المحتوى
- مندل: بداية فهم الوراثة
- أساسيات الصفات الوراثية
- المندلية الميراث: الصفات المهيمنة والمتنحية
- الوراثة غير المندلية
- Codominance: أمثلة في الطبيعة
- أنواع الدم: مثال
- المزيد عن الهيمنة غير المكتملة مقابل الكودومينس
لم يكن حتى منتصف القرن التاسع عشر أن كان أي شخص يدير ما سيتبين أنه عمل قاطع لا يمكن دحضه في الآليات التي تقوم عليها الوراثة البشرية ، سواء على المدى القصير (ميراث، أو نقل السمات من الآباء إلى الأبناء) وعلى المدى الطويل (التطور ، أو التحولات في ترددات الأليل من مجموعات معينة على مئات أو آلاف أو حتى ملايين الأجيال).
في منتصف القرن التاسع عشر في إنجلترا ، كان عالم أحياء اسمه تشارلز داروين مشغولًا في الإعداد لنشر النتائج الرئيسية التي توصل إليها في الانتقاء الطبيعي و هبوط مع تعديل، المفاهيم التي هي الآن على رأس كل قائمة المصطلحات علماء الحياة ولكن في ذلك الوقت في أي مكان بين غير معروف ومثير للجدل.
مندل: بداية فهم الوراثة
في الوقت نفسه ، قام راهب نمساوي شاب يتمتع بخلفية تعليمية رسمية غنية بالعلوم ، وبعض الخبرة الجادة في مجال البستنة ، ومستوى خارق من الصبر يدعى غريغور مندل ، بدمج هذه الأصول لإنتاج عدد من الفرضيات والنظريات المهمة التي طورت علوم الحياة من خلال قفزة هائلة بين عشية وضحاها تقريبا ، من بينها قانون الفصل وقانون تشكيلة مستقلة.
مندل تشتهر بتقديم فكرة الجينات، أو التعليمات الجزيئية الواردة في الحمض النووي (حمض النووي الريبي منقوص الأكسجين) تتعلق بسمات جسدية معينة ، و الأليلات، والتي هي إصدارات مختلفة من نفس الجين (عادة ، كل جين لديه اثنين من الأليلات).
من خلال تجاربه الشهيرة الآن مع نباتات البازلاء ، أنتج مفاهيم الأليلات المهيمنة والمتنحية ومفاهيم النمط الظاهري و الطراز العرقى.
أساسيات الصفات الوراثية
بدائيات النوى، وهي كائنات وحيدة الخلية مثل البكتيريا ، تتكاثر بلا جنس ، عن طريق عمل نسخ طبق الأصل من نفسها باستخدام عملية تسمى الانشطار الثنائي. نتيجة التكاثر بدائية النواة هي خليتان ابنتيتان متطابقتان وراثيا للخلية الأم وبعضها البعض. أي أن نسل بدائيات النوى ، في غياب الطفرات الوراثية ، هو مجرد نسخ من بعضها البعض.
النواة ، في المقابل ، هي كائنات حية تتكاثر جنسيا في عملية انقسام الخلايا الانقسام المتساوي و الانقسام الاختزاليوتشمل النباتات والحيوانات والفطريات. تحصل كل مكالمة ابنة على نصف موادها الوراثية من أحد الوالدين ونصف من الآخر ، حيث يساهم كل من الوالدين بأليل منتقى عشوائياً من كل من جيناته إلى المزيج الوراثي للنسل عن طريق الأمشاج ، أو الخلايا الجنسية ، المنتجة في الانقسام الاختزالي.
(عند البشر ، ينتج الذكر مشابك تسمى خلايا الحيوانات المنوية وأنثى يخلق خلايا البيض.)
المندلية الميراث: الصفات المهيمنة والمتنحية
عادةً ما يكون أليل واحد هو المسيطر على الآخر ، ويخفي وجوده تمامًا على مستوى السمات المعبرة أو المرئية.
على سبيل المثال ، في نباتات البازلاء ، البذور المستديرة هي مهيمن على البذور التجاعيد لأنه إذا كان هناك نسخة واحدة من ترميز الأليل للسمات المستديرة (يمثلها حرف كبير ، في هذه الحالة R) موجودة في الحمض النووي للنباتات ، فإن ترميز الأليل للسمات التجاعيد ليس له تأثير ، على الرغم من أنه يمكن تمريره إلى الجيل القادم من النباتات.
إن النمط الوراثي للكائنات الحية لجين معين هو ببساطة مزيج من الأليلات التي تحتوي على ذلك الجين ، على سبيل المثال ، RR (نتيجة لكل من الأمشاج الوالدية التي تحتوي على "R") أو rR (نتيجة لمشكلة واحدة تسهم "r" والأخرى في "R").النمط الظاهري للكائنات هو المظهر المادي لهذا النمط الوراثي (على سبيل المثال ، مستدير أو مجعد).
إذا تم تقاطع النبات ذي النمط الوراثي Rr مع نفسه (يمكن للنباتات التلقيح الذاتي ، وهي قدرة مفيدة عندما لا يكون التحريك خيارًا) ، فإن الأنماط الوراثية الأربعة المحتملة للنسل الناتج هي RR ، rR ، Rr و rr. نظرًا لأن نسختين من الأليل المتنحي يجب أن تكون حاضرة للتعبير عن الصفة المتنحية ، فإن ذرية "rr" فقط هي التي لديها بذور مجعد.
عندما يتكون النمط الوراثي لكائن ما من اثنين من نفس الأليلات (على سبيل المثال ، RR أو rr) ، يتم قول الكائن الحي بواسطة متماثل لهذه السمة ("homo-" تعني "نفس"). عندما يكون هناك واحد من كل أليل ، فإن الكائن الحي موجود متخالف لهذه السمة ("مغاير" - تعني "الآخر").
الوراثة غير المندلية
في كل من النباتات والحيوانات ، لا تطيع جميع الجينات مخطط السائد المتنحية المذكور آنفًا ، مما يؤدي إلى أشكال مختلفة من الميراث غير المندلي. شكلان من أهمية الوراثية الرئيسية هي سيادة غير تامة و سيادة مشتركة.
في سيادة غير تامة، ذرية متجانسة العرض تظهر النمط الظاهري بين الأشكال المتجانسة السائدة متجانسة ومتماثلة الزيجوت.
على سبيل المثال ، في زهرة oclock الأربعة ، يكون اللون الأحمر (R) هو السائد على اللون الأبيض (r) ، لكن ذرية Rr أو rR ليست زهور حمراء ، كما لو كانت في مخطط المندلية. بدلاً من ذلك ، فهي أزهار وردية ، تمامًا كما لو كانت ألوان زهرة الوالدين ممزوجة مثل الدهانات على لوحة.
في سيادة مشتركة، كل أليل يمارس تأثير متساوٍ على النمط الظاهري الناتج. ومع ذلك ، بدلاً من مزج موحد للسمات ، كل يتم التعبير عن السمة بشكل كامل ، ولكن في أجزاء مختلفة من الكائن الحي. في حين أن هذا قد يبدو مربكًا ، إلا أن أمثلة الكودومين كافية لتوضيح هذه الظاهرة ، كما سترون للحظات.
Codominance: أمثلة في الطبيعة
لا شك أنك لاحظت العديد من الحيوانات التي تحتوي على خطوط أو بقع على فروها أو جلدها ، مثل الحمير الوحشية والنمور. هذا هو مثال نموذجي من codominance.
إذا انضمت نباتات البازلاء إلى مخطط مشفر ، فإن أي نبات معطى بالنمط الوراثي Rr سيكون له مزيج من البازلاء الملساء والبازلاء التجاعيدية ، ولكن لا الوساطة ، أي البازلاء دائرية ولكن التجاعيد.
سيكون السيناريو الأخير مؤشرا على الهيمنة غير المكتملة ، وسيكون لجميع البازلاء نفس الشكل ؛ البازلاء جولة بحتة والتجاعيد بحتة لن يكون واضحا في أي مكان على النبات.
تعد فصائل الدم البشرية مثالًا رائعًا على التشابه. كما تعلم ، يمكن تصنيف فصائل الدم البشرية على أنها A ، B ، AB أو O.
ينتج عن كل من الوالدين المساهمة إما بروتين سطح خلايا الدم الحمراء "A" ، أو بروتين "B" أو عدم وجود بروتين ، وهو ما يسمى "O". وبالتالي فإن الأنماط الوراثية المحتملة في السكان البشريين هي AA أو BB أو AB (يمكن أيضًا كتابة "BA" لأن النتيجة الوظيفية هي نفسها والتي يساهم بها الوالد الذي يكون الأليل غير ذي صلة) أو AO أو BO أو OO. (من المهم أن ندرك أنه على الرغم من أن البروتينات A و B تكون مشفرة ، فإن O ليس أليلًا ولكنه في الحقيقة لا يوجد أحد ، لذلك لم يتم وضع العلامات عليه بنفس الطريقة.)
أنواع الدم: مثال
يمكنك ممارسة مجموعة متنوعة من التركيبات الوراثية - الوراثية هنا بنفسك ، وهي تمرين ممتع عندما تعرف فصيلة دمك وتكون فضوليًا بشأن الوراثة الوراثية المحتملة أو تلك الخاصة بأي أطفال قد تكون لديكم.
على سبيل المثال ، إذا كان لديك فصيلة الدم O ، يجب أن يكون والداك قد تبرعا بـ "فارغة" لجينومك (مجموع كل جيناتك). هذا لا يعني ، مع ذلك ، أن أياً من والديك لديه بالضرورة O كنوع دم ، لأن أحدهما أو كلاهما يمكن أن يكون لهما النمط الوراثي AO أو OO أو BO.
وبالتالي فإن اليقين الوحيد هنا هو أن أياً من والديك لا يمكن أن يصاب بالدم AB.
المزيد عن الهيمنة غير المكتملة مقابل الكودومينس
في حين أن الهيمنة غير المكتملة والتشفير هما شكلان متشابهان بشكل واضح من الميراث ، من المهم أن نضع في الاعتبار الفرق بين مزج السمات في السابق وإنتاج نمط ظاهري إضافي في الأخير.
بالإضافة إلى ذلك ، بعض الصفات المهيمنة بشكل غير مكتمل لها مساهمات من جينات متعددة ، مثل الطول البشري ولون الجلد. هذا حدسي إلى حد ما لأن هذه الصفات ليست مزيجًا بسيطًا من سمات الوالدين وتوجد على طول سلسلة متصلة بدلاً من ذلك.
هذا هو المعروف باسم جينائي ("العديد من الجينات") الميراث ، وهو مخطط لا يرتبط بأي علاقة بالكومودرينوم.