الدرس الثاني الجيـــنات
درست فيما سبق أن العالم جريجور مندل توصل إلى أن الصفات الوراثية تنتقل من الآباء إلى الأبناء عن طريق عوامل وراثية , أطلق عليها العلماء فيما بعد الجينات .
فما هو الجين ؟
وما تركيبه ؟
وكيف تتحكم الجينات في خصائص الكائنات الحية ؟
الجيــنات
ما هي الجينات ؟
تعلم أن الكروموسوم (الصبغي) يتركب كيميائيا من حمض نووي يسمى DNA مرتبط مع البروتين, وأن الحمض النووي هو الذي يحمل الصفات الوراثية للكائن الحي . وقد توصل العلماء إلى أن الجينات أجزاء من DNA موجودة على الكروموسومات .
وقد توصل العالمان واطسون وكريك إلى وضع نموذج لجزئ DNA يتركب هذا النموذج من شريطين ملتفين حول بعضهما , مثل السلم الحلزوني (وأطلق عليه اللولب المزدوج) وتتكون جوانب هذا السلم من جزيئات السكر والفوسفات , وتتكون درجاته من مجموعة من القواعد النيتروجينية . وهناك أربعة أنواع من القواعد النيتروجينية تكون درجات السلم وهي : الأدنين (A) والثيمين (T) والسيتوزين (C) والجوانين (G) . حيث يرتبط الأدنين بالثيمين والجوانين بالسيتوزين (C≡G & A=T) . وتترتب القواعد النيتروجينية في مجموعات ثلاثية مختلفة , ومن خلال التباديل والتكرار بين هذه القواعد يتكون عددا لا نهائيا من التتابعات , وكل تتابع ثلاثي أو أكثر يمثل شفرة معينة مسئولة عن إظهار صفة محددة .
كيف ترث جيناتك ؟
توجد الجينات داخل نواة كل خلية من خلايا جسدك , وأنت ترث نصف جيناتك الموجودة في النواة من الأم والنصف الآخر من الأب , وذلك عندما تتلقح بويضة الأم بالحيوان المنوي من الأب . وبعد حدوث الإخصاب يتكون الزيجوت الذي ينقسم مرات ومرات ليكون خلايا وأنسجة وأعضاء جسم الجنين , حيث تحمل كل خلية مجموعة كاملة من الجينات المسئولة عن إظهار الصفات الوراثية .
ما نوع الانقسام الخلوي التي يحدث للزيجوت حتى يكون الجنين ؟
....................................................................................................
معلومة إضافية :
• استخدم العالم الدانمركي جوهانسين مصطلح الجين بدلا من العامل الوراثي , وأطلق تعبير التركيب الجيني على تركيب الجينات في الكائن الحي , وتعبير المظهر الخارجي على الصفة الوراثية التي تبدو على الكائن الحي .
كيف تؤدي الجينات وظائفها ؟
تتحكم الجينات في نمو جسمك وصفاته ووظائفه , يتميز كل جين بشفرة خاصة به ممثلة بتسلسل معين من القواعد النيتوجينية المرتبة في مجموعات ثلاثية , وقد تمكن العالمان بيدل وتاتوم من اكتشاف الكيفية التي يتحكم بها الجين , حيث توصلا إلى أن كل جين يعطي إنزيما خاصا , وهذا الإنزيم مسئول عن حدوث تفاعل ينتج عنه بروتين يظهر صفة وراثية معينة وقد استحق العالمان عن ذلك جائزة نوبل عام 1985 م .
لنأخذ مثالا على ذلك وراثة صفة لون العين : إذا ورثت جينا من أحد أبويك يحمل صفة لون العيون البنية وهي صفة سائدة فإن هذا الجين يعمل على تكوين بروتين يظهر هذه الصفة لديك .
الطفــرات
الطفرة هي تغير في طبيعة الجينات التي تتحكم في صفات الكائن الحي , مما ينتج عنه تغير في إحدى صفات هذا الكائن الحي , وتختلف الطفرات وتتنوع وفقا لعوامل عدة منها :
موضع حدوثها : فقد تكون الطفرة جينية أو كروموسومية .
توارثها : فقد تحدث الطفرة في خلايا جسدية فتؤثر على الفرد ولا تنتقل إلى النسل , وقد تحدث في خلايا تناسلية فتنتقل إلى النسل .
منشأها : قد تنشأ الطفرات طبيعيا , أو قد يستحدثها الإنسان .
ولكي نفهم ماهية الطفرة الجينية علينا أن نتذكر أن الجين يتميز بالشفرة الممثلة بتسلسل معين من القواعد النيتروجينية المرتبة في مجموعات ثلاثية , فإذا حدث تغير ما في تسلسل هذه القواعد النيتروجينية , كأن تستبدل القاعدة A بالقاعدة C مثلا يتبع ذلك تغير الشفرة الثلاثي , وهذا بدوره يؤدي إلى عدم تكون البروتين الذي يظهر الصفة الوراثية أو تكوين بروتين من نوع آخر وينتج عن ذلك ظهور الصفة الجديدة .
الطفرة تعني تغير في التركيب الكيميائي لجين واحد أو أكثر , يؤدي إلى تغير الصفة الوراثية الناتجة عن هذا الجين فتظهر صفة جديدة لم يسبق ظهورها في الآباء , وقد ينتقل هذا التغيير من جيل إلى آخر .
تؤدي معظم الطفرات عادة إلى ظهور صفات غير مرغوب فيها , مثل التشوهات الخلقية في الإنسان والحيوان والعقم في النبات , أما التغيرات التي تؤدي إلى تغيرات مرغوب فيها فهي نادرة .
سؤال للتفكير :
• قارن بين الطفرة التي تحدث في الخلايا التناسلية للكائن الحي والتي تحدث في الخلايا الجسمية من حيث انتقالها من جيل لآخر .
منشأ الطفرة :
الطفرة التلقائية :
تحدث الطفرة التلقائية دون تدخل الإنسان ونسبتها ضئيلة جدا , ويكون سببها تأثيرات من البيئة المحيطة , مثل التعرض للإشعاعات : كالأشعة السينية والأشعة الذرية والتعرض للمواد الكيماوية , كما أن التعرض إلى درجات حرارة عالية أو منخفضة جدا قد يتسبب في إحداث الطفرات . الطفرات التلقائية التي تطرأ على الجينات هي سبب التنوع الطبيعي بين أجناس وأصناف الحيوان والنبات المتعددة , حيث إن الصفات الجديدة التي تنتج عن حدوث الطفرات يتم توارثها كلها أو بعضها عبر الأجيال مما ينتج أفرادا جديدة ذات صفات مختلفة .
الطفرة المستحدثة :
هي الطفرات التي يتحكم الإنسان في حدوثها للحصول على صفات مرغوبة في كائنات حية معينة وخاصة في النباتات , مثل استحداث فاكهة أكبر حجما وأكبر ثمارا وأحلى طعما وخالية من البذور .
تدريبات على الدرس الثاني
(1) عرف كلا من : الجين – الطفرات
(2) ضع علامة () على العبارات الآتية وصوب الخطأ :
1- تحدث الطفرة الجينية نتيجة تغير في تسلسل القواعد النيتروجينية بالجين ( )
2- الجينات أجزاء من DNA موجودة في سيتوبلازم الخلية ( )
3- الطفرة في الخلايا الجسدية تنتقل إلى النسل ( )
4- يتميز كل جين بشفرة ممثلة بتسلسل معين من القواعد النيتروجينية المرتبة في مجموعات ثنائية ( )
(3) اكتب المصطلح الدال على العبارات الآتية :
1- يتركب كيميائية من حمض نووي يسمى DNA مندمجا مع البروتين .
2- أجزاء من DNA موجودة على الكروموسومات وتتحكم في الصفات الوراثية للفرد .