الفروع الثمانية لعلم الوراثة (وخصائصها)

بدون علم الوراثة ، فإن شرح الحياة أمر مستحيل. تحتوي جميع الكائنات الحية على خلية واحدة على الأقل ، ولكي تكون الخلية كذلك ، يجب أن تحتوي على مادة وراثية على شكل DNA وتكون قادرة على التكاثر الذاتي بنفسها.

بفضل النشاط الأنزيمي (بوليميريز الحمض النووي ، من بين أمور أخرى) ، والركائز (النيوكليوتيدات) و السلسلة القياسية ، الحياة قادرة على توليد نسخة واحدة أو أكثر من حلزون مزدوج واحد من الحمض النووي ، وبالتالي الحياة الجديد.

من خلال هذه الفرضية البسيطة ، يتم شرح دوام الكائنات الحية على الأرض والأشياء الأكثر تعقيدًا ، مثل آليات الوراثة. بفضل الانقسام الخلوي عن طريق الانقسام الاختزالي ، يمكن توليد الأمشاج التي تحتوي على نصف المعلومات الجينية للخلية الأبوية الطبيعية ، وهي حالة تُعرف باسم الصبغيات الفردية (n). عندما يتحد اثنان من الأمشاج أحادي العدد ، يتم إنشاء ثنائي الصبغيات (2n) زيجوت ، يحتوي على نصف المعلومات من الأم والنصف الآخر من الأب. هذه هي الطريقة التي تعمل بها الوراثة ، على سبيل المثال ، في جنسنا البشري.

على أي حال ، فإن النظرة الحتمية و Mendelian لعلم الوراثة في تحدٍ كامل. على مر السنين ، أدرك الإنسان أن الجينوم لا يقتصر فقط على الميراث الأبوي ، ولكن هناك طفرات و التغيرات البيئية التي يمكن أن تعدل التعبير عن الجينات طوال الحياة ، مما يؤدي إلى التنوع الظاهري غير العادي الذي يظهره محيط. في الأسطر التالية ، سنرى ما هم

فروع علم الوراثة وخصائصها.

• مقالات لها صلة: "الاختلافات بين DNA و RNA"

ما هي فروع علم الوراثة؟

يمكن تعريف علم الوراثة على أنه فرع من العلم (علم الأحياء على وجه التحديد) الذي يتعامل مع دراسة الجينات والتنوع الجيني وآليات وراثة الكائنات الحية. الهدف الرئيسي من هذا التخصص هو فهم كيفية إنتاجه بمساعدة القواعد البيوكيميائية والفسيولوجية. وراثة النمط الجيني والنمط الظاهري من جيل إلى جيل في الأنواع المختلفة ، مع مزيد من الاهتمام على بشري.

قبل الخوض مباشرة في الموضوع ، من الضروري أن يكون لديك بعض الأفكار الواضحة. كما قلنا ، نصف المعلومات في كل خلية من خلايانا تأتي من الأم ، والنصف الآخر من الأب. بمعنى آخر ، لدينا ما مجموعه 23 زوجًا من الكروموسومات ، (46 = 23 من الأمهات + 23 من الأب). بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي كل كروموسوم على تسلسلات تشفير للبروتينات أو الحمض النووي الريبي تسمى "الجينات".

نظرًا لأن لدينا كروموسومين من كل نوع (من 1 إلى 23) ، سيكون لدينا نسختان من نفس الجين ، واحدة موجودة على كروموسوم الأب والأخرى على كروموسوم الأم ، في وضع ثابت. كل من الأشكال التي يمكن للجين أن يتبناها تُعرف باسم "الأليل" ، لذا يمكننا ذلك أيضًا نؤكد أن جميع جيناتنا لها أليلين في جينوم الفرد ، أحدهما للأم والآخر الأب.

مع هذه البيانات ، يبقى فقط معرفة أن الأليل النموذجي يمكن أن يكون مهيمنًا (أ) أو متنحيًا (أ). وهكذا ، بالنسبة لنفس الجين ، يمكن للفرد أن يكون سائدًا متماثل الزيجوت (AA) ، أو متنحي متماثل الزيجوت (aa) أو متغاير الزيجوت (Aa). مع وجود هذه القواعد في مكانها الصحيح ، دعونا نرى ما هي فروع علم الوراثة.

1. علم الوراثة المندلية أو علم الوراثة الكلاسيكي

هذا الفرع من علم الوراثة هو أحد يقترب من دراسة الجينات دون استخدام الأدوات الجزيئية، تمامًا كما فعلت جريجور مندل في أيامه مع تجاربه مع البازلاء على مدى أجيال مختلفة. باختصار ، نراجع قوانين مندل الثلاثة في هذه القائمة:

• مبدأ التوحيد: إذا تم عبور اثنين متماثلين (AA و aa) لجين ، فإن كل النسل سيكون متغاير الزيجوت (Aa). ستكون السمة الموضحة هي السائدة ، أي الصفة المشفرة بواسطة الأليل (A).
• مبدأ الفصل: إذا تم عبور جيل متغاير الزيجوت (Aa) بينهما ، فإن الأشياء تتغير. ¼ من النسل سيكون سائدًا متماثل الزيجوت (AA) ، سيكون متنحيًا متماثل الزيجوت (aa) و 2/4 سيكون متغاير الزيجوت (Aa). يتم التعبير عن الشخصية المهيمنة في 3 من 4.
• مبدأ النقل المستقل: إذا تم فصل جينين بشكل كافٍ عن بعضهما البعض أو على كروموسومين مختلفين ، فيمكن توريثهما بترددات مستقلة.

على الرغم من أن علم الوراثة المندلية كان مفيدًا جدًا في تأسيس أسس علم الوراثة الحديث ، إلا أنه ليس مفيدًا جدًا اليوم. بدون استخدام الأدوات الجزيئية ، من الصعب للغاية تحديد نطاق عمل الجين، نظرًا لأن العديد من الأحرف متعددة الجينات ويتم تفسيرها بأكثر من أليلين (مثل لون العين ، المشفر بأكثر من 3 جينات).

2. الجينات الجزيئية

كما يشير اسمها ، فإن علم الوراثة الجزيئي هو فرع من هذا التخصص الذي يدرس بنية ووظيفة الجينات على المستوى الجزيئي ، باستخدام تقنيات مثل PCR (تفاعل البلمرة المتسلسل) أو استنساخ الحمض النووي في البيئة جرثومي. بعبارات أخرى، هو المسؤول عن التحقيق ووصف وإدارة وحدة الوراثة المادية والوظيفية: الجين.

3. علم الوراثة التنموية

في هذه الحالة ، يتم استخدام علم الوراثة وصف العملية التي تنتهي بها الخلية إلى التطور إلى كائن متعدد الخلايا كامل وفعال. إنها مسؤولة عن التحقيق في الظروف (على المستوى النووي والجيني) التي تتخصص فيها الخلية أثناء التطور في وظيفة أو أخرى ، من بين أشياء أخرى.

4. علم الوراثة السكانية

في عالم الطبيعة ، عادة ما تكون الصلاحية الجينية أكثر أهمية بكثير من أعداد السكان التي يقدمها نوع ما في نظام بيئي معين. إذا كان هناك 500 حيوان في نواة معينة ولكن 4 فقط تتكاثر كل عام ، فهناك ميل لتقليل التباين ، وبالتالي إلى تماثل الزيجوت.

كقاعدة عامة ، يرتبط تماثل الزيجوت وزواج الأقارب بتكهن أكثر خطورة في السكان ، لأن التباين القليل في الجينات يعني ضمناً أن الاستجابات للبيئة ستكون متشابهة جدًا بين الحيوانات ، للأبد وللماه ، بالإضافة إلى معدل أعلى لتراكم الطفرات ضار. يتم تحديد عدد السكان الفعال ، ونسبة تغاير الزيجوت ، والترددات الأليلية والعديد من الأشياء الأخرى في دراسات علم الوراثة السكانية لـ dربط "رفاهية" الأنواع، بما يتجاوز عدد النسخ.

• قد تكون مهتمًا بـ: "الانجراف الجيني: ما هو وكيف يؤثر على التطور البيولوجي؟"

5. علم الوراثة الكمي

بالإشارة إلى النقاط السابقة ، علم الوراثة الكمي يدرس تلك الأنماط الظاهرية (السمات المشفرة بواسطة التركيب الوراثي) التي لا يمكن تصنيفها وفقًا لمعايير مندلية النموذجية، أي بواسطة أليل سائد (أ) وأليل متنحي آخر (أ).

مثال واضح جدًا على ذلك هو لون البشرة ، الذي تم ترميزه بواسطة جينات TYR و TYRP1 و OCA2 و SLC45A2 و SLC24A5 و MC1R ، بالإضافة إلى المعايير البيئية ونمط الحياة. عندما تكون السمة متعددة الجينات أو قليلة التولد ، يجب أن يكون النهج مختلفًا تمامًا.

6. علم تطور السلالات

إنه فرع من علم الوراثة يدرس القرابة بين الأنواع المختلفة للكائنات الحية ، مما يؤدي إلى إنشاء "أشجار الحياة" الشهيرة، والتي تُستخدم لتجميع الأنواع في عائلات وأجناس وأنواع (أيضًا فصائل فرعية ، سلالات فرعية ، قبائل ، إلخ). يمكن أن تساعد تسلسلات الحمض النووي (النووي أو الميتوكوندريا) والحمض النووي الريبي من عينات الأنسجة علماء الأحياء تطوري لاستنتاج القرابة بين الكائنات الحية التي ، في البداية ، ليس لها علاقة على المستوى خارجي.

• قد تكون مهتمًا بـ: "التطور والتطور: ما هما وكيف يختلفان"

7. الهندسة الوراثية

تعتمد الهندسة الوراثية على التلاعب المباشر بجينات الكائن الحي ، إما عن طريق الحقن فيه وسائط الثقافة ، مع نقل الفيروسات الطافرة أو مع العديد من الآليات الأخرى لانتقال معلومة.

عادة ما يكون الهدف من هذا الفرع من العلم هو تحسين القدرات الإنتاجية للأنواع (خاصة في البيئة الزراعية) ، من أجل النمو بشكل أسرع ، فإن منتج جودة أفضل ، تكون مقاومة المحصول أكبر أو أنه لا يتأثر بالآفات ، من بين أمور أخرى أشياء.

8. علم التخلق

ال علم التخلق هو فصل جديد للغاية عن علم الوراثة الكلاسيكي ، والذي يتمثل دوره في استكشاف الآليات التي تمنع أو تعزيز التعبير عن الجينات طوال حياة الفرد دون إحداث تغييرات في الجينوم.

هناك عدة طرق يمكن من خلالها "تعطيل" الجين مؤقتًا، ويتم توسطها من خلال تسلسل الجينوم الذي كان يعتقد في البداية أنه عديم الفائدة. على الرغم من أن علم التخلق الوراثي في ​​مهده ، فإنه يعد بإجابات للعديد من الصداع الذي يبدو أنه ليس له حل اليوم.

سيرة ذاتية

كما ترون ، علم الوراثة قابل للتطبيق عمليا في جميع مجالات الحياة. من صيانة النظم البيئية إلى معالجة الأمراض ، من خلال دراسة التطور ، تحسين المحاصيل أو فهم الأجنة البشرية ، كل شيء من حولنا يحدده الجينات.