تداخل فعل الجينات (الصفات اللامندلية)


الفصل الثاني



تداخل فعل الجينات (الصفات اللامندلية)
أولا: انعدام السيادة:-
هذه الحالة الوراثية تختلف عن الأنماط الوراثية التي درسها مندل.
- في حالة الصفات المندلية- عند تهجين فردين نقيين أحدهما يحمل الصفة السائدة والآخر يحمل الصفة المتنحية، كانت تظهر الصفة السائدة فقط بين أفراد الجيل الأول، بينما تظهر الصفتان معًا السائدة والمتنحية بنسبة 3 : 1 في الجيل الثاني ويطلق على هذا النمط الوراثي اسم السيادة التامة.

السيادة التامة:-
يسود أحد الجينين على الجين الآخر فتظهر صفة الجين السائد ولا تظهر صفة الجين المتنحي.
وتكون نسبة الجيل الأول 100 % الصفة السائدة ونسبة الجيل الثاني 3 سائد : 1 متنحي.

أمثلة على السيادة التامة:-
1- طول النبات ووضع الزهرة ولونها في نبات البسلة.
2- لون جلد الفئران والخيول.
3- لون الشعر وملمسه في الإنسان.

انعدام السيادة:-
لا يسود أحد الجينيين على الجين الآخر، بل يشتركان معًا في إظهار صفة تكون وسطا بين الصفتين.
مثال:-
1- لون أزهار نبات شب الليل.
2- لون الريش في الدجاج الأندلسي.

حالة لون الأزهار في نبات شب الليل.
" عند تهجين نبات يحمل أزهارا حمراء مع نبات آخر يحمل أزهارا بيضاء، فإن الجيل الأول لا يحمل أزهارا حمراء أو بيضاء، بل يحمل أزهارًا قرنفلية بنسبة 100%.
" وعند إجراء تلقيح ذاتي لأفراد الجيل الأول، فإن الجيل الثاني تظهر فيه أزهار حمراء وأزهار قرنفلية وأزهار بيضاء بنسبة 1 : 2 : 1.


الجيل الأول:- جميع النباتات تحمل أزهارًا قرنفلية (100%).


الجيل الثاني:- توجد نباتات تحمل أزهارًا حمراء ونباتات تحمل أزهارًا قرنفلية ونباتات تحمل أزهارًا بيضاء وتكون النسبة 1 : 2 : 1.
من خلال هذا المثال يتضح أن:-
1- لا يسود أحد الجينين على الآخر (أي لا يسود جين اللون الأحمر على جين اللون الأبيض وكذلك العكس).
2- يكون لكلا الجينين أثر في ظهور هذه الصفة.
حالة لون ريش الدجاج الأندلسي:-
عند توارث صفة اللون الأسود والأبيض يظهر في الجيل الأول لون أزرق ويظهر في الجيل الثاني اللون الأسود والأزرق والأبيض بنسبة 1 : 2 : 1.
- يعبر عن جين لون الريش الأسود B والأبيض W


الجيل الأول:- جميع الدجاج يحمل ريشا أزرق (100%)


في حالات انعدام السيادة، يمكن التعرف على التركيب الجيني من الطرز المظهري، لأن لكل طرز مظهري طرز جيني واحد فقط.
ثانيًا: الجينات المتكاملة:-
هي جينات تكمل عمل بعضها، حيث إن الصفة يحملها زوجان من الجينات، ولكي تظهر الصفة السائدة يشترط أن يتواجد جين سائد واحد على الأقل في كل زوج من زوجي الجينات.
حالة لون أزهار نبات بسلة الزهور:-
- توجد نباتات بسلة الزهور تحمل أزهارًا بنفسجية ونباتات أخرى تحمل أزهارًا بيضاء.
- عند تهجين نباتات بسلة الزهور تحمل أزهارًا بيضاء معًا. تنتج في الجيل الأول أزهارا بنفسجية فقط بنسبة 100%.
- وفي الجيل الثاني تنتج أزهارًا بنفسجية وأزهارًا بيضاء بنسبة 9 : 7.
- هذه النسبة تؤيد وجود زوجين من الجينات يؤثر في لون الأزهار.
- نرمز لجين الزوج الأول بالرمز (A) للبنفسجي- (a) للأبيض.
- نرمز لجين الزوج الثاني بالرمز (B) للبنفسجي- (b) للأبيض.




- نسبة الجيل الثاني 9 بنفسجي : 7 أبيض.
- هذه النسبة تحوير في النسبة المندلية 9 : 3 : 3 : 1 حيث إن الطرز الجينية الثلاثة 3 : 3 : 1 لها نفس الطرز المظهري وهي لون الأزهار الأبيض لذا أصبحت النسبة 9 : 7.
- تعتمد ظهور صفة اللون البنفسجي على اجتماع جين سائد من كل زوج أو أكثر لأن كلا الجينين السائدين يشاركان في إنتاج لون الأزهار البنفسجي حيث يتحكم كل منهما في إنتاج إنزيم معين يؤثر في خطوة أو أكثر من خطوات تكوين اللون البفنسجي.
- وقد ثبتت صحة هذا التفسير، عند خلط مستخلص من أزهار كلا السلالتين البيضاء في أنبوبة اختبار فظهر اللون البنفسجي نتيجة توافر الإنزيمات اللازمة لاكتمال التفاعل.
مثال:-
ما لون الأزهار الناتج من التهجينات التالية
1- Aabb X aaBa 2- AaBb X aabb



ثالثًا: الجينات المميتة:
هي صفات تسبب موت حاملها- إذا كانت في حالة نقية فقد تتسبب في تعطيل النمو وتوقف الحياة في مراحل مختلفة من العمر- ويكون نسبة الفاقد 25%.
أنيميا الخلايا المنجلية في الإنسان:-
- ينشأ هذا المرض عن خلل وراثي في الجين المسئول عن بناء الهيموجلوبين في كريات الدم الحمراء.
- يؤدي إلى تغير في تركيب الهيموجلوبين ويسبب ذلك تقوس خلايا الدم الحمراء وتصبح لها شكل هلالي أو منجلي.
- وبذلك لا تتمكن كريات الدم الحمراء من حمل الأكسجين لإتمام عملية التنفس مما يسبب الموت للمريض.
- يعبر عن جين الهيموجلوبين العادي بالرمز S ويعبر عن جين الهيموجلوبين المرضي بالرمز s.
ما الاحتمالات الناتجة عن تزاوج رجل من امرأة كل منهما هجين.


ينتج عن هذا التزاوج:- أ‌- أفراد طرزها الجيني SS تحمل هيموجلوبين عادي.
ب‌- أفراد طرزها الجيني Ss هذه الأفراد تعيش حياة طبيعية أما في حالة بذل مجهود عنيف أو نقص الأكسجين تظهر عليهم أعراض مرض أنيميا الخلايا المنجلية.
جـ- أفراد طرزها الجيني ss تحمل هيموجلوبين مرضي وتموت عادة قبل البلوغ.
هذه الحالة الوراثية لا تخضع للسيادة التامة ولكنها نمط آخر من الوراثة يطلق عليها السيادة غير التامة.
السيادة غير التامة:
يمكن للجين المتنحي أن يظهر صفته في وجود الجين السائد ولكن في ظروف خاصة.
من خلال ما سبق دراسته نجد أنه يوجد ثلاثة أنماط من السيادة هي:


رابعًا: تعدد البدائل
يحمل الصفة الوراثية عدد من الجينات (تسمى بدائل) لا يرث منها الفرد سوى زوج واحد منها هذه البدائل من الجينات تحتل نفس الموقع على الصبغي الخاص به في خلايا الأفراد المختلفة.
فصائل الدم في الإنسان:-
صفة فصائل الدم في الإنسان يحكمها ثلاثة بدائل من الجينات هي A, B, O يتكون منها ست طراد جينية.
تجمع فصائل الدم بين ثلاث أنماط من الوراثة هي:-
1- تعدد البدائل: لأن صفة الفصائل يحملها ثلاث بدائل من الجينات A, B, O.
2- سيادة تامة: حيث يسود جين (A) على جين (O)، ويسود جين (B) على جين (O).
3- إنعدام سيادة: حيث لا يسود جين (A) على جين (B) بل يشتركان معًا في إظهار فصيلة وسط بينهما (AB).
أهمية فصائل الدم:
1- فض المنازعات في تحديد الأبوة.
2- نسب الأطفال لآبائهم الحقيقيين (فصائل الدم تنفي ولا تثبت الأبوة).
3- تحديد عمليات نقل الدم.
4- تستخدم في دراسات تصنيف السلالات البشرية ودراسة التطور.
أ- تقسيم فصائل الدم على أساس وراثي:
تقسم فصائل الدم إلى أربع فصائل مختلفة
يعتمد التقسيم على تعدد البدائل (جينات A, B, O) والسيادة التامة (يسود جينا A, B على جين O) وانعدام السيادة (بين الجينين A-B)


" تزوج رجل مجهول الفصيلة من امرأة فصيلة دمها (B) فأنجبت طفلا فصيلة دمه (O) فما هي احتمالات فصيلة الأب المتوقعة.


" تزوج رجل فصيلة دمه (AB) من امرأة فصيلة دمها (A) فأنجبا عددا من الأطفال بينهم طفل فصيلة دمه B، فسر ذلك على أسس وراثية.


ب- تقسيم فصائل الدم على أساس كيميائي: حسب مولدات الالتصاق والأجسام المضادة
المواد المولدة (مولدات الالتصاق) توجد على أسطح خلايا الدم الحمراء وهي نوعان مولدات النوع A ومولدات من النوع B.
الأجسام المضادة: هي مواد مقابلة للمولدات وتوجد في بلازما الدم وهي نوعان: (A)anti (a) وanti-B (b)
.

" يعتبر صاحب فصيلة (AB) مستقبل عام.
- لعدم احتواء بلازما دمه على أجسام مضادة بنوعيها Anti-A, anti-B.
" يعتبر صاحب فصيلة (O) معطٍ عام.


- لعدم احتواء خلايا الدم الحمراء على كلا نوعي مولدات الالتصاق (A,B)
تحديد فصيلة الدم: لتعيين فصيلة الدم يلزم وجود
1- مصل مضاد لكل من (A,B) هما:- anti-A, anti-B.
2- نقطتين من دم الشخص المراد تحديد فصيلته.
" نضع نقطتي الدم على شريحة زجاجية.
" نضيف قطرة من anti-A, على نقطة الدم الأولى، ونضيف قطرة من anti-B على نقطة الدم الثانية، ونلاحظ ما يحدث.


عامل الريسسRH - عبارة عن مولدات توجد في الدم (على سطح خلايا الدم الحمراء).
- تسمى ريسس نسبة لنوع من القردة تسمى ريسس (تم اكتشاف هذه المواد في دم هذه القردة قبل اكتشافها في دم الإنسان).
85% من البشر يحملون هذه المولدات ويطلق عليهم موجبو عام الريسس +Ph
15% من البشر لا توجد بهم هذه المولدات ويطلق عليهم سالبو عام الريسس -Rh " يتحكم في وراثة عامل الريسس ثلاثة أزواج من الجينات (تكون متقاربة جدا في تأثيرها وفي مواضعها على الصبغي الخاص بها). " وجود أي زوج من هذه الجينات في صورة سائدة يؤدي إلى ظهور وعلى هذا يكون إما نقي (جميع الجينات سائدة) أو هجين.
أما فتكون جميع جيناته متنحية.
دور RH في عمليات الحمل والولادة:
إذا تزوج رجل من امرأة وكان الجنين داخل الرحم فإن جزءا من دم الجنين يختلط بدم أمه عند الولادة فينبه جهازها المناعي لإنتاج أجسام مضادة لمولدات الالتصاق الخاصة بعامل الريسس وتبقى الأجسام المضادة في دم الأم.
عند تكرر الحمل عند نفس الأم وأصبح في رحمها جنين فإن الأجسام المضادة تنتقل من دم الأم إلى دم الجنين عن طريق المشيمة. فتعمل الأجسام المضادة على تحلل خلايا دم الجنين وإصابته بأنيميا حادة قد تؤدي إلى موته.
كيف يمكن حماية الجنين الثاني ؟
1- تغيير دمه بدم جديد.
2- حقن الأم بمصل لتدمير الأجسام المضادة المتكونة بفعل الطفل الأول وذلك بعد ولادته.
الارتباط والعبور:
تجارب مندل:- على نبات بسلة الخضر.
عدد أزواج الصفات المتبادلة = 7
عدد أزواج الجينات = 7
عدد أزواج الصبغيات = 7
نستنتج من ذلك أن:
- جين كل صفة محمول على صبغي مستقل.
- لذا توصل مندل إلى نتائج واضحة ومباشرة.
تجارب مورجان:- على حشرة دروسوفيلا
عدد أزواج الصفات المتبادلة أكبر من عدد أزواج الصبغيات (4 أزواج فقط)
نستنتج من ذلك أن:
- كل صبغي يحمل أكثر من جين وبالتالي يكون هناك ارتباط بين الجينات على نفس الصبغي.
- الجينات المحمولة على نفس الصبغي تنتقل من الآباء إلى الأبناء كوحدة واحدة، وتسمى هذه الجينات (الجينات المرتبطة) وهي تورث كأنها صفة واحدة، ولا تتبع بذلك قانون مندل الثاني للتوزيع المستقل.
- عند تزاوج ذكر حشرة الدروسوفيلا رمادي اللون طويل الجناحين نقي (GL) (GL) مع أنثى سوداء اللون مختزلة الجناحين نقية (gl) (gl) مع العلم بأن جين اللون الأسود سائد على اللون الرمادي، وجين الأجنحة الطويلة سائد على جين الأجنحة المختزلة.
- الجيل الأول 100% رمادي طويل الأجنحة هجين (gl) (GL).
- الجيل الثاني بنسبة 3 : 1 وليس 9 : 3 : 3 : 1
حيث لا يتم انعزال للجينات في الأمشاج وتورث كأنها زوج واحد من الصفات.


مثال:
عند تزاوج حشرة دروسوفيلا رمادية اللون طويلة الجناحين مع ذكر أسود اللون مختزل الجناحين وجد أن الأفراد الناتجة تكون مطابقة لصفات الآباء وضح ذلك على أسس وراثية.






الجينات المرتبطة:
أنواع الجينات المرتبطة:
أ- الارتباط التام: الجينات المحمولة على نفس الصبغي تنتقل من الآباء إلى الأبناء كوحدة واحدة، وتسمى هذه الجينات (الجينات عامة الارتباط) وهي تورث كأنها صفة واحدة، ولا تتبع بذلك قانون مندل الثاني للتوزيع المستقل.
- هذا النوع من الارتباط لا يمثل الحالة الطبيعية لجميع الجينات فالجينات لا تبقي مرتبطة إلا إذا كانت قريبة جدا مع بعضها على الصبغي. - الارتباط بين الجينات سيؤدي إلى ثبات في توارث الجينات وبالتالي ثبات في تواث الصفات.
الارتباط غير التام: في معظم الأحيان لا يكون الارتباط غير مطلق فيمكن للجينات المرتبطة أن تنفصل عن بعضها وتتبادل بين الكروموسومات المتناظرة بعملية تسمى العبور.
العبور:
يحدث في الطور التمهيدي الأول من الانقسام الميوزي حسب الخطوات التالية.
الرباعي: تقارب وانتظام أزواج الصبغيات المتماثلة بحيث يصبح كل زوج منها مكونًا من 4 كروماتيدات.
الكيازما: تشابك أجزاء من الكروماتيدات الداخلية في أزواج الصبغيات المتماثلة.
العبور: تبادل أجزاء من الكروماتيدات الداخلية بما تحمله من جينات في زوج الصبغيات المتماثل ينتج عنها تبادل للجينات.
- الكروماتيدات الخارجية لا يحدث بها عبور وتسمى كروماتيدات أبوية أو ترتيبات أبوية.
- الكروماتيدات الداخلية يحدث بها عبور وتسمى كروماتيدات جديدة أو ترتيبات جديدة (كروماتيدات العبور).
- تنفصل أزواج الكروموسومات المتماثلة في الطور الانفصالي الأول بعد إتمام العبور بين الجينات.
- كل كروموسوم ينفصل إلى كروماتيدين في الطور الانفصالي.
- كل كروموسوم ينفصل إلى كروماتيدين في الطور الانفصالي الثاني.
- بعد حدوث العبور تتوزع الكروماتيدات على الأمشاج، ويكون بعضها يحتوي كروموسومات أبوية وأخرى تحتوي كروموسومات جديدة فتظهر على الأبناء صفات جديدة بنسب محددة تتناسب مع المسافة بين الجينات على الصبغي.
- لا يتم العبور في حالة وجود الجينات قريبة جدا من بعضها على الصبغي.
- يمكن أن يحدث أكثر من عبور واحد على نفس الصبغي.
- حدوث العبور في الأفراد النقية لا يؤدي إلى تغيير في الأمشاج.


1- ازدواج الصبغيات المتماثلة في الطور التمهيدي الأول.
2- العبور (تبادل أجزاء بين الكروماتيدات غير الشقيقة).
3- انفصال أزواج الصبغيات في الطور الانفصالي الأول.
4- انفصال الصبغيات إلى كروماتيدات في الطور الانفصالي الثاني وتوزيعها على الأمشاج عشوائيا.


أهمية العبور:
1- تؤدي ظاهرة العبور إلى حدوث تنوع في الصفات الوراثية بين أفراد النوع الواحد مما يضمن لها البقاء والتطور.
2- يفيد في عمل الخرائط الصبغية.
" عند تزاوج أنثى رمادية طويلة الجناحين هجينة مع ذكر أسود مختزل الجناحين نقي تنتج أفراد تشبه الأبوين ونسبة محدودة من الأفراد تحمل صفات خليطة.
- أفراد رمادية طويلة الأجنحة = 41.5%
- أفراد سوداء مختزلة الأجنحة = 41.5%
- أفراد رمادية مختزلة الأجنحة =8.5%
- أفراد سوداء طويلة الأجنحة =8.5%


** الصفات الأبوية = 83% والصفات الجديدة (الخليطة) = 17%.
- هذه الصفات الجديدة نشأت بسبب حدوث العبور، ولذا يكون الارتباط بين الجينات ارتباطا غير تام.
- يمكن استنتاج أن المسافة بين الجينين المترابطين = 17 وحدة (نسبة الأفراد الناتجة عن حدوث العبور).
- معدل حدوث العبور = 17 × 2 = 34%.
- من البيانات السابقة يمكن رسم خريطة لكل صبغي تحدد موقع الجينات عليه تسمى الخرائط الصبغية.
الخرائط الصبغية:
- تمكن العالم مورجان من التوصل إلى وسيلة لتوضيح نتائج الارتباط والعبور، ورسم خرائط تحدد مواقع الجينات على الصبغيات (في النبات والحيوان والإنسان).
من خلال البيانات التالية - كيف يمكن رسم خريطة لجينات هذا الصبغي.
1- نسبة العبور بين جين اللون الأسود (g) وجين الجناح المختزل (l) = 17%.
2- نسبة العبور بين جين اللون الأسود (g) ولون العيون الأرجوانية (m) = 5%.
3- نسبة العبور بين جين العيون الأرجوانية (m) وجين الجناح المختزل (l) = 12%.
جينات هذه الصفات تقع جميعًا على الصبغي رقم (2) الذي يمكن رسم خريطة له كالآتي:-


ويتم الآن رسم خرائط وراثية لتتابعات القواعد النيتروجينية في جزيئات DNA.