الجين المتنحي: الجوانب ، طرق الدراسة ، العوامل ، الأمثلة - مادة الاحياء - 2026

و الجينات المتنحية هي واحدة مسؤولة عن تحديد خصائص "متنحية" من النمط الظاهري للأفراد. يتم ملاحظة النمط الظاهري المشتق من هذه الجينات فقط عندما يكون لدى الأفراد الأليلين المتنحيين في التركيب الوراثي بطريقة متماثلة اللواقح.

لكي يكون الفرد متماثلًا ، يجب أن يمتلك كلا الأليلين لخاصية نمطية من نفس النوع. "الأليلات" هي الأشكال البديلة للجين ، وهو النوع الذي يشفر كل سمة مورفولوجية. يمكن أن تحدد هذه الألوان لون الزهور ولون العيون والميل إلى الأمراض وما إلى ذلك.

يتم تحديد الشخصية ذات العيون الفاتحة عند البشر من خلال التعبير عن الجين المتنحي (المصدر: Kamil Saitov ، عبر Wikimedia Commons)

النمط الظاهري هو مجموعة من جميع الخصائص التي يمكن ملاحظتها وقياسها وقياسها في كائن حي. يعتمد هذا بشكل مباشر على النمط الجيني ، لأنه إذا تم العثور على الجينات السائدة في النمط الجيني جنبًا إلى جنب مع الجينات المتنحية (متغايرة الزيجوت) ، فسيتم التعبير عن خصائص الجينات السائدة فقط.

عادةً ما تكون الخصائص التي يتم التعبير عنها من الجينات المتنحية هي الأندر التي يمكن ملاحظتها في مجتمع ما ، على سبيل المثال:

المهق في الحيوانات هو حالة لا تظهر إلا عندما توجد الجينات التي تحددها في شكل متماثل اللواقح. أي عندما يكون الأليلين الموجودين في التركيب الوراثي متماثلين وكلاهما يشتق في غياب اللون أو المهق.

على الرغم من وجود بعض الاختلافات بين أنواع الحيوانات والسكان البشريين ، فقد لوحظ أن المهق يحدث بمعدل 1 من كل 20000 فرد.

الجوانب التاريخية

استخدم مصطلح "المتنحية" لأول مرة من قبل الراهب جريجور مندل عام 1856 ، عندما كان يدرس نباتات البازلاء. لاحظ أنه من خلال عبور نباتات البازلاء التي تحتوي على أزهار أرجوانية مع نباتات البازلاء مع أزهار بيضاء ، تم الحصول على نباتات البازلاء ذات الزهور الأرجوانية فقط.

كان كلا الوالدين لهذا الجيل الأول من الصلبان (F1) متماثلين ، لكل من الأليلات السائدة (الأرجواني) والمتنحية (البيضاء) ، ولكن نتيجة الصلبان أعطت أفرادًا متغاير الزيجوت ، أي كان لديهم أليل سائد وأليل الصفة الوراثية النادرة.

ومع ذلك ، فإن أفراد الجيل الأول (F1) عبروا فقط عن اللون الأرجواني للزهور ، المشتق من الجين السائد ، لأن هذا يحجب اللون الأبيض للأليل المتنحي.

حدد مندل أن النمط الظاهري الأرجواني في أزهار البازلاء كان سائدًا على النمط الظاهري الأبيض ، والذي أسماه "متنحي". ظهر النمط الظاهري للزهور البيضاء في نباتات البازلاء فقط عندما تقاطعت نباتات الجيل الأول (F1) مع بعضها البعض.

مربع Punnett يظهر نتائج عبور أحفاد جيل F1 الذي أدى إلى ظهور F2s (المصدر: المستخدم: Madprime عبر ويكيميديا ​​كومنز) عندما قام مندل بتخصيب الجيل الأول (F1) من نباتات البازلاء وحصل عليها الجيل الثاني (F2) ، لاحظ أن ربع الأفراد الناتجة لديهم أزهار بيضاء.

بفضل العمل المنجز مع نباتات البازلاء ، يُعرف مندل بأنه أب علم الوراثة الحديث.

المبادئ الجينية وطرق الدراسة

لم يكن لدى مندل ، في عصره ، التكنولوجيا لتوضيح أن النمط الظاهري الأبيض المتنحي في أزهار نباتات البازلاء كان ناتجًا عن جين بخصائص متنحية. لم يثبت توماس مورغان حتى عام 1908 أن عناصر الوراثة تكمن في الكروموسومات.

الكروموسومات هي نوع من الخيوط المكونة من الكروماتين ، والتي ، في حقيقيات النوى ، هي مزيج من الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA) وبروتينات الهيستون. توجد هذه في نواة الخلية وهي تحمل جميع معلومات خلايا الكائنات الحية تقريبًا.

في عام 1909 ، صاغ فيلهلم يوهانسن اسم "الجين" للوحدة الأساسية للوراثة ، وأخيراً ، وضع عالم الأحياء الإنجليزي ويليام باتسون جميع المعلومات والمفاهيم بالترتيب ، وبدأ علمًا جديدًا أطلق عليه "علم الوراثة".

يدرس علم الوراثة كيفية انتقال السمات المظهرية للأفراد من الآباء إلى الأبناء ، وعادةً ما يتم إجراء الدراسات الجينية الكلاسيكية تمامًا كما فعل مندل: من خلال التهجين وتحليل الأحفاد.

في الصلبان ، يتم تقييم أي من الوالدين ينقل بطريقة أكثر "كفاءة" الخصائص الفيزيائية التي يكونون حاملين لها. يحدد هذا ما إذا كانت هذه السمات الجسدية تعتمد على الجينات المهيمنة أو المتنحية (على الرغم من أنها في بعض الأحيان أكثر تعقيدًا من ذلك).

العوامل التي تؤثر على التعبير عن الجين المتنحي

يعتمد التعبير عن السمات المظهرية من الجينات المتنحية على تعدد الأفراد. في حالة البشر ومعظم الحيوانات ، نتحدث عن الأفراد ثنائي الصيغة الصبغية.

يمتلك الأفراد ثنائي الصبغة أليلين فقط أو أشكال مختلفة من الجين لكل شخصية ، ولهذا السبب يمكننا الإشارة إلى الكائنات الحية على أنها متماثلة اللواقح أو متغايرة الزيجوت. ومع ذلك ، هناك كائنات حية بها ثلاثة أو أكثر من الأليلات المختلفة للجين.

يتم تصنيف هذه الكائنات على أنها متعددة الصبغيات ، حيث يمكن أن تحتوي على ثلاث أو أربع نسخ أو أكثر من الجين. على سبيل المثال ، العديد من النباتات عبارة عن رباعي الصبغيات ، أي يمكن أن تحتوي على أربع نسخ مختلفة من الجين الذي يرمز إلى سمة نمطية.

في العديد من المناسبات ، يكون للجينات المتنحية للسكان آثار ضارة على حامليها ، لأنه إذا كانت الجينات السائدة التي تظهر في النمط الظاهري للأفراد لها آثار ضارة ، فسيتم القضاء على هؤلاء الأفراد بسرعة عن طريق الانتقاء الطبيعي.

في المقابل ، نظرًا لأنه من الشائع العثور على تأثيرات ضارة تسببها الجينات المتنحية ، فمن غير المرجح أن تظهر في النمط الظاهري وتقل احتمالية التخلص من السكان عن طريق الانتقاء الطبيعي. هذا التأثير يسمى المجال الاتجاهي.

أمثلة

هناك بعض الاستثناءات التي تمثل فيها الجينات المتنحية ميزة في النمط الظاهري لحاملاتها ، مثل حالة فقر الدم المنجلي. يتسبب هذا المرض في قيام خلايا الدم الحمراء ، بدلاً من تقديم شكل مستوي ودائري ، بتقديم شكل صلب على شكل منجل أو هلال.

تتعثر خلايا الدم الطويلة والمسطحة والمدببة في الشعيرات الدموية وتمنع تدفق الدم الطبيعي إلى الدم. بالإضافة إلى ذلك ، لديهم قدرة أقل على نقل الأكسجين ، بحيث لا تحتوي الخلايا العضلية والأعضاء الأخرى على ما يكفي من الأكسجين والمواد المغذية ، مما يؤدي إلى تنكس مزمن.

صورة لمسحة دم تظهر خلية دم حمراء منجلية (المصدر: باولو هنريك أورلاندي موراو عبر ويكيميديا ​​كومنز) هذا المرض موروث بشكل متنحي ، أي فقط الأشخاص الذين لديهم كلا الشكلين من الجين (متماثل) شكل منجل من كريات الدم الحمراء يعاني من المرض. في حين أن الأشخاص الذين لديهم جين الخلايا المنجلية والخلايا السليمة (متغايرة الزيجوت) ليس لديهم المرض ، لكنهم "حاملون".

ومع ذلك ، فإن حالة فقر الدم المنجلي ليست خطيرة في البلدان التي تسود فيها أمراض مثل الملاريا ، حيث تمنع الخصائص المورفولوجية لخلايا الدم من "استعمارها" بواسطة الطفيليات داخل الخلايا.

المراجع

1. Aidoo، M.، Terlouw، DJ، Kolczak، MS، McElroy، PD، ter Kuile، FO، Kariuki، S.،… & Udhayakumar، V. (2002). التأثيرات الوقائية لجين الخلية المنجلية ضد المراضة والوفيات الملاريا. لانسيت، 359 (9314) ، 1311-1312.
2. Goodale ، HD (1932). المهيمن مقابل. الجينات غير المسيطرة: في فرضية العوامل المتعددة لوراثة الحجم. مجلة الوراثة ، 23 (12) ، 487-497.
3. هالدين ، جي بي (1940). تقدير ترددات الجينات المتنحية عن طريق زواج الأقارب. الإجراءات: علوم النبات ، 12 (4) ، 109-114.
4. باتيل ، آر كيه (2010). الاضطرابات الوراثية الجسدية المتنحية لسلالات الماشية في جميع أنحاء العالم - مراجعة. مجلة التنوع البيولوجي للثروة الحيوانية ، 2 (1).
5. Schnier، T.، & Gero، J. (1997، November). الجينات السائدة والمتنحية في الأنظمة التطورية المطبقة على التفكير المكاني. في المؤتمر الأسترالي المشترك حول الذكاء الاصطناعي (ص 127-136). سبرينغر ، برلين ، هايدلبرغ.
6. شيرلوك ، ج. (2018). اختبار الفرضيات التطورية فيما يتعلق بالاختلافات الفردية في استراتيجيات التزاوج البشري.