The genes you don't get from your parents (but can't live without) - Devin Shuman

תרגום: Ido Dekkers עריכה: zeeva livshitz

Inside our cells, each of us has a second set of genes

בתוך התאים שלנו, לכל אחד מאיתנו יש סט גנים שני

completely separate from the 23 pairs of chromosomes

לגמרי נפרד מ 23 הזוגות של הכרומוזומים

we inherit from our parents.

שאנחנו יורשים מההורים שלנו.

And this isn’t just the case for humans—

וזה לא רק לבני אדם --

it’s true of every animal, plant, and fungus,

זה נכון לכל חיה, צמח, ופטריות,

and nearly every multicellular organism on Earth.

וכמעט כל אורגניזם רב תאי בכדור הארץ.

This second genome belongs to our mitochondria,

הגנום השני הזה שייך למיטוכונדריה,

an organelle inside our cells.

אברון בתוך התאים שלנו.

They’re not fully a part of us, but they’re not separate either—

הם לא לגמרי חלק מאיתנו, אבל הם גם לא נפרדים --

so why are they so different from anything else in our bodies?

אז למה הם כל כך שונים מכל דבר אחר בגוף שלנו?

Approximately 1.5 billion years ago,

לפני בערך 1.5 מיליארד שנה,

scientists think a single-celled organism engulfed the mitochondria’s ancestor,

מדענים חושבים שאורגניזם חד תאי עטף את האבות המיטוכונדריים,

creating the predecessor of all multicellular organisms.

ויצר את האב של כל האורגניזמים הרב תאיים.

Mitochondria play an essential role:

מיטוכונדריה משחקת תפקיד חיוני:

they convert energy from the food we eat and oxygen we breathe

היא ממירה אנרגיה מאוכל שאנחנו אוכלים וחמצן שאנחנו נושמים

into a form of energy our cells can use, which is a molecule called ATP.

לצורה של אנרגיה בה התאים יכולים להשתמש, שהיא מולקולה שנקראת ATP.

Without this energy, our cells start to die.

בלי האנרגיה הזו, התאים שלנו יתחילו למות.

Humans have over 200 types of cells,

לאנשים יש יותר מ 200 סוגים של תאים,

and all except mature red blood cells have mitochondria.

ולכולם חוץ מתאי דם אדומים בוגרים יש מיטוכונדריה.

That’s because a red blood cell’s job is to transport oxygen,

זה בגלל שהעבודה של תאי דם אדומים היא להוביל חמצן,

which mitochondria would use up before it could reach its destination.

בו המיטוכונדריה היתה משתמשת לפני שהוא יכול להגיע ליעד שלו.

So all mitochondria use oxygen and metabolites to create energy

אז כל המיטוכונדריה משתמשת בחמצן והופכת אותו כדי ליצור אנרגיה

and have their own DNA,

ויש לה DNA משלה,

but mitochondrial DNA varies more across species than other DNA.

אבל DNA מיטוכונדרי שונה יותר בין מינים מ DNA אחר.

In mammals, mitochondria usually have 37 genes.

ביונקים, למיטוכונדריה יש בדרך כלל 37 גנים.

In some plants, like cucumbers, mitochondria have up to 65 genes,

בכמה צמחים, כמו מלפפונים, למיטוכונדריה יש עד 65 גנים,

and some fungal mitochondria have only 1.

ולמיטוכונדריה של פטריות מסויימות יש רק 1.

A few microbes that live in oxygen-poor environments

נראה שכמה מיקרובים שחיים בסביבות דלות חמצן

seem to be on the way to losing their mitochondria entirely,

בדרך לאבד את המיטוכונדריה שלהם לגמרי,

and one group, oxymonad monocercomonoides, already has.

וקבוצה אחת, אוקסימונד מונוסרקומונידים, כבר איבדה.

This variety exists because mitochondria are still evolving,

המגוון הזה קיים בגלל שהמיטוכונדריה עדיין מתפתחת,

both in tandem with the organisms that contain them,

גם יחד עם האורגניזם שמכיל אותה,

and separately, on their own timeline.

וגם בנפרד, בקו זמן משלה.

To understand how that’s possible,

כדי להבין איך זה אפשרי,

it helps to take a closer look at what the mitochondria inside us are doing,

זה עוזר להביט מקרוב במה שהמיטוכונדריה בתוכנו עושה,

starting from the moment we’re conceived.

החל מהרגע שאנחנו נוצרים.

In almost all species, mitochondrial DNA is passed down from only one parent.

ברוב המינים, DNA מיטוכונדרי מועבר רק מהורה אחד.

In humans and most animals, that parent is the mother.

באנשים וברוב החיות, ההורה הזה הוא האם.

Sperm contain approximately 50 to 75 mitochondria in the tail,

זרע מכיל בערך 50 עד 75 מיטוכונדריה בזנב,

to help them swim.

כדי לעזור בשחיה.

These dissolve with the tail after conception.

אלו מתמוססים עם הזנב אחרי ההתעברות.

Meanwhile, an egg contains thousands of mitochondria,

בינתיים, ביצית מכילה אלפי מיטוכונדריה,

each containing multiple copies of the mitochondrial DNA.

כל אחת מכילה עותקים מרובים של ה DNA המיטוכונדרי.

This translates to over 150,000 copies of mitochondrial DNA

זה מתרגם ליותר מ 150,000 עותקים של DNA מיטוכונדרי

that we inherit from our mothers,

שאנחנו יורשים מאימותינו,

each of which is independent and could vary slightly from the others.

כל אחד עצמאי ויכול להיות שונה מעט מאחרים.

As a fertilized egg grows and divides,

כשביצית מופרה גדלה ומתחלקת,

those thousands of mitochondria are divvied up into the cells

אלפי המיטוכונדריה האלו מחולקים לתאים

of the developing embryo.

של העובר המתפתח.

By the time we have differentiated tissues and organs,

עד הזמן שיש לנו רקמות ואיברים מובחנים,

variations in the mitochondrial DNA are scattered at random throughout our bodies.

מגוון של DNA מיטוכונדרי מפוזרים באופן אקראי ברחבי הגוף.

To make matters even more complex,

כדי להפוך את העניינים למורכבים יותר,

mitochondria have a separate replication process from our cells.

למיטוכונדריה יש תהליך שיכפול נפרד מהתאים שלנו.

So as our cells replicate by dividing, mitochondria end up in new cells,

אז כשהתאים שלנו משתכפלים על ידי התפצלות, מיטוכונדריה מגיעה לתאים חדשים,

and all the while they’re fusing and dividing themselves,

וכל הזמן הם מתאחים ומפצלים את עצמם,

on their own timeline.

בזמן שלהם.

As mitochondria combine and separate,

כשמיטוכונדריה משתלבת ומתחלקת,

they sequester faulty DNA or mitochondria that aren’t working properly for removal.

הם סופחים DNA פגום או מיטוכונדריה שלא עובדת טוב לפינוי.

All this means that the random selection of your mother’s mitochondrial DNA

כל זה אומר שהמגוון האקראי של הDNA המיטוכונדרי מאמכם

you inherit at birth

שאתם יורשים בלידה

can change throughout your life and throughout your body.

יכול להשתנות במהלך חייכם וברחבי הגוף.

So mitochondria are dynamic and, to a degree, independent,

אז מיטוכונדריה היא דינמית, וברמה מסויימת, עצמאית,

but they’re also shaped by their environments: us.

אבל היא גם מעוצבת על ידי הסביבה שלה: אנחנו.

We think that long ago,

אנחנו חושבים שמזמן,

some of their genes were transferred to their host’s genomes.

חלק מהגנים שלה עברו לגנום של המארח.

So today, although mitochondria have their own genome

אז היום, למרות שלמיטוכונדריה יש גנום משלה

and replicate separately from the cells that contain them,

והיא משתכפלת עצמאית מהתאים שמכילים אותה,

they can't do this without instruction from our DNA.

היא לא יכולה לעשות זאת בלי הוראות מה DNA שלנו.

And though mitochondrial DNA is inherited from one parent,

ולמרות שה DNA המיטוכונדרי נורש מההורה שלנו,

the genes involved in building and regulating the mitochondria

הגנים המעורבים בבניין וניטור המיטוכונדריה

come from both.

מגיעים משנייהם.

Mitochondria continue to defy tidy classification.

מיטוכונדריה ממשיכה להתנגד למיון מסודר.

Their story is still unfolding inside of each of our cells,

הסיפור שלה עדיין מתגלה בתוך כל אחד מהתאים שלנו,

simultaneously separate and inseparable from our own.

באותו זמן נפרד ובלתי נפרד משלנו.

Learning more about them can both give us tools

למידה נוספת עליה יכולה גם לתת לנו כלים

to protect human health in the future, and teach us more about our history.

כדי להגן על בריאות האדם בעתיד, וללמד אותנו יותר על ההסטוריה שלנו.