علم الوراثة هو دراسة كيفية انتقال السمات والخصائص من جيل إلى جيل عبر الحمض النووي، وهو الجزيء الذي يحتوي على تعليمات الحياة. يمكن أن يساعدنا علم الوراثة على فهم أنفسنا بشكل أفضل، بدءًا من مظهرنا الجسدي وحتى المخاطر الصحية التي نواجهها، كما يمكن أن يكشف أيضًا عن علاقاتنا بالكائنات الحية الأخرى، من النباتات إلى الحيوانات.
Related Articles
وفي هذا المقال سوف نستكشف بعض المفاهيم والمبادئ الأساسية لعلم الوراثة، مثل:
- ما هو الحمض النووي وكيف يقوم بتخزين ونقل المعلومات؟
- كيف تحدد الجينات والكروموسومات سماتنا وتنوعاتنا؟
- كيف نرث الجينات من آبائنا وأجدادنا؟
- كيف نستخدم علم الوراثة لدراسة وتحسين صحة الإنسان ورفاهيته؟
ما هو الحمض النووي وكيف يقوم بتخزين ونقل المعلومات؟
الحمض النووي، أو الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين، هو جزيء طويل يتكون من أربعة أنواع من وحدات البناء تسمى النيوكليوتيدات: الأدينين (A)، والثايمين (T)، والجوانين (G)، والسيتوزين (C). تشكل هذه النيوكليوتيدات أزواجًا (A مع T، وG مع C) ويتم ترتيبها في بنية حلزونية مزدوجة، مثل سلم ملتوي.
يُطلق على ترتيب النيوكليوتيدات في جزيء الحمض النووي اسم تسلسل الحمض النووي، وهو يشفر المعلومات الوراثية اللازمة لصنع البروتينات، وهي الجزيئات التي تؤدي معظم الوظائف في الخلية. كل جزء من الحمض النووي الذي يرمز لبروتين معين يسمى الجين.
يتم نسخ الحمض النووي ونقله إلى خلايا جديدة أثناء انقسام الخلايا، مما يضمن الحفاظ على المعلومات الوراثية ونقلها. ومع ذلك، في بعض الأحيان تحدث أخطاء أو تغييرات في تسلسل الحمض النووي، إما بشكل تلقائي أو بسبب عوامل بيئية، مثل الإشعاع أو المواد الكيميائية. تسمى هذه التغييرات بالطفرات، ويمكن أن تغير وظيفة الجينات أو تعبيرها، مما يؤدي إلى اختلافات أو أمراض.
كيف تحدد الجينات والكروموسومات سماتنا وتنوعاتنا؟
الجينات هي وحدات الوراثة التي تحدد سماتنا، مثل لون العين، أو فصيلة الدم، أو الطول. ومع ذلك، فإن الجينات لا تعمل بمفردها، ولكنها تتفاعل مع بعضها بعضاً ومع البيئة لإنتاج الخصائص التي يمكن ملاحظتها للكائن الحي، والتي تسمى النمط الظاهري.
يحتوي كل جين على نسختين أو أكثر، تسمى الأليلات، والتي يمكن أن تختلف قليلاً في تسلسل الحمض النووي ووظيفته. على سبيل المثال، يحتوي الجين المسؤول عن لون العين على أليل للعيون الزرقاء وآخر للعيون البنية. يسمى مزيج الأليلات التي يمتلكها الكائن الحي للجين بالنمط الجيني.
توجد الجينات على هياكل تسمى الكروموسومات، وهي عبارة عن حزم من الحمض النووي والبروتينات التي يتم تنظيمها وتعبئتها في نواة الخلية. لدى البشر 23 زوجًا من الكروموسومات، زوج واحد موروث من كل من الوالدين. يتكون كل زوج من كروموسومين متشابهين، يُطلق عليهما الكروموسومات المتماثلة، والتي تحمل نفس الجينات ولكن قد يكون لها أليلات مختلفة. على سبيل المثال، قد يحتوي أحد الكروموسومات في الزوج على أليل العيون الزرقاء، بينما قد يحتوي الآخر على أليل العيون البنية.
تسمى الطريقة التي يتم بها توزيع الكروموسومات والأليلات على النسل أثناء التكاثر الجنسي بالوراثة. تتبع وراثة الجينات أنماطًا وقواعد معينة، مثل:
مبدأ الفصل: يساهم كل من الوالدين بأليل واحد لكل جين في النسل، بشكل مختلف ومستقل عن الجينات الأخرى.
مبدأ الهيمنة: بعض الأليلات هي المهيمنة على غيرها، أي أنها تحجب تأثير الأليل الآخر في النمط الظاهري. على سبيل المثال، أليل العيون البنية هو المهيمن على أليل العيون الزرقاء، وبالتالي فإن الشخص الذي لديه أليل بني وآخر أزرق سيكون له عيون بنية.
مبدأ التوزيع المستقل: وراثة أحد الجينات مستقلة عن وراثة جين آخر، إلا إذا كانا موجودين على نفس الكروموسوم ومتقاربين من بعضهما البعض. وهذا يعني أن السمات يتم توريثها بشكل مختلف ومستقل عن بعضها البعض، مما يخلق اختلافات بين النسل.
كيف نرث الجينات من آبائنا وأجدادنا؟
يمكن تتبع وتحليل وراثة الجينات من آبائنا وأجدادنا باستخدام أدوات مثل النسب، والأنماط النووية، واختبارات الحمض النووي.
النسب: هو رسم تخطيطي يوضح العلاقات وأنماط الميراث للعائلة على مدى عدة أجيال. ويمكن استخدامه لتحديد طريقة وراثة السمة، مثل الوراثة الجسدية السائدة، أو الوراثة الجسدية المتنحية، أو المرتبطة بالكروموسوم X، أو الميتوكوندريا (mitochondrial)، ولحساب احتمالية وراثة سمة أو مرض.
النمط النووي: هو صورة لكروموسومات الخلية، مرتبة حسب الحجم والشكل. ويمكن استخدامه للكشف عن تشوهات الكروموسومات، مثل الكروموسومات المفقودة أو الإضافية أو المعاد ترتيبها، والتي يمكن أن تسبب اضطرابات وراثية، مثل متلازمة داون، أو متلازمة تيرنر، أو متلازمة كلاينفلتر.
اختبار الحمض النووي: هو وسيلة لتحليل تسلسل الحمض النووي للشخص لتحديد الاختلافات الجينية، مثل تعدد أشكال النوكليوتيدات المفردة (SNPs)، التي يمكن أن تؤثر على وظيفة الجينات أو التعبير عنها. ويمكن استخدامه لتحديد النسب أو الأبوة أو المخاطر الصحية للشخص، وكذلك لتشخيص الأمراض الوراثية أو التنبؤ بها، مثل التليف الكيسي، أو فقر الدم المنجلي، أو مرض هنتنغتون.
كيف نستخدم علم الوراثة لدراسة وتحسين صحة الإنسان ورفاهيته؟
يعد علم الوراثة أداة قوية لفهم وتحسين صحة الإنسان ورفاهيته، حيث يمكنه الكشف عن أسباب وآليات وعلاجات العديد من الأمراض والحالات.
بعض تطبيقات علم الوراثة في الطب والتكنولوجيا الحيوية هي:
الاختبارات والفحص الجيني: استخدام اختبارات الحمض النووي لتشخيص الأمراض الوراثية أو التنبؤ بها، أو لتحديد حامليها أو الأفراد المستعدين لها، من أجل تقديم الرعاية أو الاستشارة الطبية المناسبة.
العلاج الجيني: استخدام الهندسة الوراثية لإدخال أو تعديل الجينات في الخلايا أو الأنسجة، وذلك بهدف علاج أو علاج الأمراض أو الاضطرابات الوراثية.
علم الوراثة الدوائي: استخدام المعلومات الوراثية لتصميم العلاج الدوائي للمرضى الأفراد، بناءً على اختلافاتهم الجينية التي تؤثر على استجابتهم للأدوية، مثل التمثيل الغذائي أو الفعالية أو الآثار الجانبية.
تحرير الجينات: استخدام الأدوات الجزيئية، مثل كريسبر-كاس9، لتعديل تسلسل الحمض النووي للجين بدقة وكفاءة، من أجل تصحيح أو تحسين وظيفته أو تعبيره.
الهندسة الوراثية: استخدام التكنولوجيا الحيوية لإنشاء أو تعديل كائنات حية، مثل البكتيريا أو النباتات أو الحيوانات، ذات السمات أو الخصائص المرغوبة، مثل إنتاج الأنسولين، أو مقاومة الآفات، أو التوهج في الظلام.
علم الوراثة هو مجال رائع وسريع التطور وله آثار عميقة على حياتنا ومستقبلنا. من خلال تعلم أساسيات علم الوراثة، يمكننا أن نقدر بشكل أفضل تنوع الحياة وتعقيدها، وإمكانات وتحديات استخدام علم الوراثة لتحسين صحتنا ورفاهنا.
The post علم الوراثة: كيف يشكل الحمض النووي حياتنا ومستقبلنا appeared first on باحثو العلوم.
This post first appeared on Tecno Spark 8C Review And Specification, please read the originial post: here
