التعليموظائف و تعليم
بحث الوراثة المندلية جديد مع المراجع
الوراثة المندلية هي إحدى فروع علم الوراثة، وهي تمثل جزءا من فروع علم الأحياء، وتعرف على أنها العلم المسؤول عن دراسة آليات نقل الصفات الوراثية من الآباء إلى الأبناء، وبالتالي تعرف هذه الصفات الوراثية بالجينات، ويطلق على علم الوراثة اسم الوراثة المندلية نسبة إلى العالم جريجور مندل الذي أسسه.
توضح دراسات وأبحاث علم الوراثة السبب وراء اختلاف الأبناء عن الآباء في الخصائص الوراثية والجينات. فالوراثة الجينية لا تقتصر على البشر فحسب، بل تشمل الحيوانات والنباتات، مما يؤثر في مختلف المجالات التي تعتمد على تعديل الجينات. وبفضل مندل، يمكن تحديد صفات الآباء ونقلها إلى الأجيال القادمة، وسنتناول هذا الموضوع بالتفصيل في مقالنا على الموسوعة.
الوراثة المندلية
- تتبع اكتشاف جزيء الحمض النووي (الدايوكسيريبوز DNA) إلى التقدم الهائل في علم الوراثة والتكنولوجيا الحيوية والطب الحالي، وتحديد العوامل الدراسية التي كانت غامضة وتم حلها بواسطة الوراثة المندلية.
- في دراساته، استخدم مندل ثمار البازلاء الصالحة للأكل بسبب تنوعها وتميزها، حيث ساعدت في التحكم في التلقيح والحصول على نسب عالية من البذور الجيدة. وبين عامي 1854 و1856، قام بتجربة أكثر من أربع وثلاثين نوعا من البازلاء، وكان لها ثبات في الصفات، لمتابعة انتقال الصفات.
- ثم اختار سبعة سمات بأساليب مميزة، مثل الارتفاع الطويل أو القصير للنبات، ولون البذور سواء كانت صفراء أو خضراء. أوضح أن هذه البدائل تعد أزواجا من الشخصيات أو أحرفا متناقضة. ثم تخطى الأصناف المختلفة بواحدة من السمات.
قوانين مندل للصفات الوراثية
تم وضع العديد من الاقتراحات المتعلقة بفرضيات شرح الوراثة المندلية، والتي تم نشر الأفكار التابعة لها في عام (1866م)، ولكن لم يتم التعرف على تلك الدراسة بشكل كاف قبل عام (1900) وهذه فترة زمنية كبيرة بعد وفاة مندل، ونتجت عن أبحاثه في حديقة نباتاته العديد من نظريات علم الوراثة، وهناك اثنين من القوانين الرئيسية التابعة لتلك النظرية
- قانون التشكيلة المستقلة: ينص هذا القانون على أن الفصل بين زوج من الأليل يكون مستقلا بشكل عام عن غيرها من الصفات الجينية، باستثناء الجينات المرتبطة التي تشكل استثناء لهذا القانون.
- قانون الفصل: يتم فصل زوجين من الأليلات أو العوامل الوراثية المتعلقة بسمة معينة عند تشكل البيض أو الحيوانات المنوية، حيث تحتوي كل بويضة مخصبة على زوجين من كل ألل، وتحمل نسخة واحدة فقط من السمة الموروثة من الأب ونسخة واحدة من الأم.
نتائج دراسات مندل
- من الأمثلة التي يمكن طرحها حول ما اكتشفه مندل من خلال دراسته هي أن الجيل الأول من الهجين F1 يظهر مجموعة واحدة ولكن ليس بفئة أخرى متنوعة في القامة المطولة والقصيرة وفقا للوراثة المندلية، عندما يكون هناك شخصية مهيمنة وشخصية متنحية. ومن خلال السلالات المتعددة التي درسها حول هذا الهجين في الجيل الثاني F2.
- وعلى الرغم من ذلك، تعود الأنماط الوراثية المتنحية للظهور مرة أخرى، حيث يكون نسبة الأفراد الذين يحملون الصفة المهيمنة مقاربة تقريبا لثلاثة لكل واحد يحمل الصفة المتنحية.
- حسبت الدراسات أن ثلث أحفاد F3 نشأوا من التكاثر الطبيعي الحقيقي، في حين أن ثلثيهم نشأوا من التزاوج الهجين، وبناء على ذلك يمكن إعادة كتابة النسبة 1:3 إلى 1:2:1، مما يشير إلى أن خمسين بالمئة من جيل F2 يعودون إلى التوريث الطبيعي، بينما الخمسين بالمئة الأخرى لا تزال هجينة.
- هذا هو ما توصل إليه مندل من خلال اكتشافاته، ولكن من غير المرجح أن يكون ذلك من صنع أسلافه، حيث لم يقموا بتطوير أعداد كبيرة من الاختبارات الإحصائية ولم يدرسوا الأفراد بشكل منفصل لتقييم العلاقات الإحصائية الخاصة بهم.
تظبيقات قوانين مندل
- على الرغم من التجارب التي قامت بها الوراثة المندلية على أنواع مختلفة من البازلاء، فإن قوانينها تنطبق على العديد من أنواع الشخصيات في الكائنات الحية بأكملها. تجلى ذلك عام 1902م في الدواجن عندما قام العلماء الإنجليزيين (ريجينالد بونيت) و(وليام بيتسون) بتجاربهما على الفئران.
- وفي العام التالي، ظهرت أول الصفات الإنسانية المندينية المتنحية وهي البشرة المسيطرة، وما بين عامي 1902 م و 1909 م، قام الطبيب الإنجليزي السير أرشيبالد غارود بتحليل الأخطاء الفطرية المتعلقة بعمليات الأيض التي تحدث لدى البشر فيما يتعلق بالوراثة الحيوية الكيميائية.
- تميز متلازمة الكابتونوريا الموروثة بإفراز كميات كبيرة من البول، وهذا بسبب إفراز مادة تسمى الكابتون، والتي تعرف أيضا بحمض (الهوموجنتيسك)، وهذا الحمض يغير لون البول إلى الأسود عندما يتعرض للهواء، وفي الأشخاص الطبيعيين يحدث تحويل حمض الهوموجنتيسك إلى حمض الأسيتوسيتيك، ويتم هذا التفاعل بسهولة عن طريق إنزيم حمض أكسيراز.
- قام غارود بتطوير الفرضية التي تقول أن الإنزيم غير فعال ولكنه غير موجود في الجين المتنحي الكابتوني المعيب، وبالتالي يحدث تراكم لحمض (الهوموجنتيسيك) والذي يتم إفرازه في البول، وعندما تم تحليل أفكار مندل بشكل موسع لاستخدامها، مع الاهتمام بعدم وجود الكائن الحي في مجموعة الصفات المستقلة.
- الصفة في الحقيقة هي فكرة تجريدية يحددها جين واحد فقط، وهو مصطلح مناسب لهذا الوصف حيث يؤثر الجين على العديد من الصفات وهذا ما يعرف بتعدد المشاعر، فعلى سبيل المثال، الجين الأبيض في ذبابة الفاكهة لا يؤثر على لون عينيها ومغلف الخصية لدى الذكور.
- هذا الجين لا يؤثر أيضا على شكل وخصوبة الحيوانات المنوية لدى الإناث، ولا على طول الأسنان لدى الذكور والإناث في البشر، وكذلك لا يسبب العديد من الأمراض التي ينتج عنها جين معيب واحد مع مجموعة متنوعة من الأعراض والتي يمكن ملاحظتها بعناية من خلال قوانين وراثة مندل.
مفاهيم علم الوراثة المندلية
وضع مندل العديد من المصطلحات الأساسية والثابتة لنقل الصفات الوراثية والتزاوج، سواء كانت مستقلة أو ثنائية أو فردية، ووضع أيضا مصطلحات تتعلق بنقل الصفات الوراثية عن طريق التلقيح في النباتات، ومن بين المصطلحات العلمية التي وضعها هناك:
- الطراز الجيني: يشير إلى التركيبات الجينية التي تعمل على تكوين الصفات لدى الفرد الواحد.
- الطراز المظهري: هي الصفات التي تظهر بوضوح على شكل الإنسان مثل الملامح والطول ولون البشرة.
- الأليات: هي أشكال جينية قد يتبناها صفة وراثية واحدة لدى الإنسان، ويمكن أن تكون تلك الصفة إما صفة هجينة أو صفة نقية.
- الجين: يقصد به الـ(DNA) وهو المسئول عن تعبير الصفات الوراثية لدى الإنسان، وينقسم إلى (الصفات الوراثية المتنحية) و(الصفات الوراثية السائدة).
- التلقيح الخلطي: هي العملية التي يتم من خلالها نقل حبوب اللقاح من الطبقة المذكرة في زهرة إلى الطبقة المؤنثة في زهرة أخرى.
- التلقيح الذاتي: يشير إلى التزاوج أو التلقيح الذي يحدث بين النباتات عن طريق نقل حبوب اللقاح الموجودة في الزهرة نفسها من الذكر إلى الأنثى.
- التزاوج الثنائي: هو ما يتم من تزاوج ويدرس عملية انتقال صفة من جيل إلى جيل آخر.
- التزاوج الأحادي: هم الأزواج الذين يدرسون عملية نقل خاصة من جيل إلى آخر.
جريجور مندل
- العالم جريجور مندل هو من اكتشف وأسس علم الوراثة، وولد في عائلة نمساوية، وتم الاعتراف بموهبته ونبوغه الأكاديمي من قبل الكاهن المحلي في بداية حياته، ونجح في إقناع والديه بإرساله للدراسة في المدرسة عندما كان عمره الحادية عشرة فقط، وحقق تفوقا واضحا في مجالي الرياضيات والفيزياء، ثم استكمل دراسته في عام 1943.
- مندل قضى وقتا في فيينا يدرس الفيزياء والرياضيات وعمل تحت إشراف العالم الفيزيائي النمساوي دوبلر والرياضي الفيزيائي إيتنغهاوزن. كما قام بدراسة وظائف أعضاء النباتات والتشريح، وسعى لفهم سبب انتقال السمات الوراثية بين الآباء والأطفال، لكنه توفي قبل اكتشاف إسهاماته العظيمة في علم الوراثة.
تلخيص الوراثة المندلية
- كان الهدف من دراسة مندل وتجاربه هو فهم كيفية نقل الصفات الوراثية بين أجناس البشر وما يؤثر في تشكيل تلك الصفات في جسم الإنسان، وهذا هو سبب أبحاث مندل وتأسيسه لعلم الوراثة في القرن التاسع عشر، حيث استند هذا العلم على العديد من التجارب العلمية التي أجريت على الخضروات والنباتات خاصة البازلاء.
- السبب في اختيار العالم جريجور مندل للبازلاء هو أن عملية التلقيح الذاتي سهلة جدا، مما يسهل عليه إجراء التجارب العلمية عليها. وتتميز هذه البازلاء بفترة حياة قصيرة، مما يتيح إجراء العديد من التجارب عليها في فترة قصيرة.
- ولم تتوقف التجارب المندلية عن ذلك الحد، بل قام مندل بإكمالها عن طريق إجراء تجارب على أنواع أخرى من النباتات والأزهار عن طريق تلقيحها للتأكد من الطريقة التي يتم بها نقل الصفات الوراثية، وقام فعلا بإجراء بعض التجارب على الأزهار الأرجوانية حيث زرعها للتحقق من صحة تجاربه الخاصة قبل وضع قوانينه.
المراجع