סולם מפותל
DNA הוא מולקולה בצורת סולם שפותל לספירלה: הסליל הכפול. שני המוטות של הסולם הם שרשראות ארוכות של סוכר ופוספט, זהות לכל אורכן. השלבים הם החלק המעניין. כל שלב הוא זוג של מולקולות קטנות יותר שנקראות בסיסים, אחת מחוברת לכל מוט, והן נפגשות באמצע.
ארבע אותיות
יש רק ארבעה בסיסים, ובדרך כלל כותבים אותם באות הראשונה של שמם: A, T, G ו־C. הם מזדווגים לפי כלל נוקשה. A תמיד נמצא מול T, ו־G תמיד נמצא מול C. אף שלב אינו A עם G, או T עם C.
הכלל הזה הוא כל הסוד של המולקולה. קראו את האותיות לאורך מוט אחד, ותקבלו הודעה. קראו את המוט השני, ותקבלו את אותה הודעה בצורה משלימה, כי כל אות קובעת את בת הזוג שלה. בקטע DNA שכתוב בו ATGGC בצד אחד, חייב להיות כתוב TACCG בצד השני.
שני סוגי הזוגות אינם שווים לגמרי. זוג A–T מוחזק יחד בשני קשרי מימן, וזוג G–C בשלושה. קטעים עשירים ב־G וב־C קשים יותר להפרדה, וזה חשוב למנגנון שצריך לפתוח את הסליל.
נסו: העלו את זוגות G–C עד 80%, ואז הדגישו G–C. ספרו את השלבים שנדלקים. עכשיו הורידו אותם ל־20% ועשו אותו דבר.
פותחים ומשכפלים
לפני שתא מתחלק, הוא צריך לשכפל את ה־DNA שלו. הטריק נובע ישירות מכלל הזיווג. אנזים פותח את הסליל באמצע כמו רוכסן ומפריד את השלבים, כך שכל מוט נושא שורה של בסיסים בלי בני זוג. אחר כך כל מוט משמש תבנית: אנזים לוקח בסיסים חופשיים שצפים בתא ומצמיד כל אחד לבן הזוג שלו, A ל־T ו־G ל־C, ומוט חדש נבנה לאורך כל מוט ישן.
התוצאה היא שני סלילים במקום שהיה אחד, וכל אחד מהם חציו ישן וחציו חדש. גררו מסליל כפול אל שוכפל כדי לראות את זה קורה: הגדילים נפרדים החל מקצה אחד, ועל כל אחד מהם גדל גדיל חדש שמשלים אותו.
מאותיות לתכונות
גן הוא קטע של ההודעה, לרוב באורך אלפי אותיות, שאומר לתא איך לבנות חלבון אחד. חלבונים עושים כמעט הכול בתא: הם יוצרים את המבנה שלו, מאיצים את הכימיה שלו ונושאים את האותות שלו. סדר האותיות בגן קובע את סדר אבני הבניין בחלבון שלו, וזה מצדו מעצב את מה שהחלבון מסוגל לעשות.
ה־DNA שלכם ארוז בארבעים ושש חבילות שנקראות כרומוזומים, חצי מכל הורה. זו הסיבה שאתם חולקים תכונות עם שניהם, ושאחים, שכל אחד מהם מקבל חצי אחר מכל הורה, דומים זה לזה בלי להיות זהים.
טעויות ומגוון
שכפול של שלושה מיליארד אותיות אינו מושלם. מדי פעם אות מוחלפת, נשמטת או מוכפלת. רוב המוטציות האלה לא משנות שום דבר מורגש, חלקן מזיקות, ומעטות ונדירות מועילות. לאורך דורות רבים, השינויים המועילים והנדירים האלה הם חומר הגלם שהאבולוציה עובדת איתו. אותה מולקולה ששומרת על יציבות ההודעה מאפשרת לה גם להשתנות לאט.