التعليموظائف و تعليم
بحث الوراثة المندلية جديد مع المراجع
الوراثة المندلية هي فرع من فروع علم الوراثة، ويعتبر من فروع علم الأحياء، ويمكن تعريفه على أنه العلم المسؤول عن دراسة كل ما يتعلق بآليات نقل الصفات الوراثية من الآباء إلى الأبناء، وتسمى هذه الصفات الوراثية بالجينات، وسمي علم الوراثة بالوراثة المندلية نسبة إلى العالم (جريجور مندل) الذي أسسه).
“من خلال دراسات وأبحاث علم الوراثة، تمكنا من معرفة السبب وراء اختلاف الأبناء في الخصائص الوراثية والجينات عن الآباء. ولا تقتصر الوراثة الجينية على الإنسان فقط، بل تشمل الحيوانات والنباتات أيضًا، مما يؤثر على كافة المجالات التي تعتمد على تعديل الجينات. ويعود الفضل في تحديد صفات الأبناء إلى مندل، وسوف نتحدث بشكل مفصل عنه في مقالنا على موسوعة.
الوراثة المندلية
- يترتب على اكتشاف جزيء الحمض النووي (الدايوكسيريبوز DNA) وهو ما تم في كلية كينجز بلندن، الكثير من التقدم الهائل في مجالات الوراثة والتكنولوجيا الحيوية والطب، حيث أصبح بإمكان العلماء أخيرًا تحديد العوامل التي كانت محاطة بالغموض والتي حلّت الوراثة المندلية ألغازها.
- وقد لجأ مندل إلى استخدام ثمار البازلاء الصالحة للأكل في دراساته، نظرًا لتميزها بالعديد من الأصناف المميزة التي ساعدت في التحكم في التلقيح والنسبة العالية المنتجة للبذور الجيدة. وبين عامي 1854م و-1856م، قام باختبار أكثر من 34 صنفًا لمعرفة مدى ثباتها في السمات وتتبع الانتقالات الجينية.
- ثم قام باختيار سبع سمات، من بينها ارتفاع النبات إذا كان طويلًا أو قصيرًا، ولون البذور سواء كانت صفراء أو خضراء، وأوضح أن تلك السمات البديلة تعد بمثابة أزواج من الشخصيات أو حروف متناقضة، قبل أن يتخطى الأصناف المختلفة باختيار واحدة من السمات.
قوانين مندل للصفات الوراثية
تم وضع العديد من الاقتراحات المتعلقة بفرضيات شرح الوراثة المندلية، والتي نم نشر الأفكار التابعة لها في عام (1866م)، ولكن لم يتم التعرف على تلك الدراسة بشكل كافي قبل عام (1900) وهو ما يعد فترة زمنية كبيرة عقب وفاة مندل، وقد ترتب على ما قام به من أبحاث في حديقة نباتاته إلى الوصول للعديد من نظريات علم الوراثة، وهناك قانونيين رئيسيين تابعين لتك النظرية وهما:
- قانون التشكيلة المستقلة: ينص هذا القانون على أن فصل زوجين من الأليل يعتبر مستقلاً بشكل عام عن غيرها من الصفات الجينية، باستثناء الجينات المرتبطة التي تمثل استثناءً من هذا القانون.
- قانون الفصل: باستخدامه يتم فصل زوج من الأليات أو العوامل الوراثية الخاصة بأحد السمات عند تكوين البيض أو الخلايا المنوية للتفريخ، حيث تحتوي كل بيضة مخصبة على زوجين من كل نوع من الأليلات، ونسخة واحدة فقط من النسخة الموروثة من الأب ونسخة واحدة من الأم.
نتائج دراسات مندل
- يمكن طرح العديد من الأمثلة التي وصل إليها مندل من دراسته، ومن بينها أن الجيل الأول من الهجين F1 يظهر طابعًا واحدًا ولكن ليس في الجيل الثاني F2، ويمكن توضيح ذلك من خلال عرض خصائص النباتات الطويلة والقصيرة وفقًا لوراثة مندلية في حالة وجود شخصية مهيمنة وشخصية متنحية ومزيجهما معًا في السلالات المختلفة التي تم دراستها.
- على الرغم من ذلك، فإن الشخصيات المتنحية عادت للظهور مرة أخرى، حيث أن نسبة الذرية التي تحمل الصفة المتنحية قريبة جدًا من نسبة الذرية التي تحمل الصفة المهيمنة، وتصل إلى ثلاثة إلى واحد.
- أظهرت الدراسات أن ثلث أحفاد F3 في المجموعة المهيمنة نتجوا نتيجة التكاثر الطبيعي الحقيقي، في حين أن الثلثين نتجوا نتيجة التزاوج الهجين، وبالتالي يمكن إعادة كتابة نسبة 1:3 إلى 1:2:1، مما يشير إلى أن 50٪ من الجيل F2 يعود إلى التوارث الحقيقي والباقي 50٪ هجين.
- اكتشف مندل العديد من الأساسيات والمبادئ الإحصائية، ولكن من غير المرجح أن يكون ذلك من صنع أسلافه، حيث إنهم لم ينمّوا عددًا كافيًا من الاتجاهات الإحصائية، ولم يقموا بتحليل الشخصيات الفردية بطريقة منفصلة لتقييم العلاقات الإحصائية الخاصة بهم.
تظبيقات قوانين مندل
- بالرغم من أن الوراثة المندلية أجرت تجارب على العديد من أنواع البازلاء المختلفة، فإن القوانين الخاصة بها تنطبق على الكثير من أنواع الشخصيات في جميع الكائنات الحية، وقد تم تجسيدها لأول مرة في عام 1902م على الدجاج من قبل علماء الوراثة الإنجليزيين ريجينالد بونيت ووليام بيتسون، وذلك عن طريق القيام بتجارب على الفئران.
- في العام التالي، ظهرت أول صفة إنسانية تتعلق بالعرق وهي اللون الأسود، وفي الفترة بين عامي 1902 و 1909، قام الطبيب الإنجليزي السير أرشيبالد غارود بتحليل الأخطاء الوراثية المرتبطة بعمليات الأيض لدى البشر والتي تتعلق بالوراثة الحيوية الكيميائية.
- يتميز مرض الكابتونوريا الموروث بإفراز كميات كبيرة من البول المسمى كابتون، والذي يحتوي على حمض الهوموجنتيسك، مما يجعل البول يتحول إلى اللون الأسود عند تعرضه للهواء، ولدى الأشخاص الأصحاء يتحول حمض الهوموجنتيسك إلى حمض الأسيتوسيتيك بفعل إنزيم الحمض الأكسيراز.
- غارود قام بتحسين الفرضية التي تقول أن الإنزيم غير نشط بل مفقود في الكروموسوم المتنحي الكابتوني، مما يؤدي إلى تراكم الحمض الهوموجنتيسيك في الجسم وإفرازه في البول. وعندما تم تحليل أفكار مندل بشكل واسع للاستفادة منها، تم الحرص على عدم وجود الكائن الحي في مجموعة الصفات المستقلة.
- الصفة في الحقيقة هي فكرة تجريدية، حيث يتم تحديدها بواسطة جين واحد. وهذا المصطلح يناسب الوصف بشكل جيد، حيث يمكن للجينات أن تؤثر على العديد من الصفات، وهذا يشير إلى حالة تسمى بتعدد المشاعر. فعلى سبيل المثال، لا يؤثر الجين الأبيض على لون عيني الذبابة الفاكهة أو المغلف الخصوبة للذكور.
- لا يؤثر هذا الجين على شكل الحيوانات المنوية وخصوبتها لدى الإناث، أو طول الأسنان لدى الجنسين البشريين، ولا يسبب الجين المعيب للأمراض المختلفة التي تظهر بشكل مختلف وفقًا لخرائط قوانين الوراثة المندلية.
مفاهيم علم الوراثة المندلية
نجح مندل في وضع العديد من المسميات الأساسية والثابتة لنقل الصفات الوراثية والتزاوج، سواء كانت مستقلة، ثنائية، أو فردية، ووضع أيضًا مسميات تتعلق بنقل الصفات الوراثية عن طريق التلقيح في النباتات، ومن بين أبرز المسميات العلمية التي وضعها:
- الطراز الجيني: يشير هذا المصطلح إلى التراكيب الجينية التي تؤثر على تكوين الصفات لدى الفرد الواحد فقط.
- الطراز المظهري: تشير إلى الصفات التي تتميز بها هيئة الإنسان وشكله، مثل الملامح والطول ولون البشرة.
- الأليات: تعد الأشكال الجينية التي يمكن أن تتخذها الصفات الوراثية الواحدة لدى الإنسان كـ”الصفة الهجينة” أو “الصفة النقية.
- الجين: يشير إلى الـ(DNA) وهو المسئول عن نقل الصفات الوراثية للإنسان وينقسم إلى (الصفات الوراثية المتنحية) و(الصفات الوراثية السائدة).
- التلقيح الخلطي: هي العملية التي يتم فيها نقل حبوب اللقاح من متك الزهرة إلى ميسم زهرة أخرى.
- التلقيح الذاتي: يعني التلقيح في النباتات نقل حبوب اللقاح من الزهرة المذكرة إلى الأنثوية بواسطة الرياح أو الحشرات.
- التزاوج الثنائي: هو عملية تزاوج يتم فيها نقل صفتين من جيل إلى جيل آخر.
- التزاوج الأحادي: هو الزوجان الذين يقومان بدراسة عملية نقل سمة واحدة من جيل إلى آخر.
جريجور مندل
- جريجور مندل هو عالم ومؤسس علم الوراثة، ولد في عائلة نمساوية، وفي بداية حياته، اعترف الكاهن المحلي بموهبته ونبوغه الأكاديمي، ما دفعه لإقناع والديه بإرساله للدراسة بعيدًا عندما كان في الحادية عشرة من عمره، وتفوق في الرياضيات والفيزياء، وأكمل دراسته عام 1943.
- أمضى مندل وقتًا في فيينا يدرس فيه الفيزياء والرياضيات، ثم عمل تحت إشراف العالمين النمساويين في الفيزياء (كريستيان دوبلر) والرياضيات والفيزياء (أندرياس فون إيتنغهاوزن)، ودرس أيضًا علم وظائف الأعضاء النباتية وعلم التشريح. وبجانب ذلك، قام بالبحث عن السبب وراء انتقال السمات والصفات الوراثية بين الآباء والأطفال، ولكن توفي قبل اكتشاف مدى إسهاماته العظيمة في علم الوراثة.
تلخيص الوراثة المندلية
- تهدف دراسة مندل وتجاربه إلى فهم الطريقة التي تنتقل بها الصفات الوراثية بين أجناس البشر وتكون في جسم الإنسان. وقد أدى ذلك إلى تأسيس علم الوراثة في القرن التاسع عشر، حيث تم إجراء العديد من التجارب العلمية على الخضروات والنباتات، وخاصة البازلاء.
- تم اختيار العالم جريجور مندل للعمل على البازلاء لأنها تتمتع بعملية التلقيح الذاتي التي تسهل إجراء التجارب العلمية عليها، وتتميز بفترة الحياة القصيرة، مما يسمح بإجراء العديد من التجارب في فترة زمنية قصيرة.
- لم يتوقف جرمان جريجور مندل عند هذا الحد، بل استمر في تجاربه الوراثية من خلال إجراء تجارب على أنواع مختلفة من النباتات والزهور، وذلك بتلقيحها للتحقق من الطريقة التي يتم من خلالها نقل الصفات الوراثية، وقام فعلاً بإجراء بعض التجارب على الزهور الأرجوانية، حيث زرعها للتحقق من صحة تجاربه قبل وضع قوانينه.
المراجع
