من الوالد إلى ذريته

2012 الوراثيات (علم الوراثة)

جون فارندون…[وآخ]

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

البيولوجيا وعلوم الحياة

بدأت معرفة البيولوجيين المعاصرين وفهمُهم للوراثة، أي الطريقة التي تنتقل بها الملامح من الأبوين إلى صغارهم، بالاستنتاجات التي توصَّل إليها راهب يُدعَى غريغور مندل، والذي عاش في القرن التاسع عشر.

هل تساءلت يوماً عن السبب الذي يجعلك تبدو أكثر شبهاً بأفراد أسرتك من أصدقائك في المدرسة؟ أو عن السبب الذي يجعل القطة لا تلد كلباً مطلقاً؟ تكمن الإجابة في دراسة الوراثة؛ حيث تنتقل الخصائص من الأبوين إلى صغارهم في صورة جينات. ويعرف العلماء الآن أن الجينات تُحمَل على امتدادات من جزيئات الحَمْض الرِّيْبِيُّ النَّوَوِي المَنْزُوع الأكسِجين، أو الدنا (انظر ص26-36).

نحن نفهم الآن بشكل جيد الكيفية التي تنتقل بها الخصائص بين الأجيال، لكن

الوراثة كانت من الأمور الغامضة حتى أواخر القرن التاسع عشر. والرجل الذي اكتشف كيفية عمل الوراثة كان راهب نمساوي يُسمَّى غريغور مندل (1822 – 1884).

تجارب الدير

قام مندل بإجراء الكثير من التجارب في حدائق الدير الخاص به؛ حيث قام بتهجين (مزاوجة) سلالات مختلفة من نبات البازلاء المزروعة في الحديقة.

وكان لهذه السلالات ملامح، مثل لون الأزهار أو شكل البذور، كان من السهل التعرُّف عليها وتصنيفها. يتم تخصيب البويضات الموجودة داخل الأزهار المؤنثة بحبوب اللقاح، وهي مسحوق يحتوي على الخلايا الجنسية التي تطلقها الأزهار المذكّرة (انظر المجلد الخامس: ص34-36).

وتتطوَّر الخلايا المُخصَّبَة إلى بذور. وباستخدام فرشاة دقيقة لنقل حبوب اللقاح، تمكن مندل من تهجين نباتين أو جعل أحد النباتات ذاتي الإخصاب (أي يقوم بتخصيب نفسه). يُظهِر الشكل (إلى اليسار) ما حدث في إحدى تجارب مندل؛ حيث قام بتهجين نبات بازلاء ذا أزهار أرجوانية مع آخر ذا أزهار بيضاء، وتم زراعة البذور الناتجة (المُسمَّاه بالجيل

F1). فنمت جميع النباتات الإبنة لتصير ذوات أزهار أرجوانية. ثم قام مندل بعد ذلك بتأبير (التلقيح في النبات) أزهار الجيل F1 ذاتياً. ومن بين النباتات الصغيرة،

كان ثلاثة أرباعها يتمتَّع بأزهار أرجوانية، لكن أزهار الربع الآخر كانت بيضاء مثل أزهار أحد جديها. ما الذي حدث بحق السماء؟

فهم النتائج

اقترح مندل أن الجسيمات المسؤولة عن نقل ملامح مثل لون الزهرة كانت تتواجد في صورة أزواج، وأن كل نبات أبوي يسهم بجسيم واحد. وبالإضافة إلى ذلك، اقترح مندل أن هذه الجسيمات تنفصل عن بعضها البعض خلال تكوّن الخلايا الجنسية (حبوب اللقاح والبويضات في هذه الحالة).

قم بتدوين وهكذا فإن كل خلية جنسية كانت تحتوي على جسيم واحد. لكن الصغير الناتج كان يتمتَّع بجسيمين، حيث تندمج خليتان جنسيتان لتكوين الصغير. ويُعرَف جسيم الوراثة هذا الذي وصفه مندل الآن بالجين gene. توصَّل مندل في تجربة لون الزهرة إلى أن النباتات الأبوية ذات الأزهار الأرجوانية كانت تمتلك نسختين متشابهتين من أحد الجينات، دعونا نرمز لهما بالرمزCC.

في حين حظيت النباتات ذات الأزهار

البيضاء بنسختين مختلفتين، وهما cc. وقد احتوت كل خلية جنسية أنتجها النبات ذو الأزهار الأرجوانية على جين C واحد، واحتوت كل خلية جنسية منتجة من قبل النبات ذي الأزهار البيضاء على جين c وحيد

تلقَّى الجيل الأول F1 جينا واحدا من كل من الأبوين. لكن جميع النباتات الصغيرة كانت تتمتَّع بأزهار أرجوانية. ويرجع هذا الأمر إلى أن الجين C حجب الجين c.

ويُسمِّي البيولوجيون هذه الصور المختلفة من الجين ذاته بالألائِل. ويحمل أحد الألائِل، وهو C، شيفرة الأزهار الأرجوانية، بينما يحمل الآخر، وهو c، شيفرة الأزهار البيضاء.

ودائماً ما يتم التعبير عن الأليل C عندما يكون موجوداً ويُشَار إليه على أنه أليل سائد (dominant). وعلى العكس من ذلك، فإنه لا يتم التعبير عن الأليل c إلا عندما يكون الأليل C غائباً ولا يستطيع حجب تأثيره (وهو الأمر الذي يؤدي هنا إلى إنتاج النباتات ذات الأزهار البيضاء). ويتم تسمية الألائل مثل هذا الأليل c

بالألائِل المُتنحِّية (recessive).