פון לאואה חזר לגרמניה בתחילת 1946. הוא חזר להיות המנהל בפועל של המכון לפיזיקה על שם הקיסר וילהלם שהועבר מברלין לגטינגן. באותה שנה הוחלט לשנות את שם המוסד למכון מקס פלאנק לפיזיקה (Max-Planck Institut für Physik). פון לאואה הצטרף כפרופסור אורח לאוניברסיטת גטינגן. בנוסף לחובותיו כמורה וכמנהל, עסק פון לאואה בכתיבת הספר "תאוריה של מוליכות העל" (Theorie der Supraleitung), ערך מחדש את ספרו על עקיפה באמצעות אלקטרונים "Materiewellen und ihre Interferenzen", והכרך הראשון מבין שניים על יחסות. ביולי 1946, ארבעה חודשים בלבד לאחר ששוחרר ממעצרו באנגליה, חזר פון לאואה אליה על מנת להשתתף בכנס הבינלאומי על קריסטלוגרפיה שבו הוחלט על הקמת האיגוד הבינלאומי לקריסטלוגרפיה. הזמנה זו הייתה אות כבוד לפון לאואה בהיותו הגרמני היחיד שהוזמן.
לאחר המלחמה הייתה עבודה רבה בהקמתו ובארגונו מחדש של המחקר המדעי הגרמני. פון לאואה השתתף במאמץ זה במספר תפקידי מפתח. ב-1946 יזם את הקמת חברת הפיזיקה הגרמנית (Deutsche Physikalische Gesellschaft) באזור הכיבוש הבריטי בלבד, משום שהמועצה לפיקוח של בנות הברית (Allied Control Council המוסד השלטוני של כוחות הכיבוש) לא התירה בתחילה לארגונים לפעול מעבר לגבולות אזורי הכיבוש. במהלך המלחמה פוזר המכון הפיזיקלי-טכני של הרייך. פון לאואה פעל בין השנים 1946 ל-1948 לאיחוד המכון מחדש לרוחב שלושה אזורי כיבוש והקמתו במבנים חדשים בבראונשוויג. באותה הזדמנות גם שונה שם המכון למכון הפדרלי הפיזיקלי-טכני (Physikalisch-Technische Bundesanstalt), אבל ניהול המכון בידי גרמניה בפועל נדחה עד הקמת הרפובליקה של מערב גרמניה ב-23 במאי 1949. סביב שנת 1948 התבקש פון לאואה על ידי נשיא החברה הפיזיקלית האמריקנית (American Physical Society) לדווח על מצב הפיזיקה בגרמניה. הדו"ח של פון לאואה התפרסם ב"כתב-העת האמריקני לפיזיקה" (American Journal of Physics) ב-1949. ב-1950 השתתף פון לאואה בהקמת "Verband Deutscher Physikalischer Gesellschaften" (איגוד החברות הגרמניות לפיזיקה), שבעבר היו מסונפים ל"חברה הפיזיקלית של צפון מערב גרמניה" (Nordwestdeutsche Physikalische Gesellschaft).
באפריל 1951 התמנה פון לאואה למנהל "מכון מקס פלאנק לכימיה פיזיקלית ואלקטרוכימיה" (Max-Planck Institut für physikalische Chemie und Elektrochemie). ב-1953 שינה המכון את שמו על פי בקשתו של פון לאואה ל"מכון פריץ הבר לכימיה פיזיקלית ואלקטרוכימיה של חברת מקס פלאנק (Fritz Haber Institut für physikalische Chemi und Elektrochemie der Max-Planck Gesellschaft). פון לאואה נשא במשרת מנהל המכון עד פרישתו ב-1958, אבל המשיך לעסוק במחקר באופן פעיל. שנה אחר-כך נערכה לכבוד יום הולדתו ה-80 חגיגה בברלין-דאלם. בערוב ימיו סבל פון לאואה מהתקפי דיכאון וחש כאילו עמיתיו המדענים והשלטונות הצבאים רודפים אותו, אך תמיד הצליח להתגבר בהצלחה על התקפים אלו ורכש מחדש את חוש ההומור ושמחת החיים שאפיינו אותו.
ב-8 באפריל 1960, כשפון לאואה בן ה-80 נהג ברכבו בדרכו למעבדתו שבברלין, התנגש בו אופנוען שקיבל רישיון נהיגה יומיים בלבד קודם לכן. האופנוען נהרג במקום ומכוניתו של פון לאואה התהפכה. פון לאואה נפצע בהתהפכות ו-16 יום אחר כך ב-24 באפריל מת מחמת הפציעות.
חייו האישיים.
ב-1910, כשלאואה היה "פּריוַוטדוֹצֶנט" במכון לפיזיקה עיונית שבאוניברסיטת מינכן (LMU), הוא נשא לאישה את מגדלנה דגן (Magdalene Degen), שהייתה צעירה ממנו ב-12 שנים. לזוג נולדו שני ילדים.
בזמן חופשותיו מהאקדמיה אהב פון לאואה לשוט, לרכוב על אופניים, ולגלוש בסקי. לאואה אהב לטייל בהרים עם חבריו מהאקדמיה, אומנם לא היה מטפס הרים, אבל הוא נהנה לתור את הקרחונים בהרי האלפים. פון לאואה גם אהב את הספורט המוטורי, הוא היה נוהג להגיע להרצאות תחילה כאופנוען ואחר־כך במכונית, כשהוא נוסע במהירות גבוהה במיוחד, אבל עד ההתנגשות שקיפחה את חייו לא היה מעורב מעולם בתאונות. הוא לא עסק ישירות באמנות, אך התעניין בתחומי אמנות שונים בייחוד במוזיקה קלאסית. פון לאואה היה אדם דתי מאוד. הוא ביקש שעל המצבה שתונח על קיברו תהיה ההצהרה כי מת כשהוא בוטח לחלוטין ברחמי האל.
שעתוק (ביולוגיה)
שעתוק (על פי המינוח התקני: תעתוק; באנגלית: Transcription, לעיתים בתעתיק לעברית: טרנסקריפציה) הוא תהליך בביולוגיה של התא שבו מולקולת RNA מיוצרת לפי תבנית של מולקולת DNA.
תהליך השעתוק, המתרחש בתאיהם של כל הייצורים החיים, הוא התהליך המייצר את תוצרי הגנים. תוצר גן יכול להיות פעיל כמולוקולת RNA, או לעבור תהליכים נוספים שיהפכו אותו לחלבון.
בתהליך יצירת חלבון, שעתוק הוא שלב הביניים המקשר בין תבנית ה-DNA ובין החלבונים הבונים את התא. השעתוק הוא שלב מקדים לתהליך התרגום, שבו ה-RNA משמש כתבנית ליצירת חלבון. השעתוק מתבצע על ידי האנזים RNA פולימראז.
תיאור כללי של התהליך.
בתהליך השעתוק, מולקולת RNA חדשה מסונתזת על גבי תבנית של מולקולת DNA קיימת. בדומה לתהליך שכפול ה-DNA, הגדיל החדש נוצר על פי עקרון זיווג הבסיסים, שבו אדנין נקשר לאורציל (בשונה מתימין ב-DNA) וגואנין נקשר לציטוזין. כך נוצר רצף של נוקלאוטידים שהוא גדיל ה-RNA; כל נוקלאוטיד ב-RNA מזווג לנוקלאוטיד ב-DNA, לפי הרצף. הרצף של ה-RNA, אם כן, הוא רצף משלים לרצף תבנית ה-DNA שלפיה נוצר (למעט החלפת הנוקלאוטיד תימין ב-אורציל).
ה-DNA מורכב מגדיל כפול. בתחילת השעתוק נפרם הגדיל הכפול ורק אחד הגדילים משמש תבנית ליצירת ה-RNA. גדיל זה קרוי גדיל התבנית; הגדיל השני, שאינו מתועתק, קרוי הגדיל המקודד (שכן הרצף שלו זהה לרצף ה-RNA, מלבד העובדה שהוא מכיל תימין במקום אורציל). גדיל ה-RNA מסונתז, כמקובל בכתיב הגנטי, מקצה ה-'5 ועד לקצה ה-'3. גדיל התבנית של ה-DNA מסודר בצורה הפוכה, מ-'3 ועד ל-'5.
בניגוד לתהליך שכפול ה-DNA, תהליך השעתוק אינו מכיל מנגנון תיקון, ולכן מידת האמינות שלו נמוכה יותר ויש סבירות גבוהה יותר לטעויות בשעתוק. עם זאת, מכיוון שמשך זמן החיים של מולקולות ה-mRNA קצר מאוד (בין חצי דקה לשתי דקות), הסיכוי שטעות בתהליך תגרום נזק משמעותי לתא הוא נמוך. מולקולות ה-mRNA מתחלפות פעמים רבות במהלך חיי התא, ולכן טעות באחת מהן תגרום לנזק זמני בלבד, אם בכלל.
מולקולת ה-RNA אשר נוצרת בתהליך השעתוק מכונה, פעמים רבות, תעתיק (באנגלית: Transcript).
שלבי התהליך.
תהליך השעתוק מתחלק לשלושה שלבים עיקריים: אתחול, התארכות וסיום.
אתחול.
בחיידקים מורכב האנזים RNA פולימראז ממספר יחידות. "אנזים הליבה" בנוי מארבע תת-יחידות: שתי תת-יחידות α (אלפא), אחת β (בתא) ואחת 'β. האנזים השלם (ההולואנזים) כולל יחידה נוספת: σ (סיגמא), הקרויה לעיתים "גורם סיגמא".
ליבת אנזים לבדה מסוגלת לבנות גדיל RNA לפי תבנית ה-DNA. למרות זאת, גורם הסיגמא חיוני לשעתוק מוצלח, שכן הוא מסייע לאנזים להיקשר ל-DNA בתחילתם של גנים. הודות לכך לא מתבצעים שעתוקים אקראיים לכל אורך הגנום אלא רק מתחילתם של גנים ועד סופם. ההולואנזים (אנזים הליבה וגורם הסיגמא) נצמדים לפני השעתוק לאזור המצוי לפני תחילת הגן והקרוי קדם (פרומוטר). כל המקדמים בתאים פרוקריוטיים מכילים רצפים מסוימים של נוקלאוטידים, אותם מסוגל גורם הסיגמא לזהות.
אנזימי RNA פולימראז נקשרים למקומות אקראיים ב-DNA בכל העת. לאחר קשירתם הם משוטטים לאורך גדיל ה-DNA עד שהם מגיעים לקדם, אזי הם נעצרים ומתחילים את השעתוק. בתחילת השעתוק נפרמת המולקולה הדו-גדילית של ה-DNA. בקדם קיים רצף קטן המכיל תימין ואדנין בלבד; הרצף קרוי תיבת TATA. תימין נקשר לאדנין בשני קשרי מימן בלבד (לעומת שלושה קשרי מימן בין גואנין לציטוזין), כך שתיבת ה-TATA מאפשרת פרימה קלה יחסית של ה-DNA, תוך השקעה מינימלית של אנרגיה.
טרם קישור האנזים ל-DNA נקשרים גורמי שעתוק לרצפים שונים בקדם ועוזרים בגיוס הפולימראז. קיימת העדפה לכך שהנוקלאוטיד הראשון בגדיל ה-RNA החדש יהיה אדנין או גואנין. לאחר שעתוק של כעשרה בסיסים ניתק גורם הסיגמא מהאנזים והמשך השעתוק מתבצע בלעדיו. לעיתים מתבצע שעתוק הולך וחוזר של גדילים קצרים בני עשרה נוקלאוטידים, אשר נפלטים אל חלל התא ונהרסים מאוחר יותר; דבר זה מתרחש עד שגורם הסיגמא מצליח להינתק מהאנזים. גורם הסיגמא, עקב האפיניות הרבה שלו לקדם, מונע מהאנזים לצאת מהקדם ולהמשיך בשעתוק. שלב האתחול מסתיים "רשמית" עם ייצורו של גדיל RNA בן לפחות 12 נוקלאוטידים.
שעתוק נוסף של אותו גן או אופרון (על ידי מולקולות נוספות של RNA פולימראז) מתרחש לעיתים קרובות. לאחר שהאנזים מפנה את הקדם נקשר אל האחרון אנזים נוסף ומתחיל בייצור גדיל חדש של RNA.
התארכות.
האנזים מתקדם על גבי תבנית ה-DNA ולכל בסיס בתבנית מביא לקשירת נוקלאוטיד משלים, לפי כללי זיווג הבסיסים. הנוקלאוטידים המרחפים בחלל התא או הגרעין מגיעים אל האנזים בצורת NTP (כלומר, נוקלאוטיד בעל שלוש קבוצות זרחה). כל נוקלאוטיד שנוסף מתחבר לגדיל ה-RNA ההולך ומתארך באמצעות קשר פוספודיאסטרי. חלבונים נוספים הקרויים גורמי התארכות חיוניים לתהליך.
סיום.
ידועים שני מנגנונים לסיום (בלועזית: טרמינציה) תהליך השעתוק. בשניהם מתרחשת האטה של תנועת ה-RNA פולימראז על גבי ה-DNA. ההאטה מתרחשת ברצפים מסוימים ב-DNA הקרויים אתרי סיום או טרמינטורים:
בקרה.