علم الوراثة

تعريف علم الوراثة وراثة بعض الصفات في الإنسان
علم هندسة الجينات
DNAصفات الحمض النووي
RNAصفات الحمض النووي
شفرة الحياة
الجين /المورث
مفاهيم عامة في علم الوراثة
التغيرات المحتملة في تركيب الجين
علم هندسة الجينات
هندسة النسيج
منشأ وتطور الهندسة الوراثية
الاستنساخ
ثورة في علم الأحياء
الجينوم البشري
الهندسة الوراثية الحيوانية
الهندسة الوراثية النباتية
الهندسة الوراثية والطب البشري
الهندسة الوراثية والطب الشرعي
 

 

 

 

 
فوائد دراسة علم الوراثة وراثة بعض الصفات في الإنسان
مندل وتجاربه في علم الوراثة

وراثة بعض الأمراض في الانسان

الوراثة والاحتمالات

وراثة الصفات الجسمية
مندل والعوامل الوراثية وراثة الصفات المتأثرة بالجنس
مادة الوراثة في الخلية وراثة الصفات المرتبطة بالجنس
الكروموسومات في خلايا الانسان  
تحديد جنس الجين  

مراجع

1) د. حامد أحمد (وقفة تأمل وتفكر في حقيقة نظرية التطور)

2) د. هاني رزق ( DNA والتطور الموجّه في القرن العشرين)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

تعريف علم الوراثة

 

ذلك الفرع من علم الأحياء الذي يدرس الصفات الوراثية وانتقالها من الآباء إلى الأبناء

ويبحث في تفسير أسباب التشابه والاختلاف بين الأفراد

التي تجمعها صفة القرابة ومعرفة نظم انتقال هذه الصفات من جيل إلى جيل آخر .

 

أعلى الصفحة

فوائد دراسة علم الوراثة وتطبيقاته العملية  

 

1. إنتاج سلالات قوية من الحيوانات الداجنة .

2. إمدادنا طبياً بالمعلومات عن الأمراض الوراثية وكيفية الوقاية منها.

3. دراسة التشوهات الخلقية وتقديم الاستشارات الوراثية .

4. إنتاج نباتات مقاومة للأمراض وذات محصول وفير .

 

أعلى الصفحة

مندل وتجاربه في الوراثة

درس مندل 7 صفات وراثية في نبات البازيلاء

 وقد ركز في تجاربه على دراسة كل صفة وراثية على حدة , مما سهل عليه لاحقاً التوصل إلى النتائج والفرضيات التي شكلت الأساس لعلم الوراثة وتطوره .

 

الصفة المتنحية

الصفة السائدة

الصفات المتضادة

الصفة

قصير طويل قصير , طويل

طول الساق

مجعد أملس مجعد , أملس

شكل القرون

أصفر أخضر أصفر , أخضر

لون القرون

مجعد أملس مجعد , أملس شكل البذور
أخضر أصفر أخضر , أصفر لون البذور
أبيض ملون أبيض , ملون غلاف قشرة البذرة
طرفي محوري طرفي , محوري موضع الزهرة


لماذا كان نبات البازيلاء اختياراً موفقاً لتجارب مندل ؟  

1. عمر الجيل قصير نسبياً (عدة أشهر)

2. سهل الزراعة والتلقيح . 

3. يحتوى نبات البازيلاء على مجموعة من الصفات المتضادة  والتي يسهل ملاحظتها وتمييزها .

 خطوات تجارب مندل  : 

 أولى تجارب مندل كانت دراسة آلية توارث صفة طول ساق نبات البازيلاء , وقد لجأ  في البداية إلى التأكد من النقاوة السلالية للأفراد المتزاوجة من بعضها بالنسبة للصفة الوراثية المدروسة . وتوصل إلى ذلك بالسماح للنباتات بأن تلقح لعدة أجيال حتى تثبت الصفة في جميع الأفراد وتصبح متشابهة فيما بين الأبناء من جهة والآباء والأجداد من جهة ثانية .

لقد ترك مندل أزهار نبات البازيلاء طويل الساق تلقح ذاتياً حتى حصل على صفات نقية في هذه النباتات . وكذلك فعل مع أزهار نبات البازيلاء قصير الساق , التي تُركت تتلقح ذاتياً حتى حصل على صفات نقية في هذه النباتات .
وبعد حصوله على البذور من النباتات ذات الصفات النقية تابع مندل تجاربه بإجراء
تلقيح خلطي بين السلالات النقية التي تحمل صفات متضادة .

 دراسة توارث صفة طول ساق نبات البازيلاء :

1. نقل حبوب اللقاح من متك نبات طويل الساق(من سلالة نقية) إلى مياسم نبات

 قصير الساق (من سلالة نقية) وسمى هذين النباتين الآباء .
2. زرع البذور الناتجة من النباتات  وعندما نمت وجد ان النباتات جميعها
كانت طويلة الساق . وقد سمى مندل هذه النباتات أفراد
الجيل الأول

3. زرع مندل نباتات الجيل الأول بعد أن سمح لها بالتلقيح الذاتي فحصل على نباتات طويلة الساق ونباتات قصيرة الساق بنسة 3 : 1 وسماها بأفراد الجيل الثاني .  أجرى مندل هذه التجربة أيضاً مع عكس عملية التلقيح(أي نقل حبوب لقاح من متك نبات قصير الساق إلى مياسم نبات طويل الساق) .  

 

أعلى الصفحة

الوراثة والإحتمالات

بنى مندل إستنتاجات تجاربه على قوانين الاحتمالات الرياضية التي تمكننا من تقدير نسبة حدوث الفُرص .

مثال :

* إذا رمينا قطعة نقود معدنية (وجه / خلف) مرات عديدة ، فإن نسبة ظهور الوجه هي 50%  من مجموع عدد مرات الرمي

ونسبة ظهور الخلف كذلك هي 50%  من مجموع عدد مرات الرمي .

وبالمثل فإن احتمال إنجاب امرأة حامل لذكر = 50%  واحتمال إنجابها لأنثى =50%

ومن أسس الإحتمالات المعروفة القاعدة التي تنص على أن

مجموع جميع الاحتمالات في أي عملية يساوي الواحد الصحيح (1).

 مجموع إحتمالات ظهور (وجه) + مجموع إحتمالات ظهور (خلف) = 1

50% + 50% = 1

 من أسس نظرية الاحتمالات :

1. يكون مجموع جميع الاحتمالات في أي عملية يساوي 1.

2. احتمال حدوث حدثين مستقلين في نفس الوقت مع بعضهما البعض هو ناتج ضرب احتمال كل منهما على حدة.

إنّ أبسط العمليات في الوراثة تشبه رمي قطعتين من النقود في نفس الوقت .

وليس عليك سوى استخدام الجاميتات بدلاً من النقود واعتبارالتراكيب الممكنة للعوامل الوراثية بدلاً من  التراكيب الممكنة  لوجهي  قطعتي النقود .

أعلى الصفحة

مندل والعوامل الوراثية

عمل مندل جاهداً على تفسير الملاحظات التي تجمعت لديه أثناء إجراء تجاربه ,

وقد استفاد في سعيه هذا من خبرته  ومعرفته الجيدة بقوانين الاحتمالات الرياضية .

لقد توقع مندل أن ما يجعل نبات البازيلاء طويل الساق أو قصيره , وقرونه صفراء أو خضراء اللون

ضوابط داخلية سماها العوامل الوراثية .

 وحيث أنه لم يكن معروفاً  في عصره دور الكروموسومات  والجينات في توارث الصفات .

 فقد افترض مندل في تفسير نتائجه أنه يتحكم بكل صفة وراثية عاملان منفصلان واحد من كل أب .

العوامل الوراثية عند مندل تعرف حالياً بالجينات

ولتفسير ظهور صفة واحدة بين أفراد الجيل الأول

اعتبر مندل أن أحد العوامل الوراثية تكون له سيادة تامة على العامل الوراثي الثاني بحيث يستر ( يخفي ) أثره .

 

ففي تجربة مندل لدراسة طول الساق ,

 اعتبر مندل أن العامل الوراثي لصفة طول الساق في نبات البازيلاء هو عامل سائد سيادة تامة أخفى أثر  العامل الوراثي (المتنحي ) لصفة قصر الساق .

وفي دراسته لنتائج تجربته لدراسة لون القرون  ,

 اعتبر مندل أن العامل الوراثي لصفة القرون الخضراء في نبات البازيلاء هو عامل سائد سيادة تامة على العامل الوراثي لصفة القرون الصفراء ويستر أثره

( عامل متنحي ).
لتوضيح الأمر هنا , نستخدم الأحرف اللاتينية الكبيرة Capital letters

 للدلالة على العامل الوراثي السائد ونستخدم الأحرف اللاتينية الصغيرة  Small letters  للدلالة  على العامل الوراثي المتنحي .

العامل الوراثي لصفة قصر الساق t

العامل الوراثي لصفة طول الساق  T 

العامل الوراثي لصفة القرون الصفراء g

العامل الوراثي لصفة القرون الخضراء G 

*جيل الآباء :

نباتات قصيرة الساق ( نقية ) tt 

نباتات طويلة الساق (نقية )TT  

نباتات ذات قرون صفراء ( نقية ) gg

نباتات ذات قرون خضراء ( نقية ) GG

* الجيل الأول ( الأبناء )

نباتات ذات قرون خضراء ( غير نقية ) Gg

نباتات طويلة الساق ( غير نقية ) Tt

تدعى الصفة التي تظهر في أفراد الجيل الأول بالصفة السائدة  أو الراجحة  .

وتدعى الصفة التي تختفي ظاهرياً في الجيل الأول بالصفة المتنحية.

   ولكن كيف تمكن مندل من تفسير النتائج التي ظهرت بين أفراد الجيل الثاني !!!

 

أعلى الصفحة

 

مادة الوراثة في الخلية

لم يكن معروفاً  في عصر مندل دور الكروموسومات والجينات في توارث الصفات .

ولهذا فقد افترض مندل في تفسير نتائجه انه يتحكم بكل صفة وراثية عاملان منفصلان

واحد من كل أب وتعرف العوامل الوراثية عند مندل  حالياً بالجينات.
لقد عرفت من دراستك السابقة أن النواة تعمل في الخلية على تنظيم الأنشطة الحيوية ،

 وستعرف هنا أنها مستودع لمادة الوراثة التي تحدد صفات الكائن الحي .  

في كل خلية من بلايين الخلايا في الجسم ، معلومات وراثية كاملة ، محفوظة في داخل النواة التي توجد  في وسط الخلية

 تحتوي النواة على خيوط دقيقة وطويلة من الحمض النووي DNA .  

وهذه الخيوط  الطويلة والأرق من خيوط الملابس بملايين المرات ، تلتف وتجدل بشكل محكم لتصبح كروموسوماً .

 ولهذا فإن الكروموسومات في الواقع عبارة عن خيط طويل ملتف من الحمض النووي DNA .

أ و نقول أن الكروموسومات : تراكيب خيطية الشكل ، موجودة داخل النواة تحتوي على مادة DNA المسؤولة عن حمل الجينات الوراثية .  

يتكون الكروموسوم من 60 % بروتين الهتسون ، 35 % RNA  %5 , DNA

وتسمى المادة الوراثية التي تحملها الكروموسومات بالجينات .

و يحمل الكروموسوم الواحد عدداً كبيراً من الجينات المسؤولة عن الصفات الوراثية  . 

الجزء المسؤول عن نقل الصفات الوراثية خلال الأجيال هو الكروموسوم

 

أعلى الصفحة

الكروموسومات في خلايا الإنسان

تنتقل الصفات الوراثية من الآباء إلى الأبناء على شكل جُسيمات دقيقة جداً تُسمى الكروموسومات (صبيغات وراثية)

يبلغ عدد الكروموسومات في كل خلية من خلايا جسمنا 46 كروموسوماً تكون على صورة 23 زوج ، وكل زوج منها عبارة عن كروموسومين .
نُعطي كل زوج من هذه الأزواج المتطابقة رقماً يميزه عن الآخر ، ابتداءً برقم واحد للزوج الأول وصولاً إلى رقم 23 للزوج الأخير .

ونسمي  الزوج رقم 23 زوج الكروموسومات الجنسية ، وذلك تمييزاً لها عن بقية الأزواج الكروماسيمية ، من 1 إلى 22 والتي تُسمى أزواج الكروموسومات غير الجنسية .
فإذا قارنا الزوج الجنسي عند الذكور والإناث ،

لوجدنا أن زوج الكروموسومات الجنسي عن الإناث تقريباً متطابقين (أي متشابهين كثيراً في الشكل والطول) وكل واحد منهما نرمز إليه X .

 بينما الكروموسومين في الزوج الجنسي لدى الذكور مختلفين , فواحد منهما يُرمز له بالحرف اللاتيني X (وهو يشبه كروموسوم X لدى الإناث)

 بينما الآخر مختلف فهو أقصر بكثير من كروموسوم X ويُرمز إليه بالحرف اللاتيني Y  .  

يبدأ الإنسان حياته بخلية واحدة فيها 46 كروموسوم وعندما يكتمل بناء الجسم نجد أن الإنسان يتكون من بلايين الخلايا المتراصة ,

ولكل خلية نواة مملوءة بـِ 46 كروموسوم ، ويستثنى من ذلك الخلايا الجنسية (الحيوان المنوي والبويضة)

ففي كل منها 23 كروموسوم فقط .  

وعندما يلقح الحيوان المنوي بالبويضة (أي تندمج مع بعضها)

فإن العدد الكامل للكروموسومات يكتمل فيصبح داخل الخلية الجديدة هذه 46 كروموسوم .

 

أعلى الصفحة

تحديد جنس الجنين

في عام (1890) تبين للعلماء أن كل كروموسومات الذكور والإناث متشابهة ما عدا زوجاً واحد منها هو الكروموسومان الجنسيان .

 إذ تبين أنهما مسؤولان عن تحديد جنس الجنين .

وسميت بقية الكروموسومات , الكروموسومات الجسمية ( اللاجنسية).
 وهكذا فكل خلية من خلايا جسم الإنسان تحتوي على 23 زوج من الكروموسومات 22 منها جسمي , وزوج واحد من الكروموسومات الجنسية .

يتوفر في الإنسان الذكر  نوعين من الجاميتات احدهما

يحمل الكروموسوم الجنسيX والآخر يحمل الكروموسوم الجنسي Y

أما الانثى فتحمل زوج الكروموسومات الجنسي XX .

ولذلك يتبين لنا هنا أن  الرجل هو الذي يحدد جنس الجنين لأنه يحمل نوعين من الجاميتات هما Y ، X .

بينما تُكون المرأة  نوعاً واحداً من البويضات X .

 

في الطيور والفراش وبعض الأسماك الذي يحدد الجنس هو الأنثى لأنها تحمل XY والذكر يحمل XX.

 

أعلى الصفحة

 

 

وراثة بعض الصفات في الإنسان

يواجه الباحثون صعوبات في اجراء تجارب وراثية على الانسان للأسباب التالية :

2. قلة عدد افراد العائلة .

1. عمر الجيل طويل نسبياً .

4. طول مدة الحمل

3. قدسية وكرامة الإنسان وعدم المخاطرة به .

5. طول فترة البلوغ

6. كثرة عدد الكروموسومات والجينات . فالخلايا الجسمية تحتوي على 46كروموسوم ,

 وكذلك فإن بعض الصفات الوراثية في الإنسان يتحكم فيها أكثر من زوج من الجينات .

7. لا يمكن التحكم في التزاوج في النوع البشري ( كصعوبة إجراء التزاوج في الإنسان حسب رغبة الباحث ).

من الصعب وضع الإنسان تحت اختبارات تجريبية لذلك تعتمد الدراسات الوراثية في الإنسان على :

ج) دراسة الوراثة الخلوية .

 ب) دراسة التوائم

أ) دراسة العائلات وسجلات الأنساب .

 

 

أعلى الصفحة

وراثة بعض الأمراض في الإنسان

هناك أمراض وراثية تصيب الإنسان والتي تنتج بشكل أساسي عن خلل أو طفرة مفاجئة في بنية DNA ومن أسبابها :

1. عطب الجينات الوراثية .

2. الإشعاعات الذرية , الإشعاعات غير المؤذية مثل الأشعة فوق البنفسجية .

3. عدم إنفصال الكروموسومات الجنسية أو الجسمية إنفصالاً طبيعياً أثناء انقسام الخلية وتكوين الجاميتات المذكرة أو المؤنثة

4. الطفرات .

5. استخدام عقاقير طبية بشكل خاطيء , أو تأثير الأشعة السينية .

ويترتب على خلل الجينات نتائج غير مرغوبة للإنسان منها :

د) عقم .

ج) تخلف عقلي .

ب) تشوهات .

أ) الأمراض الوراثية .

ز ) اضطراب في السلوك الإنساني

 

 

أعلى الصفحة

وراثة الصفات الجسمية

تعتبر صفة الطول في الإنسان صفة وراثية جسمية تعمل تحت تأثير عدد من الجينات الجسمية والعديد من العوامل الأخرى

 مثل الغذاء والهرمونات . ومن الصفات الجسمية عند الإنسان الأمثلة التالية :

أولاً : وراثة صفة القدرة على ثني اللسان .       

 يحدد صفة القدرة على ثني اللسان زوج من الجينات ويرمز لجين القدرة على ثني اللسان  بالرمز (R)

وهو سائد على جين عدم القدرة على ثني اللسان (r) .

 مثال 1:
 تزوج رجل قادر على ثني لسانه بصفة (نقية) من فتاة غير قادرة على ثني لسانها .

إذا رمزنا لجين القدرة على الثني (R) سائد وجين عدم القدرة على ثني اللسان (r) :
المطلوب : 1. اكتب الطرز الجينية للآباء

           2. اكتب الطرز الجاميتية للآباء

           3. اكتب الطرز الجينية والشكلية للأبناء (افراد الجيل الأول)

فتاة غير قادرة على ثني اللسان

رجل قادر على ثني اللسان ( نقي)

 

 ثانياً : وراثة لون العيون في الانسان  

 التباين في لون العيون في الانسان عائد إلى عدد من الجينات بعضها يسبب تلون قزحية العين باللون العسلي أو الأسود أو الأخضر أو الرمادي

 وهي جينات سائدة ، وبعضها الأخر لا يسبب تلون قزحية العين فتظهر العيون الزرقاء فهي متنحيةAA - Aa -  رمادي 0

عسلي 0 أخضر 0 أسود   ِِaa - أزرق

        

مثال 1:
 تزوج رجل عيونه عسلية (غير نقية خليطة) من فتاة عيونها زرقاء

إذا علمت أن جين اللون العسلي (A) سائد على جين اللون الأزرق اكتب الطرز الجينية والجاميتية للآباء .  والجينية والشكلية للأبناء .

أنثى زرقاء

 ذكر عسلي خليط

aa Aa طرز جينية للأباء
a , a A , a طرز جاميتية للأباء
Aa , Aa    ,   aa , aa أفراد الجيل الأول

    ملون

           أزرق 

 

 

 

 

 

مثال 2:

تزوج رجل عيونه عسلية (غير نقية) من فتاة عسلية العيون (نقية)

إذا علمت أن جين اللون العسلي (A) سائد على جين اللون الأزرق (a) اكتب الطرز الجينية والجاميتية للآباء ، والجينية للأبناء .

 

أنثىعسلية ( نقية)

ذكر عسلي (غير نقي)

AA Aa طرز جينية للأباء
A , A A , a طرز جاميتية للأباء
Aa , Aa  ,  AA , AA أفراد الجيل الأول

 

ثالثاً : وراثة لون الشعر
يعود التباين في لون الشعر , من شخص لآخر ومن مجتمع لآخر , إلى كمية الصبغة التي تكون الشعر ,

وهي صبغة الميلانين التي تنتجها جينات وراثية عدة . يفقد الشعر لونه ويتحول إلى الابيض عندما يتوقف بناء هذه الصبغة .

رابعاً : وراثة العامل الريزيسي (Rhesus system (RH
ـ
تحتوي خلايا دم الإنسان على نوع من البروتينات يسمى
البروتين الريزيسي
.

والأشخاص الذين يحملون هذا البروتين يعرفون بأنهم موجبي العامل الريزيسي ,

والذين لا يوجد لديهم هذا البروتين يعرفون بأنهم سالبي العاملي الريزيسي .

ـ يرتبط وجود البروتين الريزيسي في الجسم بجين سائد يرمز له بالرمز (R) وعدم وجوده بجين متنح يرمز له بالرمز (r).

هل معرفة النظام الريزيسي مهمة لأغراض الحمل ؟

نعم , إذا كانت الأم سالبة والأب موجب فإن الجنين يكون موجباً لأن جين وجود العامل الريزيسي سائد على عدم وجوده ,

 وأثناء الولادة يتسرب خلايا دم الجنين إلى دم الام عند إنفصال المشيمة لذا تعمل الأم على تكوين أجسام مضادة لمولد الضد ,

ولا تؤثر هذه الأجسام بالجنين بل تبقى في الأم فإذا حملت جنيناً موجباً من جديد فإن خلايا دمه تتحلل وربما يموت

هل هناك علاج لهذه الحالة ؟

نعم , تعطى الأم حقنة من الأجسام المضادة لمولد الضد بعد ولادة الطفل مباشرة تؤدي إلى قتل خلايا الدم الحمراء العائدة للطفل التي تسربت إلى دم الأم .

أعلى الصفحة

الصفات المتأثرة بالجنس

تعتبر صفة الصلع  عند الإنسان من الصفات المتأثرة بالجنس ولكنها ليست مرتبطة بالجنس

وتتحكم في هذه الصفة جينات تُحمل على الكروموسومات الجسمية ثم تورث للجنسين الذكر والأنثى بالتساوي  

إلا أن الهرمونات الجنسية تتحكم في مدى ظهور هذه الصفة من خلال تفاعلها مع الجينات الوراثية .

 

أعلى الصفحة

وراثة الصفات المرتبطة بالجنس

تبين لك أن هناك نوعين من الكروموسومات في الإنسان :
 أ. كروموسومات جسمية (22 زوج) .
 
ب. كروموسومات جنسية (زوج واحد)
 تسمى الصفة التي توجد جيناتها على الكروموسوم الجنسي X صفة مرتبطة بالجنس ويعتمد ظهورها لدى الفرد على جنسه ومن الصفات المرتبطة بالجنس عند الإنسان  الأمثلة التالية.
 

وراثة الصفات المرتبطة بالجنس :

الصفات المرتبطة بالجنس : صفات تحددها جينات متنحية محمولة على الكروموسوم الجنسي X .

1. مرض العمى اللوني (Color _ blindness):

مرض مرتبط بالجنس ، فالرؤيا الطبيعية يسببها وجود جين سائد محمول على الكروموسوم X ، وهذا الجين مسؤول عن تكوين الخلايا في شبكية العين اما الجين المتنحي والذي يسبب المرض يؤدي إلى تكوين مستقبلات ناقصة او غير سليمة .

أنثى

ذكر

XRXR      أنثى سليمة

XRY       ذكر سليم

XRXr    أنثى سليمة ( حاملة لجين المرض)

XrY        ذكر مصاب

XrXr     أنثى مصابة

ملاحظة : الرموز على الكروموسومات الجنسية هي رموز افتراضية .

مثال 1 :
تزوج
رجل مصاب بمرض عمى الألوان من فتاة غير مصابة ( نقية ) من هذا المرض .

إذا علمت أن جين الإصابة بهذا المرض (r) وجين عدم الإصابة (R) أكتب الطرز الجينية والجاميتية للأباء والجينية والشكلية للأبناء ؟

 

أنثى غير مصابة
( نقية)

ذكر مصاب بمرض عمى الالوان

XRXR

XrY

طرز جينية للأباء

XR , XR

Xr , Y

طرز جاميتية للأباء

XRXr 
أنثى سليمة

XRY
ذكر سليم

XRXr
أنثى سليمة

XRY
ذكر سليم

أفراد الجيل الأول

 

2. مرض نزف الدم ( الهيموفيليا) Hemophilia

يقصد به عدم قدرة الدم على التجلط ، وينتج عن جين متنح محمول على الكروموسوم الجنسي X

وهو مرتبط بالجنس ويوجد نوعان من مرض نزف الدم ، الأول ناتج عن نقص بروتين بلازما الدم المسمى الغلوبيولين المضاد للنزف ،

 اما النوع الآخر فينتج عن نقص الثرمبوبلاستين .

أنثى

ذكر

XBXB      أنثى سليمة

XBY       ذكر سليم

XBXb    أنثى سليمة ( حاملة لجين المرض)

XbY        ذكر مصاب

XbXb     أنثى مصابة

مثال (1):

تزوج رجل غير مصاب بمرض نزف الدم الوراثي من فتاة حاملة لهذا المرض ,إذا علمت أن جين الإصابة (b) وجين عدم الإصابة (B) اكتب الطرز الجينية والجاميتية للآباء , والجينية والشكلية للأبناء .

أنثى غير مصابة بمرض نزف الدم ( حاملة )

ذكر  غير مصاب بمرض نزف الدم

XBXb

XBY

طرز جينية للأباء

XB , Xb

XB , Y

طرز جاميتية للأباء

XBXB 
أنثى سليمة

XBY
ذكر سليم

XBXb
أنثى سليمة
( حاملة)

XbY
ذكر مصاب

أفراد الجيل الأول

 

3. مرض الانيميا المنجلية (Sickle cell anemia):

خلايا الدم الحمراء يصبح شكلها منجلي بدلاً من قرصية وتؤدي إلى انسداد الشعيرات الدموية بالخلايا المنجلية

مما يؤدي إلى نقص في الاكسجين (تركيب الهميوغلوبين فيها غير طبيعي ) .
قاعدة عامة على الأمراض المرتبطة بالجنس :

ـ إذا كان الأب سليم من المرض فجميع بناته سليمات . وإذا كان مصاب بالمرض والأم سليمة ( نقية ) فجميع الأبناء غير مصابين بالمرض .
ـ إذا كان الأب مصاب والأم سليمة ( غير نقية ) فنصف البنات مصابات ونصف الذكور مصابين .

ـ إذا كان الأب سليم والأم مصابة فجميع الأبناء الذكور مصابين .

ملاحظة :

نستنتج أن إصابة الذكر ناتجة من أمه وإصابة الأنثى ناتجة من الأب والأم .

الإجابة

السؤال

 النواه

ـ ما اسم الجزء الذي يحتوي على الكروموسومات ؟

  (46) كروموسوم (23 زوج ) .

ـ ماعددالكروموسومات في الخلية الجسدية في الانسان

  نقل الصفات الوراثية وتحديد جنس الجنين .

ـ ما أهمية الكروموسومات للكائن الحي ؟  

   لأن نصفها من الأب والنصف الآخر من الأم .

ـ  لماذا توجد الكروموسومات بشكل ازواج ؟  

 

 

أعلى الصفحة

 

 

صفات الـ (DNA) مكمن شفرة الحياة

اكتشفت ظفيرة الـ(DNA) المزدوجة من قبل (واطسون وكريك)، وبالتعاون مع (فرانكلين وويلكنز) في العام 1953م.

وهو جزيء هائل الوزن الجزيئي الغرامي، يتكون من عدد كبير من الجينات يحدده نوع الكائن الحي..

والجين الواحد يتكون من أربع من القواعد النتروجينية مرتبة بشكل متسلسل ومتقابل ومنسجم،

وكل ثلاث منها يمكن أن يعطي حامضاً أمينياً واحداً.. كما أن عدداً معيناً من الأحماض الأمينية يمكن أن يكوّن بروتيناً معيناً..

وهذا البروتين المعين له وظيفة محددة

في معاني الحياة، ويبدو ذلك من خلال عدد الأحماض المكوّنة له ومن حيث طريقة تسلسلها في بنائه.

إن خلايا جسم الإنسان تبلغ حوالي 100 تريليون خلية، وفي كل خلية توجد نواة واحدة..

وفي كل نواة يوجد (64 كروموسوم) مرتبة على شكل أزواج (23) زوجاً،

وفي كل كروموسوم واحد توجد ظفيرة (حلزون) الـ(DNA)

وفي كل جزء من هذه الظفيرة توجد عدة جينات..

 والجين الواحد مؤلف من أربع من القواعد النتروجينية مرتبة بشكل متسلسل ومتقابل ومنسجم

 (أي أن هناك 3 بلايين قاعدة نتروجينية في الخلية الواحدة) كل ثلاث منها تكوّن حامضاً أمينياً ..

والأحماض الأمينية هي التي يتكون منها البروتين الذي تتحدد به وعنه الوظائف الحياتية.

يصل طول التعليمات التي تحتويها ظفيرة الـDNA إلى حوالي مترين..

 وكل جزيئة من هذا الحامض النووي الريبوزي تحتوي على عدد كبير من الجينات.

ولكي نتصور مقدار المعلومات المخبوءة في جزيئات الـDNA الموجودة في جسم إنسان واحد ومن خلال هذه الأرقام..

 فإن جزيئات الـDNA الموجودة في خلايا جسم الإنسان كلها لو ربطت تعليماتها مع بعضها البعض

لوصلت إلى سطح القمر ورجعت منه ثمانية آلاف مرة.

وإن غراماً واحداً من الـDNA يختزن معلومات بقدر ما يختزنه ألف مليار (10 12) قرص كومبيوتري(1).

ويستطيع محلول الـDNA أن ينجز 2 ×10 19 عملية ربط بالجول الواحد في درجة حرارة الغرفة

 علماً بأن أفضل الحواسيب العملاقة الحالية ينجز 10 9 عملية فقط بالجول الواحد

وإن الحد الأقصى الذي لا يمكن تجاوزه ترموديناميكياً هو 34 × 10 19 عملية في الجول الواحد.

 

أعلى الصفحة

 

RNA المراسل الذي ينقل صورة الشفرة

للـ(DNA) عامل ينفّذ أوامره في الخلية حامض نووي آخر أقدم منه تكويناً هو الـRadio Neuclic Acid،

تؤخذ منه الحروف الأولى من الكلمات التي تعينه ليكتب اختصاراً (RNA).

والشفرة التي يحملها هذا الجزيء RNA

هي عبارة عن مجموعة معلومات تنسخ Transcription عن الـDNA بشكل مطابق وترسل إلى داخل الخلية عبر جدار النواة،

 وبموجب هذه الشفرة تقوم الخلية بتركيب الحوامض الأمينية وتسلسلها طبقاً لتسلسل القواعد

الموجودة على ظفيرة الـDNA في النواة.

 ومن ثم يتم بناء البروتين المنجز لوظيفة معينة تنم عنها الشفرة.

إن كل ثلاث من القواعد النتروجينية آنفة الذكر تحدد حامضاً أمينياً واحداً..

 أي أن الظفيرة في جزيء الـDNA وشفرة المعلومات المنتسخة منها تقرأ على شكل مجموعة من ثلاث قواعد.

مثلاً TGT هي شفرة الحامض الأميني Thrinine، وكذا يكون GTG هي شفرة الحامض الأميني Histidine ..

وقد تتجمع مجموعة من أمثال هذه الشفرات لتكون بروتيناً معيناً تتحقق به وظيفة خاصة تنم عن مجموعة صفات.

وعليه تكون احتمالات تشكيل حامض أميني من القواعد النتروجينية الأربع ثلاثاً فثلاثاً في وقت واحد هي:

4 × 4 × 4 = 64 قراءة محتملة للأحماض الأمينية..

وهذا العدد أكثر مما يوجد في الأحماض الأمينية المهمة المكونة للبروتين وهي (21) حامضاً أمينياً فقط.

ويمكن توضيح هذه العملية المعقدة بالشكل التالي:

إن الشفرة التي تختبئ بها معاني الحياة وتوقيتاتها داخل الـDNA ومراسله الحامل لها الـٌRNA، إنما تكتب بلغة تتكون من

 أربعة حروف، والتي هي القواعد النتروجينية التي أشرنا إليها بالاسم والصيغة الكيمياوية والحرف.

وهذه اللغة هي لغة الجينات، فالأحرف اللغوية تصطف مع بعضها لتكوّن الكلمات.

ومجموعة الكلمات تكوّن الجمل، ومجموعة الجمل تؤلف فقرة، ومجموعة الفقرات ربما تكون بحثاً.

 ومجموعة البحوث تكون كتاباً، ومجموعة الكتب تؤلف مكتبة.

هكذا بالضبط تتشكل شفرة الحياة في البناء المادي الجيني للـDNA، ثم يأتي مراسله الـRNA لينقل منها التعليمات إلى

الأجزاء المختصة بميزات الحياة وضمن وقتها المحدد بدقة وصرامة متناهية،

إلا ما شاء الله تعالى المصمم لهذا الـDNA نوعاً وجنساً.

ولغة الجينات ثلاثية الأحرف في كلماتها..

فإذا نظرنا إلى خارطة الجين لنقرأها نجدها تتألف من أربع قواعد نتروجينية،

كل ثلاث تتركب لتكون حامضاً أمينياً، ومجموعة الحوامض الأمينية حسب عددها ونوعها وتسلسلها

تؤلف بروتيناً معيناً، ومجموعة البروتينات حسب نوعها وعددها وتسلسلها أيضاً تشكل نسيجاً..

وكذا فإن مجموعة أنسجة تكون عضواً، ومثله فإن مجموعة أعضاء تشكل جهازاً من أجهزة الحياة

كالجهاز التنفسي أو الجهاز الهضمي.. ومجموعة الأجهزة تكوّن الجسد الحي للنبات أو الحيوان أو الإنسان.

وعليه فإن لغة الحياة واحدة، وأحرفها أربعة ثابتة، وكل معاني الحياة،

تأتي من شفرة مخبوءة في تصميم الـDNA في النواة في خلايا المخلوق الحي

إنساناً كان أو حيواناً أو نباتاً، والفرق هو في الترتيب والعدد والتسلسل.

فسبحان الله الملك الخلاق الذي أحصى كل شيء في إمام مبين.

 

أعلى الصفحة

     شفرة الحياة

   إن أصغر وحدة بنائية في قيام الكائن الحي، وبروز معنى الحياة، هي الخلية..

    والخلية تتكون في أبسط أحوالها من أجزاء بالغة التعقيد لا يوازيها شيء مما صنع عقل الإنسان من (كومبيوترات)

    معقدة وبرامج هائلة، بل وما تحويه كل مصانع العالم ومختبراته.

    وعليه صار علم الخلية تخصصاً قائماً بذاته، فهو متشعّب ودقيق جداً، وصارت الجامعات ومراكز

   البحوث المتخصصة تقيم المؤتمرات لمناقشة التعقيد في كل أجزاء الخلية ووظائف كل جزء منها.

   إن ما يهمنا هنا من الخلية الحية، هو سر حياتها ومعناه، من أين يأتيان؟ وأين هو مكمنهما؟.

   أما لماذا اخترنا الخلية؟.

   فذلك لاعتبارها وحدة بناء الحياة الصغرى والبسيطة، فالذي يهمنا هو الابتعاد عن التعقيد

   لتكون لنا القدرة على البيان وتبسيط هذا العلم المعقد الضخم.

   ولكي نعطي فكرة عن علم الخلية علينا أن نتصور أن الخلية الواحدة في نشاطها الحيوي

   تساوي التعقيد في حوالي (800) مصنع معقد مما يركبه الإنسان لمصالحه وإنتاج حاجاته.

  الخلية الحية؛ وبدرجة كبيرة من التبسيط والإيجاز،

  هي عبارة عن نواة يحيط بها سائل يسمونه »سيتوبلازم« تسبح به عدة تراكيب ويحيط به جدار يسمونه جدار الخلية.

  إن شفرة الحياة تكمن في النواة؛ فهي المركز والعقل المبرمج والمسيطر على جميع فعاليات الخلية.

  تقع النواة في مركز الخلية وتحتوي على عدد معين من »الكروموسومات« خاص بكل كائن..

  فالإنسان مثلاً تحتوي نوى خلاياه على (23) زوجاً من الكروموسومات

  - ما عدا كريات دمه الحمراء - ولا يوجد كائن آخر على وجه الأرض يشاركه هذا العدد من الكروموسومات.

  ولكن ما هو الكروموسوم هذا؟!

  الكروموسوم يتكوّن من ظفيرة طويلة من الحامض النووي الذي يسمونه (دي أوكسي ريبو نيوكلك أسيد De oxyribo neuclic acid)

  ويشيع بأوائل حروفه المكوّنة لاسمه اختصاراً بـ(DNA

أعلى الصفحة

الجيـــــــــــن (المــــــــورّث)

الجين (gen) كلمة لاتينية معناها (المولّد) أو الأصل..

 ثم اصطلح عليها في علم الوراثة بأنها المورّث، إذ هي الأصل في كل صفة حية متوارثة..

وحقيقة الجين هنا هي مجموعة المركبات التي تتكون من ثلاث قواعد نتروجينية من أصل أربع لكل أنواع الجين، وهي:

1) الأدنين Adenin: ويرمز له بالحرف A وصيغته الكيمياوية هي: C5N5H5

2) الثايمين Thymine: ويرمز له بالحرف T وصيغته الكيمياوية هي: C4O2H5

3) السيتوسين Cytocine: ويرمز له بالحرف C وصيغته الكيمياوية هي: C4H7N3O

4) الغوانين Guanin: ويرمز له بالحرف G وصيغته الكيمياوية هي: C4H5N6O

هذه هي القواعد الأربع التي تكتب بها لغة الحياة بشكل شفرة، وتكون هذه الشفرة من

 كلمات تتكون كل واحدة منها من ثلاث قواعد من هذه القواعد التي أشرنا إليها، وتسمى اصطلاحاً لغة الجينات.

والجين هو / أصل المورّثات ومصدرها، تضم خارطة الجين من الـDNA البشري

ثلاثة مليارات قاعدة نتروجينية، يشار إليها بـ(ثلاثة مليارات حرف) هي: A.C.T.G

وهي تتركب ضمن (800) ألف جين عُرف منها حتى 25/ حزيران/ 2000م حوالي (7700) مرض وراثي، وكل جين يُعرف بالحروف الخاصة به.

إن كل كائن حي إنما يتميز عن غيره من الأحياء بما تتميز به شفرته الجينية التي يتضمنها الـ(DNA) في نواة خلاياه.

فهناك تصميم لجينات كل كائن في خريطة الـ(DNA) الخاصة بذلك الكائن لا يشابهه بها أحد مطلقاً، إلا

 أن هناك ميزات في البناء المادي الكيماوي لكل جين تتكرر دوماً،

فالجين هو مجموعة / أحماض أمينية تترتب وتتكامل مع بعضها، فمثلاً نجد T دائماً يقابل A كما نجد دوماً أن G تقابل C.

وبناءً على هذا التكامل والترتيب والتسلسل يتم في النواة نسخ ما يطلق عليه اسم الشفرة الوراثية بواسطة المرسل mRNA.

 

أعلى الصفحة

 

 

التغيرات المحتملة في تركيب ألجين

قد يحصل تغير في بعد الشفرة الحياتية لكائن ما؛ سواء بمؤثر خارجي أو داخلي أو لأي سبب آخر..

والتغير الذي نقصده هو حصول إما إضافة أو حذف أو إعادة تركيب قاعدة نتروجينية واحدة أو مجموعة قواعد في جزيئة الـDNA.

إن أي تغير ولو بسيط يطرأ على الشفرة الوراثية يؤدي إلى تغير الحامض الأميني، وبالتالي تغير البروتين المصنّع منه،

حيث هناك مجموعة أحرف لغوية في شفرة الحياة إذا فصلت طبقاً للغة الشفرة الحياتية - ثلاثاً ثلاثاً -

فإنها قد تكون كلمات ذات معنى مثلاً، ومجموعة هذه الكلمات قد تكون جملة مفيدة كما في المثال التالي:

هذه الشفرة تؤلف جملة مفيدة ترجمتها بالعربية هي: (القطة جلست وأكلت الفأرة ثم هربت).

ولو افترضنا أن حرفاً واحداً زائداً أدخل على أحرف هذه الشفرات في لغة هذا الجين لسبب من الأسباب، فماذا يحدث؟

الجواب: بعدان تُعزل هذه الحروف ثلاثة فثلاثة.. كشفرة وراثية، فإننا نجد أن الكلمات المكتوبة من هذه الحروف لا يكون لها معنى،

فهي لا تؤدي وظيفتها المطلوبة منها، فنحن نرى أن الجملة المكونة من هذه الكلمات لا يكون لها معنى أيضاً.

وهذا ما يحدث بالضبط على مستوى الجينات، حيث لو دخلت قاعدة نيتروجينية واحدة نتيجة لسبب ما

في تركيب الحامض الأمينيم في تركيب البروتين الموجه لعمل حيوي ما، فإنه يؤدي إلى خلل في العمليات الحيوية للخلية،

 ثفقد يؤدي إلى بروز صفة حياتية جديدة وقد يؤدي إلى الموت.

مثال:

لو دخل الحرف A الذي يمثل قاعدة الأدنين (Adinine) في المثال السابق على لغة الجين في المثال السابق هكذا:

من كل ما سبق يظهر أن في الإنسان

ثلاثة مليارات قاعدة نيتروجينية في الخلية الواحدة من جسده..

أي أن لغة الإنسان الجينية تتكون من ثلاثة مليارات حرف، مكتوبة بكلمات ثلاثية الأحرف..

ولو أن حرفاً واحداً قد تغير في هذه المليارات، لأدّى ذلك إلى أحد الأمراض الوراثية.

كما يحصل في مرض الدم الوراثي (فقر الدم المنجلي).

 

أعلى الصفحة

 

علم هندسة الجينات Genetic Engneering

بعد أن اكتشفت جزيئة الـDNA بظفيرته المزدوجة التي تبدو بشكل حلزون سنة 1953م، وبعد أن اتضح أنها جزيئة ثابتة كيميائياً خلاف البروتينات،

ويمكن استخلاصه مخبرياً، أدّى ذلك إلى نشوء علم الهندسة الوراثية والتي هي هندسة الجينات (المورّثات).

وهذا العلم يعتمد على تقنية إعادة صياغة الـDNA، التي يسمّونها بالإنجليزية (Recombinant)..

وفي هذه التقنية يتم:

خلط قطعة (Segment) من الـDNA.

أو جزء منه (Fragment) أو غرزة (Insert)، أو تسلسل (Sequence) منه مع قطعة أخرى منه أو من DNA آخر.

ويرجع تاريخ الهندسة الوراثية إلى مطلع السبعينات.

 وذلك عندما اكتشف كل من »بول برغ« و»هربرت بوير« و»ستانلي كوهين«

تقنية إعادة صياغة الـDNA، حيث أمكن بهذه التقنية نقل جين من كائن حي بعيد جداً من صنفه إلى كائن حي آخر،

وتجاوز الحواجز الطبيعية بين

الأنواع (Species)، والأجناس (Genus)، والفصائل (Families)، والرتب (Order)، والصفوف (Classes)،

بل وتجاوزت هذه التقنية إلى النقل بين الشعب (Phyal)، كما أمكن تكثير الجين المعادة صياغته (Cloning)

وتنسيله عدداً كبيراً من المرات بغرزه في البكتريا.

وبواسطة علم الهندسة الوراثية أمكن قطع تسلسل الـDNA بأحد الأنزيمات وغرزه في جزيء آخر من الـDNA

أزيل منه تسلسل مقابل الأنزيم نفسه، وبهذا حصلوا على مواد دوائية نادرة وكانت باهظة الثمن من أمثال:

(الأنترفيرون، الأنسولين البشري، هرمون النمو، العامل المضاد للتربسين إلفا، والعامل ـ 1x المضاد لتخثر الدم)،

وبكميات كبيرة جداً تفوق حدود التصوّر إذ تزيد ملايين ملايين المرات على تراكيزها في الطبيعة.

كما إن تقنيات الهندسة الوراثية كانت وراء تسريع العمل في مشروع الجينوم البشري (HGP)، أي: (Human Genume project).

أعلى الصفحة

 

هندسة النسيج Tissues Engneerring

يبرز عن الهندسة الجينية؛ علم اللقاحات الجينية، و علم المعالجة الجينية .

وإن أخطر ما يمكن أن تتمخّض عنه تقنية الهندسة الوراثية هو تكوين كائنات محوّرة جنينياً Genetically Modifid Organisms.

 ذلك لأن هذا الفعل غير موجه وغير محسوب، فقد يأتي بكائن لا يبقي ولا يذر لأنه أصلاً جاء معاكساً لطبيعة الحياة بفعل غير موجّه.

إن هندسة النسيج/ هي علم حديث بدأ لتوّه ويعوّل عليه كثيراً في إمكان زرع أعضاء جديدة مكان أعضاء تالفة أو معتلّة

(مثل المثانة والأوعية الدموية، وربما القلب والكبد والبنكرياس وأعضاء أخرى).

وتعتمد هذه التقنية على زرع خلايا جنينية غير متمايزة تعرف بالخلايا الجذعية الجنينية Embroynic Stem Cell.

حيث تزرع هذه الخلايا الجذعية على قالب شبكي البنية له شكل العضو المعني،

وتتألف (أسلاك) هذا القالب من مادة قابلة للتفكك بأيدولوجياً Biodegradable.

 فتوضع الخلايا الجذعية الجنينية على سطوح القالب الخارجية والداخلية في عيون الشبكة وتبني العضو المعني.

أما الخلايا الجذعية الجنينية، فتؤخذ حيث يكون الجنين في أسبوعه الثاني، وقبل أن تبدأ الخلايا في التباين،

 فهي لم تزل لم يكتب عليها أي اتجاه، ويمكن توجيهها في أي مسار تمايزي منشود فتدخلها على تركيب

 وسط الزرع، وذلك لأن ظفيرة الـDNA في هذه الخلايا الساذجة لم تمتلك نمطاً محدداً.

وعلى الرغم من الفوائد التي تأتي بها هندسة النسيج حيث يمكن صناعة الأعضاء المعتلّة،

إلا أن ذلك قد يكون على حساب الاتجار بالأجنة مستقبلاً.

 

أعلى الصفحة

 

منشأ وتطور الهندسة الوراثية 

 

جاءت الهندسة الوراثية كمحصلة طبيعية لثورتين علميتين، هما:

  ثورة اكتشاف أسرار المادة الوراثية DNA

وثورة اكتشاف إنزيمات التحديد Restriction enzymes التى تقوم بقص الـ DNA فى مواقع محددة.

وبدأت الثورة الأولى عندما اكتشف العلماء أن الحمض النووى DNA هو المادة الوراثية،

ثم اكتشاف تركيبه الكيميائى (عبارة عن شريطين متكاملين من السكر والفوسفات والقواعد النيتروجينية الأربع وهى:

 الأدينين والجوانين والسيتوسين والثيامين)، ويأخذ هذان الشريطان شكل الحلزون،

 وهناك نقاط معينة فى هذين الشريطين تلتقى كل منها بالأخرى، وكل شريط يحمل المعلومات الكاملة اللازمة

للتحكم فى بناء البروتينات اللازمة لتوجيه المعلومات الحيوية، التى يؤدى مجموع تفاعلها فى النهاية

 إلى تكوين الكائن الحى وقيامه بوظائفه الحيوية المختلفة.

 ثم تبعه اكتشاف أسرار الشفرة الوراثية (وهى تتابع القواعد النيتروجينية فى كلمات وجمل تقوم بتخزين المعلومات الوراثية

فى لوح محفوظ مسئول عن حياة الكائن الحى من الإنبات حتى الممات، وهى الجينات) وفك رموزها.

 وبذلك استطاع أن يقرأ شفرة كل جين ويتعرف عليها، ثم استطاع تخليقها معملياً،

أو الحصول عليها من استخلاص الـ DNA من أى كائن حي، أو حتى الفيروسات، ثم بعمليات الجراحة الوراثية يقوم بإعادة ترتيبها فى شفرات .

.
 

 

أعلى الصفحة

 

الاستنساخ Cloning

كما سمعنا وشاهدنا فإن الإعلان عن ولادة النعجة (دولي) كان دليلاً على أنه يمكن للفكر البشري غير الملتزم بدين الله

أن يتحوّل إلى أداة تتلاعب بها وسائل الإعلام المغرض.

فمن تلك الوسائل من نادت باستنساخ آينشتين، وغيره ممن بلغ حد الخلود في حين يقف العلماء حيارى في ألغاز الـDNA،

بل وسمّى أحدهم (دولي) بأنها سيئة الطالع لأنها تسببت في موت آلاف الأجنة التي لم يكتب لتجاربها النجاح..

فلقد كان المبدأ النظري والتجريبي للاستنساخ موجوداً من مطلع هذا القرن.

ولنطلع الآن على ما تم من الناحية التجريبية في عملية استنساخ النعجة (دولي)..

فلقد اتبعت الخطوات التالية:

1) الحصول على خلية بيضة غير ناضجة من مبيض إحدى النعاج.

2) إخراج نواة هذه البيضة غير الناضجة بواسطة المص.

3) أخذ خلية هاجعة من ضرع نعجة حامل، ووضعها مكان نواة الخلية للبيضة غير الناضجة.

وكانت هذه الخلية قد زرعت لفترة من الزمن وجوّعت للتأهب بالدخول في الدورة الخلوية الانقسامية،

 فلا تكوّن الـRNA المراسل وبالتالي لا يحصل فيها تغير.

4) دمج الخلية الضرعية الهاجعة المجوّعة بالخلية البيضية المنزعة النواة، بواسطة تيار كهربائي.

5) تفعيل البيضة (المخصبة) صنعياً بواسطة الصدم الكهربائي أيضاً فتشرع عندئذٍ بالانقسام.

6) عند وصول البيضة المتشطرة مرحلة الأريمة يتم غرسها في رحم أم بديلة هيئت خصيصاً للحمل بحقنها مسبقاً

بالبروجسترون، وإثر فترة حمل سوية ظاهرياً ولدت النعجة دولي.

إن علم الجينوم لا يزال في الخطوة الأولى من الشوط ذي الألف ميل،

وإن كل علم له في وجوه الخير والشر صروف، ولقد قال الإمام علي(ع): (قصم ظهري رجلان عالم متهتك وجاهل متنسك)

ذلك لأن العلم إن لم يرافقه دين فإنه لا يؤمن شره الخطير الكبير.

 

أعلى الصفحة

 

ثورة في علم الأحياء

يتساءل الكثيرون عن سبب الضجة المرافقة للإعلان المرتقب عن فك شفرة الجينات البشرية، وما معنى مشروع الجينوم البشري الذي يصفه البعض بأنه أهم إنجاز علمي في التاريخ، ويكاد يكون في أهمية الانشطار النووي والانطلاق إلى القمر

يؤكد العلماء أن الكشف عن تركيب الكروموسومات التي تتكون منها الشفرة الوراثية للإنسان سيؤدي إلى معرفة العوامل الجينية التي تسبب مختلف الأمراض، ويؤذن بحقبة جديدة في عالم الطب تعطي أملا في القضاء نهائيا على الكثير من الأمراض المستعصية مثل السرطان والقلب والشيخوخة

ويعدنا العلماء أنهم بمساعدة المعطيات الجديدة سيتمكنون للمرة الأولى في تاريخ البشرية في وضع أدوية وفق المواصفات الجينية للمريض على أساس استجاباته التي يمكن توقعها من تكوينه الجيني، وبالتالي سيتم علاج الأمراض حتى قبل ظهور أعراضها

رحلة الخلية لتصبح إنسانا

يمكن وصف الجينوم البشري بأنه خارطة تصف جميع الجينات التي تحكم جسم الإنسان وتحدد مجموع صفاته البدنية والنفسية

ويقول الدكتور قيس الأوقاتي أستاذ الطب في جامعة كولومبيا المختص في دراسة الخلايا البشرية، لبي بي سي أونلاين إن أهم سؤال يطرحه علم الأحياء هو كيف تتطور خلية واحدة مخصبة إلى إنسان كامل بشخصية متفردة

ويشرح الأوقاتي أن ذلك يحدث بسبب برنامج عمل الحامض النووي، أو دي أن أي، المادة التي تتكون منها كروموسوماتنا

ماذا ستعني خريطة الجينوم البشري للعالم الثالث

وتحتوي شرائط الحامض النووي الورائي على أربعة أنواع من المركبات الكيماوية يرمز لها بالأحرف أي، سي، جي، تي نسبة إلى اسمها الكيماوي، مرتبة في أزواج على امتداد شريط الحامض النووي، الذي يتكون من ثلاثة ملايين وحدة

وما يتوقع أن يكشف عنه مشروع الجينوم البشري هو تسلسل أزواج هذه المركبات أو الوحدات الكيماوية مع بعضها البعض

وما يطمح العلماء إلى معرفته حقا هو موقع أجزاء السلاسل الني تستخدمها الخلايا كقوالب لصنع بروتينيات لبناء الجسم والبقاء على الحياة

ويقول باحثو مشروع الجينوم البشري إنهم تمكنوا من وضع مخططات تسعين في المئة من محتويات الكروموسومات. والعشرة بالمئة الباقية في طريقها للحل، ولكنهم يقولون إنها لا تتضمن معطيات مهمة

ويؤكدون أن تحديد المضامين الدقيقة للمعلومات الجينية الجديدة سيحتاج إلى عشرات أخرى من السنين تخصص للدراسة والبحث المتواصل

سباق السلحفاة والأرنب

تحقق التوصل إلى النتائج الأخيرة قبل الموعد المحدد بفضل إدخال تقنية متطورة، وبفضل منافسة بين بحثين أحدهما تم بتمويل حكومي والاخر قامت به شركة خاصة

نفذ المشروع الحكومي المعهد القومي للصحة في ولاية ميريلاند في الولايات المتحدة، الذي يرأسه العالم فرانسيس كولينز

وهو مؤسسة عالمية تأسست عام خمسة وثمانين بدعم من دول ومؤسسات بحوث علمية من أحد عشر بلدا، وتساهم على وجه الخصوص وزارتا الصحة والطاقة الأمريكيتين بجزء مهم من التمويل، إضافة إلى معهد ويلكوم ترست البريطاني

سار مشروع الجينوم الحكومي بخطوات بطيئة وثابتة في طريقه إلى موعد الاستكمال الذي حدد في البداية بعام ألفين وخمسة

السرعة شعار العالم الأمريكي كريج فينتير

لكن في عام 1998 ظهر العالم الأمريكي كريج فينتير وشركته سيليرا جينوميكس، التي أسسها حديثا، ليعلن عن نيته في إنهاء تسلسل الجينوم البشري في ثلاثة أعوام فقط

وعدت شركة سيليرا بتحقيق السبق في مسح الجينات البشرية باستخدام تقنية متطورة، تمزق المادة الجينية إلى أجزاء صغيرة ثم تحاول تجميعها بمساعدة ثاني أكبر وأقوى كومبيوتر في العالم بعد كومبيوتر مختبر الأسلحة النووية في لوس آلوموس في الولايات المتحدة

اشتداد المنافسة

وأدت المنافسة على قرار المؤسسة الحكومية إلى تعديل الموعد النهائي لاستكمال المشروع عدة مرات

وفي شهر أبريل/نيسان الماضي أعلنت شركة سيليرا أنها انتهت من رسم سلاسل الحامض النووي البشري جميع الكروموسومات، وإنها على وشك ترتيب المعطيات في تسلسلها الصحيح

وكانت شركة سيليرا تنوي الحصول على حقوق ملكية وبيع المعلومات الجديدة لشركات الأدوية والجامعات والباحثين وحتى الأفراد، الأمر الذي رفضته المؤسسة الحكومية التي دأبت منذ البداية على الإعلان عن اكتشافاتها يوميا على موقع في الانترنت

ويقول الدكتور الأوقاتي إن شركة سيليرا جينوميكس تقدمت بعرض للباحثين في جامعة كولومبيا للحصول على المعلومات التي توصلت إليها لقاء خمسة عشر ألف دولار في السنة

وظهرت في الأيام القليلة الماضية بوادر انحسار للخلافات التي صاحبت عمل الجانبين، و أشادا بجهود بعضهما مما يشير إلى احتمال التوصل إلى اتفاق بينهما

 

أعلى الصفحة

 

الجينوم  البشري Genome

الجينوم: هو علم يعمل على وضع الخرائط الأربع للإنسان في معاني حياته في الـDNA، وهي الجينية (الوراثية)

والفيزيائية، والكيميائية الحيوية، والفيزيولوجية.

الجينوم؛ وكما عرضنا فيما تقدم من البحث، يتمثل بعدد الصبغيات (الكروموسومات) التي توجد في نواة كل خلية من خلايا جسمنا،

وتتألف الكروموسومات من DNA وبروتينات الهستونات ذات الأنواع الخمسة،

وتؤلف جينات نمطنا الجيني جزءاً لا يزيد عن 25 في المائة من كامل الـDNA للخلية.

وإذا أخذنا الإنسان البالغ كمثال، فإن جسمه يتألف من ستين ألف مليار خلية(أي 60 × 10 12) تتوزع في قرابة (800) نسيج،

 وتحتوي كل خلية 44 كروموسوماً جسمياً حيوياً وكروموسومين جنسيين هما الكروموسوم (XX) في الأنثى وكروموسوم (XY) في الذكر.

نرث نصفها من الأم (أي 22 كروموسوماً جسمياً حيوياً وكروموسوماً جنسياً واحداً هو الصبغي (X) دائماً ،

 ونرث من الأب 22 كروموسوماً جسمياً حيوياً وكروموسوماً جنسياً واحداً هو (X) في الابنة والكروموسوم (Y) في حالة الابن).

وتشتمل الصبغيات (الكروموسومات) التي نرثها من أحد الأبوين على 3.5 ×10 9 نكليوتيد.

فإذا كان طول النكليوتيد الواحد يساوي 3.4 انغستروماً وكان وزن الكروموسومات المورثة من أحد الأبوين يساوي 10-12غ.

إذن فإن جسم الإنسان البالغ الذي يتألف من (60 ×10 12) خلية

يحتوي على 6 × 2 × 10-12 × 60 × 10 12= 720 غرام.

ويبلغ طول أشرطة ظفائر الـ DNA في نواة كل خلية من خلايا جسمنا 2.4م تقريباً = (3.4 × 10-1 × 3.5 × 10 9 × 2).

وهكذا فإن طول أشرطة كامل DNA لجسمنا = 144 مليار كيلو متر، أي يساوي 2.4 × 10-3 × 60 × 10 12 = 144 × 10 9-متر.

إن هذا الطول يزيد على قطر المجموعة الشمسية بـ(12) ضعفاً.

هذه الأرقام تعطينا صوراً عن ماهية الـDNA الذي نريد أن نعرف خريطته في عالم الجينوم؛

مع هذا علينا أن نعرف أن نمطنا الظاهري، ونقصد به (أنواع أنسجة جسمنا التي يزيد عددها على 800، وأشكال أعضائنا

 وقسمات وجهنا، وطول جسمنا، ولون الشعر..) كلها مرمّزة في كمية الـDNA للخلايا التي

 يتألف منها جسمنا فيما بين 9 – 27% من كامل الجينوم (الذي يتكون من 24 كروموسوماً 22 حيوي و2 جنسي هما X وY) .

وإن عدد نكليوتيدات الجينوم هي 3.5 مليار نكليوتيد؛ وإذن بمقارنة هذه المعلومات

مع علمنا أن كل خلية في جسمنا تحوي كامل الجينوم، ومن ثم كامل الجينات التي يمكن أن تعبر عن نفسها:

 (ويبلغ عددها قرابة 10 5 جين وتشكل نمطنا الجيني)..

 في هذه المعلومات كلها علينا أن نتصور

إذن كيف يتم اشتقاق (800) نسيج يتألف منها جسمنا.

إنه لغز حيّر العلماء عشرات السنين؛ ولكن ما ذكرناه عن الـRNA المراسل في آليته (التنسخ) (Transcription)

حل اللغز وقد تكون لنا فرصة أخرى للحديث عن هذا، بالتفصيل.

 

أعلى الصفحة

 

الهندسة الوراثية الحيوانية

 لقد تطورت التكنولوجيا الحيوية تطوراً كبيراً ابتداءً من بدء تعامل الإنسان مع الكائنات الحية على أسس علمية راسخة بالطرق التقليدية إلى أن وصلت الآن إلى تطورها الحديث، حيث بلغ تعامل الإنسان مع المادة الحية أقصى درجات الدقة فيما يعرف بتطعيم الجينات ونقلها من كائن إلى آخر.
تعتبر الإنجازات العلمية الهائلة التى سطعت فى منتصف القرن الحالي من اكتشاف طبيعة المادة الوراثية، كذلك اكتشاف آليات ابتناء البروتين ... اللبنات الأولى فى تطور التكنولوجيا الحيوية لتصل إلى مفهومها الحالى ... حيث نتج عن هذه الاكتشافات تطور مذهل فى علوم الوراثة، مما أدى إلى تغير كبير فى الكثير من طرق تناول حقائق العلوم الأساسية (النبات والحيوان وغيرهما)، وكذلك تطور الأساليب البحثية المستخدمة فى التكنولوجيا الحيوية بمجالاتها المختلفة، وأخيراً ظهور التكنولوجيا الحيوية المتقدمة.
 وقد تطورت التكنولوجيا الحيوية تطوراً جذرياً منذ أوائل السبعينيات واتسعت وتشعبت نشاطاتها بدرجة كان لها آثار متعاظمة فى اقتصاديات العالم. ثم جاءت ثورة الإنزيمات، ومن بينها إنزيمات البلمرة وإنزيمات القطع المتخصصة وإنزيمات النسخ العكسية وغيرها. والتى أسرعت من تداول وتناول المادة الوراثية فى مخطط متكامل للوصول إلى هدف معين. ويدور هذا التطور حول حجر زاوية فريد من نوعه، وهى أن الوراثيين بإمكانهم الآن وضع المادة الوراثية على مائدة العمليات لتصبح مطوعة للتغيير كمًّا ونوعاً، بحيث تحذف منها مقاطع أو يضاف إليها ويعاد صياغتها بحيث تعبر عن ذاتها بطريقة جديدة، وهو ما يسمى بالتطعيم الجينى .. وهو اتجاه معاصر فى علوم البيولوجيا تبلور خلال العقود القليلة الماضية، تنحصر مهمته فى برمجة أشكال من المناهج المبتكرة، وبمعنى آخر التحكم فى الصفات بكم وكيف يفوق كثيراً كل ما أعطته كافة الطرق الأخرى كالانتخاب والتهجين والتطفير.
لقد تعرضت مجالات الإنتاج الحيوانى لثورتين .. أولهما هى الثورة الخضراء الأولى: التىأسفرت عن استخدام الوسائل التقليدية فى تحسين عناصر الإنتاج الحيوانى، ثم الثورة الخضراء الثانية: التى اعتمدت على التعامل الدقيق مع المادة الحية فيما يعرف بالهندسة الوراثية لإضافة الجينات الخاصة بزيادة الإنتاج وإنتاج المستحضرات المناعية والتشخيصية والعلاجية للحيوان والبرمجة الوراثية لتحسين الأسماك.

 

أعلى الصفحة

 

الهندسة الوراثية النباتية

 لقد اعتمدت تربية النباتات بالطرق التقليدية على ملاحظة ومتابعة الاختلافات الوراثية داخل كل عشيرة،

 والانتخاب لسنوات عديدة أو بعمل تهجينات بين النباتات المتشابهة بغرض الحصول على أصناف متميزة فى بعض الصفات.

 وبالرغم من أن هذه الطرق التقليدية أنتجت أصنافاً عالية الغلة من القمح والأرز والشعير،

فقد أجبرت المزارعين على التخلي عن عدد كبير من الأصناف المحلية وقريباتها البرية.
وقد أدى هذا التنميط الوراثى فى مجال الزراعة إلى القضاء على قدرة المحاصيل التقليدية

على التلاؤم مع بيئات طبيعية مختلفة وظروف نمو متباينة، فخسرت البشرية حوالي 75% من التنوع الوراثى للمحاصيل الزراعية منذ بداية القرن الحالى.

مع أن العالم يحفل بأنواع نباتية هائلة لم تستغل بعد؛ فهناك على الأقل أكثر من ثلثمائة ألف نوع من الفواكه الاستوائية عالية القيمة الغذائية ومفضلة

 فى بلدان أمريكا اللاتينية، لكنها مجهولة تماماً فى أمريكا الشمالية، حيث تقتصر قائمة الفواكه فيها على الثمار الشائعة من حمضيات وكروم وتفاح وغيرها،

 فمثلاً فى بلد صغير مثل "بيرو" تقل مساحته عن ولاية ألاسكا الأمريكية توجد أنواع من النباتات تعادل سبعة أضعاف ما فى الولايات المتحدة كلها،

 مُشكلةً مستودعاً نباتياً هائلاً ينتظر من يرعاه ويستثمره.
وهذا بعض مما تخبئه الطبيعة لنا من ثروات نباتية غير مكتشفة بعد، فى حين لا تحتوي قائمة طعام البشرية

 إلى الآن إلا على عدد محدود فقط من الأنواع النباتية المعروفة، حيث يشكل فقدان التنوع هذا أو ما يسمى باندثار الموارد الوراثية تهديداً عالمياً يحدق بالزراعة.
 ومع التطور المذهل والسريع فى شتى المجالات العلمية الحديثة، كان من الطبيعي أن تتغير لذلك المفاهيم والأساليب التقليدية المستخدمة فى تربية النباتات المختلفة

 من محاصيل وفاكهة ونباتات طبية وعطرية أو نباتات زينة والعودة للاهتمام بحدائق النباتات البرية وطرق رعايتها ونقلها وحفظها،

حيث تتركز معظم الأبحاث الجارية الآن فى المعاهد والمختبرات على إنتاج أنواع جديدة من النباتات والبذور القادرة على مضاعفة الإنتاج، والملائمة

 فى نفس الوقت للظروف البيئية المحلية، وذلك باستخدام الهندسة الوراثية.

 وتختص الهندسة الوراثية بصورة مباشرة أو غير مباشرة بحذف مقاطع منها وإضافة مقاطع أخرى؛

 بغرض إعادة تشكيل أو صياغة الخلية أو الكائن باستخدام الإمكانيات الوراثية للكائنات الأخرى المتاحة لإضافة صفات لم تكن موجودة من قبل.

 وهو اتجاه جديد فى علم الوراثة الحديثة تبلور نتيجة للتقدم فى عدة علوم مثل:

 الوراثة الجزيئية والبيوكيماوية والكيمياء الحيوية والنبات وزراعة الأنسجة وغيرها.

وتنحصر مهمة هذا العلم من منطوق التسمية فى صياغة أشكال من النظم الوراثية المبتكرة، يتم تجسيدها فى كائنات حية

مرغوبة فى التطبيق وكذلك فى الأغراض العلمية.
إن الزراعة وتطوير أبحاثها مشكلة عالمية، تتجدد معطياتها كل لحظة من لحظات حياتنا، والتطور البشرى الهائل يزيدها حدة،

 وقد يبدو للبعض أنها مشكلة اقتصادية فقط، لكن بعد الدراسة نكتشف أنها مشكلة حيوية وبيئية واجتماعية فى آن واحد،

فما زال النبات على سخائه المعهود تجاه الإنسان، وإن كل ما يقال عن التحول إلى عصر الصناعة أو عصر المعلومات لم يكن ليسرق الأضواء

من النبات ذلك الصديق الوفي القديم.

 إن زراعة النبات أيسر وأرخص كثيراً من استزراع البكتريا أو الخميرة، فضلاً عن استزراع الخلايا الحيوانية وذلك بالنظر إلى متطلبات الزراعة

وحجم الإنتاج. فمن الطريف ما يقال: إن حقلاً من الجاودار "rye" مساحته هكتار واحد،

يمكن أن يحتوى على 300 مليون من الجذور، وهو مقدار يفوق قطر مدار الأرض حول الشمس.

 ومن هنا لم يكن غريباً أن تحظى هندسة النبات وراثياً باهتمام كبير من جانب العلماء

 

أعلى الصفحة

 

الهندسة الوراثية والطب البشرى

 الهندسة الوراثية البشرية هى / إحدى الفروع التطبيقية لعلم الوراثة، وتعتبر ثورة تقنية جبارة تهدف إلى إضافة جينات جديدة تحمل إلى الكائن الحى

صفات لم تكن موجودة من قبل، لحين تجاوز التراكيب الوراثية الموجودة إلى تراكيب جينية أفضل بقصد إصلاح عيب أو خلل فى المادة الوراثية

أو تحسين الصفات العامة للأفراد عن طريق إعادة صياغة الخريطة الجينية.
وقد أثارت الهندسة الوراثية البشرية تصورات وتوقعات العلماء عن الكون والبشرية خلال الألفية المقبلة.

فقد تنبأ عالم الفيزياء الشهير ستيفين هوكينج -الذى يعد واحداً من أهم علماء القرن الحالي-

بأن العلماء سيتمكنون قريباً من حل أهم ألغاز الكون، كما تنبأ بأن الهندسة الوراثية سوف تغير سريعاً شكل ومواصفات وقدرات الجنس البشرى!
وقال هوكينج -فى محاضرة ألقاها فى البيت الأبيض-:

إن معظم أعمال الخيال العلمى التى ظهرت خلال القرن الحالى افترضت أن الإنسان سيبقى كما هو دون تغيير، بينما يتطور العلم إلى مستويات أخرى جديدة، ولكني لا أستطيع أن أصدق بعض هذه الأعمال التى تصور الإنسان بعد 400 سنة كما هو الآن،

ثم أعلن هوكينج عن اعتقاده بأن الجنس البشرى وصفاته الوراثية ستزداد تعقيداً بسرعة كبيرة تفوق تخيلاتنا!

وقال: إن الهندسة الوراثية هى الجسر الذى يعبر عليه البشر للارتقاء والتطور فى صفات الإنسان، وهو أمر مطلوب حتى يستطيع الإنسان ملاحقة التقدم العلمى والتكنولوجى الذى يحققه.

وبرَّر هوكينج أسباب هذا التغيير بقوله:

إن الجنس البشرى يحتاج إلى تحسين صفاته العقلية والجسدية، حتى يمكنه التعامل مع عالم يزداد تعقيداً من حوله، ومواجهة ظروف جديدة

مثل السفر فى الفضاء، كما أن الإنسان يلزمه تطوير أنظمته البيولوجية، حتى تقدر على مسايرة الأنظمة الإلكترونية.
 على الجانب الآخر وبخلاف توقعات هوكينج

بأن إنسان المستقبل سيتحول إلى مخلوق "سوبر" حذر علماء آخرون فى أسكتلندا من أن الإنسان القادم سيتسم بالبدانة والصلع بسبب الرفاهية المطلقة، والتقدم العلمى الذى سيجعله لا يفعل شيئاً سوى تناول الطعام، ومشاهدة التليفزيون، وهو ما سيجعله أشبه "بثمرة البطاطس"،

وذكر علماء الآثار الأسكتلنديون

أن هذه الصورة المحبطة لإنسان المستقبل أو "الرجل البطاطس" جاءت نتيجة إقبال البشر الحاليين على توفير الجهد والوقت تجعلهم بعيدين عن القيام بأى نشاط، فضلاً عن أن كثيراً من الناس لا يمارسون الرياضة. وأشار العلماء إلى أن البشر يتجهون إلى الصلع والبدانة وأن يصبحوا كائنات ذات هياكل عظمية قصيرة وأجسام هائلة ضخمة، الأمر الذى ينذر بعواقب صحية وخيمة.

 وطالب العلماء بتغيير الإنسان لأسلوب معيشته الحالى، والابتعاد عن هذا النمط الاستهلاكي، والاهتمام بالبيئة المحيطة به،

وإلا "فالرجل البطاطس" قادم لا محالة!
ومن الأحلام الوراثية التى فى طريقها للتحقيق مشروع الطاقم الوراثى البشري أي رسم خرائط الجينات البشرية من خمسين ألف إلى مائة ألف جين والذى سيتطلب ما يزيد عن ثلاثة بلايين دولار. إن الوصول إلى أسرار الأطقم الوراثية يشبه لحد بعيد ما حدث فى الكيمياء من اكتشاف الجدول الدورى للعناصر.

 ومن المؤكد أن هذا المشروع سيزيد من فهمنا للسلوك البشرى والجينات الوراثية فى الصحة والمرض، مما يساعد فى تصميم اختبارات للإرشاد الوراثى.

 لقد بدأت بالفعل ثورة الهندسة الوراثية البشرية وتقدمت بحوثها وتطبيقاتها.

وبالرغم من أن جزءًا كبيرًا من منجزات هذه الثورة ما زال بعيداً فى مخيلات العلماء ومعاملهم فقط

فإن التعامل مع الجينات البشرية فى حاجة إلى ما يحكمه ويفلسفه ويقيده إذا لزم الأمر.

 

أعلى الصفحة

 

الهندسة الوراثية والطب الشرعي

الجينات التى تنقل الرسالة الوراثية من جيل لآخر، وتوجه نشاط كل خلية هى عبارة عن

جزيئات عملاقة تكون ما يشبه الخيوط الرفيعة المجدولة تسمى الحمض النووى الريبوزى المختزل DNA، وتحتوى هذه الرسالة الوراثية على كل الصفات الوراثية بداية من لون العينين حتى أدق التركيبات الموجودة بالجسم.

 وتترتب الجينات فى خلايا الإنسان على 23 زوجًا من الكروموسومات فى نواة الخلية، والكروموسومات مركبة من الحمض النووى وبروتينات، وهذه البروتينات تلعب دوراً هاماً فى المحافظة على هيكل المادة الوراثية، وتنظم نشاط تعبير الجينات الذى يؤدى إلى تكشف وتكوين الفرد الكامل من خلية الزيجوت.

وتوجد بعض الجينات فى الميتوكوندريا، وتورث عن طريق الأم. وتكمن المعلومات الوراثية لأية خلية من تتابع الشفرة الوراثية

 [( تتابع القواعد النيتروجينية الأربع التى وهبها الله للحياة، وهى: الأدينين ( A ) والجوانين ( G ) والسيتوزين ( C ) والثيامين ( T )، التى تكون المادة الوراثية فى صورة كلمات وجمل تقوم بتخزين المعلومات الوراثية فى لوح محفوظ مسئول عن حياة الفرد.
حديثاً تمكّن إليك جيفرس فى جامعة لستر بالمملكة المتحدة من اكتشاف اختلافات فى تتابع الشفرة الوراثية فى منطقة الأنترون Intron متمثلة فى الطول والموقع. وقد وجد أن هذه الاختلافات ينفرد بها كل شخص تماماً مثل بصمة الإصبع -لذلك أطلق عليها بصمة الجينات- باستثناء نوع نادر من التوائم المتطابقة الناشئة عن انقسام بويضة مخصبة واحدة MZT. وبحساب نسبة التمييز بين الأشخاص باستخدام بصمة الجينات وجد أن هذه النسبة تصل إلى حوالى 1 : 300 مليون أى أن من بين 300 مليون شخص يوجد شخص واحد فقط يحمل نفس بصمة الجينات. وقد وجد -أيضاً- أن بصمة الجينات تورث طبقاً لقوانين مندل الوراثية.
المقصود ببصمة الجينات:
بصمة الجينات هى اختلافات فى التركيب الوراثى لمنطقة الإنترون، وينفرد بها كل شخص تماماً وتُوَرَّث؛ أى أن الطفل يحصل على نصف هذه الاختلافات من الأم وعلى النصف الآخر من الأب، ليكون مزيجاً وراثيًا جديدًا يجمع بين خصائص الوالدين، وخصائص مستودع وراثي متسع من قدامى الأسلاف. ولقد وُجد -أيضاً- أن بصمة الجينات تختلف باختلاف الأنماط الجغرافية للجينات فى شعوب العالم. فعلى سبيل المثال يختلف الآسيويون (الجنس الأصفر أو المغولى) عن الأفارقة.
تعيين بصمة الجينات:
كل ما هو مطلوب لتعيين بصمة الجينات هو عينة صغيرة من الأنسجة التى يمكن استخلاص الحمض النووى الريبوزى المختزل DNA منها، فعلى سبيل المثال:
* عينة من الدم فى حالة إثبات بنوة.
 * عينة من الحيوان المنوى فى حالة اغتصاب.
* قطعة جلد من تحت الأظافر أو شعيرات من الجسم بجذورها فى حالة وفاة بعد مقاومة المعتدي.
* دم أو سائل منوي مجمد أو جاف موجود على مسرح الجريمة.
* عينة من اللعاب.

وحديثاً تمكَّن العالمان الأستراليان رولند فان وماكسويل جونز فى عام 1997م من عزل المادة الوراثية من الأشياء التى تم لمسها مثل المفاتيح والتليفون والأكواب بعد استخلاص المادة الوراثية، يتم تقطيعها باستخدام إنزيمات التحديد Restrection enzymes ، ثم تفصل باستخدام جهاز الفصل الكهربائى Electrophoresis ثم تُنقل إلى غشاء نايلون، ثم باستخدام مسابر خاصة Probes يتم تعيين بصمة الجينات على فيلم أشعة.
بصمة الجينات كدليل جنائى:
على الرغم من مرور وقت قصير على اكتشاف بصمة الجينات، إلا أنها استطاعت عمل تحول سريع من البحث الأكاديمى إلى العلم التطبيقى الذى يستخدم حول العالم، وخصوصاً فى الحالات التى عجزت وسائل الطب الشرعي التقليدية أن تجد لها حلاً مثل:

 قضايا إثبات البنوة، والاغتصاب، وجرائم السطو، والتعرف على ضحايا الكوارث.
وحيث إن نسبة النجاح التى تقدمها الجينات تصل إلى حوالي 96% فقد شجع ذلك الدول المتقدمة مثل أمريكا وبريطانيا على استخدامها كدليل جنائى.

بل إن هناك اتجاهًا لحفظ بصمة الجينات للمواطنين مع بصمة الإصبع لدى الهيئات القانونية.

وقد تم الحسم فى كثير من القضايا بناء على استخدام بصمة الجينات كدليل جنائى.
ويستند القضاة عادة فى مثل تلك الحالات على الدراسات العلمية التى تقول بأن احتمال وجود تشابه بين البصمة الجينية لشخص بريء مع البصمات الجينية المنتزعة من موقع الجريمة هو واحد فى كل 300 مليون، وبالنتيجة العلمية فإن التشابه يعنى التجريم،

وعليه فإن ما ينبغى القيام به من جانب المحلفين هو محاولة تبين ما إذا كان

 الشخص بريئاً مع الأخذ فى الاعتبار التشابه الحاصل فى البصمة الجينية، والذى أثبتته تقارير الطب الشرعى.

 

أعلى الصفحة

 

مفاهيم عامة في الوراثة

الجين :

وحدات وراثية( أي جزء من DNA ) محمولة على الكروموسومات وتنتقل من جيل إلى جيل آخر بواسطة

الجاميتات المذكرة والجاميتات المؤنثة ( بويضات وحيوانات منوية ) وتتحكم الجينات في نمو صفات الفرد المتكون .

الجين السائد :
هوالجين الذي يطغى اثره على الجين المتنحي عند اجتماعهما في خلايا الكائن الحي ويرمز له بحرف لاتيني كبير .
 

الجين المتنحي :
 الجين الذي يختفي تأثيره عندما يجتمع مع جين سائد ويرمز له بحرف لاتيني صغير.
 

الرابطة الهيدروجينية :

هي رابطة بين ذرة هيدروجين من جزيء وذرة أكسجين أو نتروجين أو كلور من جزيء مجاور , ويمكن تمثيل هذه الرابطة بين جزيئات الماء كما يأتي :

السيادة التامة (الرجحان التام لصفة وراثية):

عندما تجتمع مورثتان متقابلتان متخالفتان معاً في نمط واحد فالمورثة السائدة  ( الراجحة ) تعبر عن نفسها ظاهرياً

وهذا مايسمى نمط الرجحان التام( أو السيادة التامة) .

الصفة السائدة:

 هي الصفة الوراثية التي تظهر في  الطراز الشكلي للجيل الأول نتيجة تزاوج كائنين يختلفان عن بعضهما

 في زوج الصفات المتضادة ويرمز لها بحرف لاتيني كبير .

الصفة المتنحية:

هي الصفة الوراثية التي لا تظهر في الطراز الشكلي للجيل الأول وتظهر في الجيل الثاني ويرمز لها بحرف لاتيني صغير

الصفات المرتبطة بالجنس :

الصفات المرتبطة بالجنس : صفات تحددها جينات متنحية محمولة على الكروموسوم الجنسي X .

الطرز الجينية :

الصفات الوراثية التي يحملها الفرد على شكل جينات . بمعنى أن الطراز الجيني هو تركيب الجينات في الفرد.  وهو المسؤول عن تكوين الطراز الشكلي ( المظهري ).

الطرز الشكلية ( المظهرية ) :

صفات الكائن الحي المظهرية التي نراها بالعين  (مثل الطول والقصر )  أو الوظيفية أو التركيبية الناتجة عن تأثير الجينات وعوامل البيئة .

الكروموسومات :
تراكيب خيطية الشكل ، موجودة داخل النواة تحتوي على مادة DNA
المسؤولة عن حمل الجينات الوراثية .

يتكون الكروموسوم من 60 % بروتين الهتسون ، 35 % RNA  %5 , DNA وتسمى المادة الوراثية التي تحملها الكروموسومات

الكروموسومات الجنسية :

هي الكروموسومات التي تحدد جنس الفرد ذكراً أم انثى في الذكر XY وفي الانثى XX .  

متخالف الجينات " خليط " Heterozygous:

وهو الفرد الذي يحتوي في تركيبه الوراثي على جينات وراثية مختلفة وبالرموز Rr أو Tt مثلا ً.

متماثل الجينات Homozygous:

وهو الفرد الذي يحتوي في تركيبه الوراثي على عوامل وراثية ( جينات ) متماثلة بالرموز RR أو rr مثلاً .

المرض الوراثي :
مرض ينتج من وجود خلل جيني أو خلل في التركيب الكروموسومي أو العدد الكروموسومي في الخلية التناسلية في الخصية أو المبيض.

النبات الهجين ( خليط / غير نقي ):

هو نبات يحمل جينين لصفة ما أحدهما سائد والآخر متنح و يرمز لهما بحرف لاتيني كبير وآخر صغير لنفس الحرف

 

أعلى الصفحة