסמונת דומה, ובשנת 1961 נקראה התסמונת על שם אלפורט.

לאחר שנים התגלה שתסמונת זו נגרמת עקב פגמים גנטיים שונים ברכיבים של קולגן מסוג 4 - Type IV Collagen - מרכיב חשוב ברקמות שונות, כולל בכליות.

מבעד למיקרוסקופ - מבט על תחום נבחר

ביוכימיה היא מדע החוקר התהליכים הכימיים באורגניזם. תחום הביוכימיה מהווה גשר בין הכימיה והביולוגיה וחוקרת כיצד תגובות כימיות יוצרות את מכלול התופעות והתהליכים המוכרים לנו כ"חיים". הוא עוסק במבנה ובתפקוד של רכיבי התא, כגון: חלבונים, סוכרים, ליפידים, חומצות גרעין ומולקולות נוספות שנוצרות ביצורים חיים. לביוכימיה נגיעה ואחיזה כמעט בכל תחום ביולוגי שהוא, כולל תחומים שנדמה כי הם רחוקים ממנה מאוד, כגון זואולוגיה. האטומים השונים המרכיבים את כל היצורים החיים; הקשרים הכימיים והכוחות הפועלים ביניהם; התרמודינמיקה והקינטיקה של תגובות כימיות בתא – נטייתם של חומרים להגיב דווקא עם חומרים מסוימים ולא עם אחרים; כל אלו עומדים בבסיסן של כל התופעות הביולוגיות באשר הן.
בתמונה: המבנה התלת ממדי של מיוגלובין, חלבון קטן, המשמש לצד ההמוגלובין לנשיאת חמצן בגופם של בעלי חיים.

רוצים לעזור? הנה כמה משימות שבהן אתם יכולים לתרום:
  • כתבו או תרגמו ערכים מבוקשים בתחום הביולוגיה. ברשימה זו תוכלו גם להוסיף ערכים שלדעתכם חסרים.
  • כאן אפשר למצוא ערימה של קצרמרים בנושא ביולוגיה שרק מחכים שירחיבו אותם.
  • ישנם ערכים שאי אפשר שיישארו במצבם הנוכחי וצריך לעבור עליהם ולתקן אותם בהקדם, ראו מסגרת "ערכים דורשי שיפור".
  • מסגרות התוכן של הפורטל צריכות את עזרתכם! ישנם עוד תחומים, תאוריות, אישים ונושאים מעניינים עליהם ניתן לכתוב!

מצאו ערכים לשיפור בנושא ביולוגיה: לשכתובלעריכהלהשלמהקצרמריםחדשיםדורשי מקורלפישוט

בלי תמונה (יש לגלול את המסך כלפי מטה)