الميراث غير المندلي: ما هو ، الأمثلة والآليات الجينية

وضع جريجور مندل بعض القوانين في علم الوراثة التي حددها بناءً على تجاربه الشهيرة مع نبات البازلاء.

عملت هذه القوانين جيدًا لشرح كيف يمكن أن تكون البازلاء صفراء وناعمة إذا ورثت جينات ذات أليلات سائدة ، أو خضراء ومتجعدة إذا ورثت الأليلات المتنحية فقط.

المشكلة هي أنه في الطبيعة ليس كل شيء مسألة هيمنة. هناك صفات وراثية تظهر بطريقة وسيطة أو تعتمد على أكثر من جين واحد. وقد سمي هذا بالميراث غير المندلي.، وسوف نراه أدناه.

• مقالات لها صلة: "قوانين مندل الثلاثة والبازلاء: هذا ما يعلموننا إياه"

ما هو الميراث غير المندلي؟

قدم جريجور مندل مساهمة كبيرة في دراسة الوراثة عندما اكتشف في القرن التاسع عشر كيف تم توريث لون البازلاء وقوامها. اكتشف من خلال تحقيقاته أن اللون الأصفر والقوام الناعم هما من الخصائص التي سادت على اللون الأخضر والقوام الخشن.

بناءً على ذلك ، أنشأ قوانين مندل الشهيرة التي تشير ، في جوهرها ، إلى أنه إذا تم دمج الفرد الأصيل المهيمن مع فرد متنحي أصيل ، سيكون الجيل الأول من النسل من هؤلاء الأفراد مهجنًا وراثيًا، ولكن من الناحية المظهرية سيتم عرض السمات السائدة. على سبيل المثال ، عند تجميع نبات البازلاء الصفراء (AA) مع نبات يحتوي على بازلاء خضراء (aa) ، فإن البازلاء البنتا ستكون صفراء (Aa) ولكنها ستحتوي على الأليلات التي ترمز للون الأخضر واللون أصفر.

درس مندل السمات التي تعتمد على جين واحد فقط (على الرغم من أنه في ذلك الوقت لم يكن يعلم هو ولا العلماء الآخرون بوجود الجينات في حد ذاتها). اعتمادًا على ما إذا كان متغيرًا أو أليلًا من جين اللون موروثًا (سائد "أ" و "أ" متنحي) ، ينتج النبات بازلاء صفراء. أو أخضر ، واعتمادًا على ما إذا كنت قد ورثت أليلًا من جين النسيج (سائد 'R' و 'r' متنحي) ، فإن البازلاء ستكون ناعمة أو خشن.

المشكلة هي أنه في جوانب أخرى من الطبيعة لا يحدث هذا بهذه الطريقة البسيطة. لا يجب أن تعتمد السمات على جين واحد به أليلين. على سبيل المثال ، لون عيون الإنسان ، على الرغم من محدوديته ، هناك درجة من التنوع. لا يمكن تفسير هذا التنوع بعبارات بسيطة من الهيمنة والتراجع ، لأنه يعني ذلك ضمنيًا كان هناك نوعان فقط من ألوان القزحية ، وليس الألوان المختلفة للبني والأزرق والأخضر والرمادي نعلم.

التالي سنرى بمزيد من التفصيل الأنواع المختلفة لآليات الوراثة غير المندلية الموجودة.، بالإضافة إلى إبراز خلافاتهم فيما يتعلق بالقوانين التي اقترحها مندل.

1. كودومينانس

رأى مندل من خلال تجاربه مع البازلاء آلية وراثة الصفات التي تعتمد على ما إذا كان الأليل الموروث سائدًا أم متنحيًا. يعني المهيمن أنه إما عن طريق وراثة جينين لهما نفس الأليل أو عن طريق وراثة جين واحد مع الأليل السائد والآليل الآخر مع الأليل المتنحي ، سيُظهر الفرد نمطًا ظاهريًا يحدده الأليل مسيطر. هذه هي حالة البازلاء الصفراء التي سبق ذكرها والتي ، على الرغم من كونهم أطفال البازلاء الخضراء والبازلاء الصفراء ، إلا أنهم يشبهون الأخيرة.

في السيادة المشتركة هذا لا يحدث. لا توجد حالة يسود فيها أحد الأليل على الآخر ، بل يتم التعبير عن كليهما بالتساوي في النمط الظاهري الفردي ، الذي سيظهر نمطه الظاهري كمزيج من الاثنين الأليلات. لمحاولة فهم هذه الفكرة بشكل أفضل ، سنضع المثال التالي مع الدجاج الأسود والدجاج الأبيض

أنواع معينة من الدجاج لها جين يحدد أليله لون ريشها. يمكنهم أن يرثوا أليلًا يجعل الريش أسودًا (N) ، ويمكنهم الحصول على أليل يجعل الريش أبيضًا (B)..

كلا الأليلين متساويان في السيادة ، لا يوجد أحد متنحي بالنسبة للآخر ، لذا فإن السؤال هو ، ماذا يحدث إذا كان الفرد مهجنًا وراثيًا (BN) ، أي ابن دجاجة بيضاء (BB) وديك أسود (NN)؟ ما يحدث هو أنها لن تكون سوداء تمامًا أو بيضاء تمامًا ، ولكنها مزيج من كلا الأليلين. سيكون لها ريش أبيض وريش أسود.

إذا كان لون ريش الدجاج يعتمد على الهيمنة وليس على السيادة ، دعنا نقول أن الأسود هو الأليل السائد ، سيكون للفرد الهجين ريش أسود ، بغض النظر عما إذا كان نسل دجاجة أبيض.

2. سيادة غير تامة

الهيمنة غير المكتملة ستكون في منتصف الطريق بين الهيمنة التي رآها مندل و codominance التي كشفناها في القسم السابق. يشير هذا النوع من آلية الوراثة غير المندلية إلى أن النمط الظاهري للفرد يقع في منتصف الطريق بين الأنماط الظاهرية للوالدين. أي أنه يبدو كما لو كان مزيجًا بين الخصائص التي قدمها الوالدان.

أوضح مثال على هذا النوع من الهيمنة هو حالة زهرة أنف العجل. يمكن أن يظهر هذا النوع من الزهور بثلاثة ألوان: الأحمر (RR) والأبيض (BB) والوردي (RB). السلالات الحمراء الأصيلة ، عند التزاوج مع السلالات البيضاء الأصيلة ، لن يكون الجيل الأول من نسلها ، الذي سيكون هجينة ، أحمر ولا أبيض ، بل وردي. الأليل الأحمر والأليل الأبيض لهما نفس القوة في تحديد لون البتلات، مما يجعلها تمتزج معًا كما لو كنا نمزج تلك الألوان على لوحة.

في المقابل ، إذا تم عبور الأفراد الهجين بينهم (RB x RB) ، فقد يكون أحفادهم أحمر (RR) ، أبيض (BB) و الورود (RB) ، والوفاء بقوانين مندل على الرغم من أنه ليس بالطريقة التي مثل بها الراهب البينديكتيني مع قضيته في بازيلاء.

3. أليلات متعددة

عمل مندل مع الجينات التي حدثت فقط في أليلين ، أحدهما سائد والآخر متنحي. لكن الحقيقة هي ذلك قد يكون السبب هو أن الجين يحتوي على أكثر من أليلين، وأن هذه الأليلات تعمل من حيث الهيمنة غير الكاملة ، أو الهيمنة المندلية أو السيادة المشتركة ، مما يجعل التنوع في الأنماط الظاهرية أكبر.

تم العثور على مثال لجين يحتوي على أكثر من أليلين في فرو الأرانب. يمكن أن يأتي هذا الجين في أربعة أليلات مشتركة ، حيث يكون "C" هو الأليل السائد الذي يعطي لونًا داكنًا للطبقة ، بينما ثلاثة أخرى متنحية: أليل "c ^ ch" ، المعروف باسم شينشيلا ، أليل "c ^ h" ، المعروف باسم هيمالايا ، وأليل "ج" ، المعروف باسم ألبينو. للحصول على أرنب أسود ، يكفي أن يكون لديك جين مع أليل "C" ، ويمكن أن يكون هجينًا ، ولكن لكي يكون أحد الأنواع الثلاثة الأخرى ، يجب أن يكون سلالة نقية لأحد هذه الأليلات.

لدينا مثال آخر مع فصيلة الدم لدى البشر.. الغالبية العظمى من الناس لديهم واحدة من المجموعات الأربع التالية: 0 ، A ، B ، أو AB. اعتمادًا على فصيلة الدم التي تنتمي إليها ، سيكون هناك بعض أو لا يوجد على سطح خلايا الدم الحمراء تسمى الجزيئات المستضدية ، وقد يكون هناك النوع A ، النوع B ، كلا النوعين ، أو ببساطة لا احصل عليهم

الأليلات التي تحدد ما إذا كانت هذه المستضدات موجودة أم لا سوف تسمى "I ^ A" و "I ^ B" و "أنا". الأولين يسيطران على الثالث ، ويشتركان بينهما. وبالتالي ، فإن فصيلة دم الفرد ، التي تظهر كنمط ظاهري ، سيتم تحديدها وفقًا للأنماط الجينية التالية.

• اكتب الدم A: أصيل A (I ^ A) أو هجين A0 (I ^ Ai).
• نوع الدم B: أصيل B (I ^ B) أو هجين B0 (I ^ Bi).
• اكتب الدم AB: هجين AB (I ^ AI ^ B).
• اكتب الدم 0: أصيل 0 (ii).

4. الخصائص متعددة الجينات

قام مندل بالتحقيق في الخصائص التي تعتمد على جين واحد. ومع ذلك ، في الطبيعة ، من الطبيعي أن تكون هناك خاصية مميزة ، مثل الذكاء ، ولون البشرة ، ارتفاع أو عرض العضو ، يعتمد على ترميز أكثر من جين واحد ، أي أنها خصائص متعدد الجينات.

يمكن أن تنتمي الجينات المسؤولة عن نفس الخاصية إلى نفس الكروموسوم ، أو يمكن العثور عليها في عدة كروموسومات موزعة. إذا كانوا على نفس الكروموسوم ، فمن المرجح أن يتم توريثهم معًا.، على الرغم من أنه قد يكون الأمر كذلك ، أثناء العبور الذي يحدث أثناء الانقسام الاختزالي ، فإنهما ينفصلان. هذا هو أحد الأسباب التي تجعل الوراثة متعددة الجينات معقدة للغاية.

• قد تكون مهتمًا بـ: "الاختلافات بين DNA و RNA"

5. تعدد الأشكال

إذا كانت الخصائص متعددة الجينات هي الحالة التي يتم فيها تحديد السمة بواسطة أكثر من جين واحد ، فإن تعدد الجينات سيكون هو الحال ولكن في الاتجاه المعاكس. إنه الموقف الذي يحدث عندما يتم توريث نفس الرموز الجينية لأكثر من خاصية واحدة ، وبالتالي ، يتم دائمًا توريث هذه الخصائص بشكل مشترك.

مثال على ذلك هو حالة متلازمة مارفان.، وهي مشكلة طبية يظهر فيها على الشخص المصاب أعراض مختلفة ، مثل طول القامة بشكل غير عادي وطول أصابع اليدين والقدمين ومشاكل في القلب وخلع عدسة. كل هذه الخصائص ، التي قد تبدو غير مرتبطة بأي شكل من الأشكال ، دائمًا ما يتم توريثها معًا ، لأن أصلها هو طفرة في جين واحد.

• قد تكون مهتمًا بـ: "الأمراض الوراثية: ماهيتها وأنواعها وخصائصها وأمثلة عليها"

6. الأليلات القاتلة

يمكن أن يساهم وراثة نوع أو آخر من الجينات بشكل كبير في بقاء الفرد. إذا كان الفرد قد ورث جينًا يرمز إلى النمط الظاهري غير المتكيف مع البيئة التي يوجد فيها ، فسيواجه الفرد مشاكل. مثال على ذلك هو أن تكون طائرًا ذو ريش أبيض في غابة بألوان داكنة. سيجعل ريش هذا الطائر بارزًا في مواجهة الفروع وأوراق الشجر الداكنة في الغابة ، مما يجعلها شديدة التأثر بالحيوانات المفترسة.

ومع ذلك ، هناك الجينات التي تكون أليلاتها مميتة بشكل مباشر ، أي أنها تسبب للفرد مشاكل في البقاء على قيد الحياة بمجرد أن يتم تصوره. المثال الكلاسيكي هو حالة الأليل الأصفر القاتل ، وهي طفرة تلقائية تمامًا تحدث في القوارض ، وهي طفرة تجعل فروها أصفر ويموت بعد الولادة بفترة قصيرة. في هذه الحالة المحددة ، يكون الأليل المميت هو السائد ، ولكن هناك حالات أخرى من الأليلات القاتلة التي يمكن أن تكون متنحية ، ومشتركة ، وتعمل بشكل متعدد الجينات ...

7. تأثيرات البيئة

تحدد الجينات العديد من خصائص الفرد ، وهي بلا شك وراء العديد من السمات التي تتجلى في شكل نمطها الظاهري. ومع ذلك ، فهي ليست العامل الوحيد الذي يمكن أن يتسبب في أن يكون الكائن الحي المعني بطريقة أو بأخرى. عوامل مثل ضوء الشمس والنظام الغذائي والوصول إلى الماء والإشعاع والجوانب الأخرى من البيئة يمكن أن تحدد بشكل كبير خصائص الفرد

ولهذا السبب ، على الرغم من حقيقة أن الارتفاع يتم تحديده إلى حد كبير من خلال علم الوراثة ، فقد عاش فيه المكان الذي يعاني من سوء التغذية ونمط الحياة المستقر يمكن أن يتسبب في قصر القامة للفرد. مثال آخر هو أن الأشخاص المنحدرين من أصل قوقازي والذين يعيشون في المناطق الاستوائية ينتهي بهم الأمر إلى تطوير لون بشرة بني بسبب التعرض الطويل لأشعة الشمس.

بإعطاء مثال من عالم النبات ، لدينا حالة الكوبية. سيكون لهذه النباتات بتلات من لون أو آخر اعتمادًا على درجة الحموضة في التربة ، مما يجعلها زرقاء أو وردية حسب قاعدتها.

8. الميراث المرتبط بالجنس

هناك خصائص تعتمد على الجينات الموجودة حصريًا في الكروموسومات الجنسية.، أي X و Y ، مما يعني أن الجنس لديه فرصة ضئيلة أو معدومة لإظهار سمة معينة.

الغالبية العظمى من النساء لديهن كروموسومان X (XX) ومعظم الرجال لديهم كروموسوم X واحد وكروموسوم Y واحد (XY). فيما يلي نوعان من الأمراض التي تعتمد على الكروموسومات الجنسية.

الهيموفيليا

الهيموفيليا مرض وراثي يمنع الدم من التجلط بشكل صحيح. هذا يعني أنه في حالة الإصابة ، هناك ميل إلى النزيف ، واعتمادًا على حجم الإصابة ، يكون الخطر على الحياة أكبر. الأفراد المصابون بالمرض يفتقر إلى الجين الذي يجعل عامل التخثر (X ').

كان هذا المرض ، تاريخيًا ، مميتًا للنساء بسبب الدورة الشهرية. في حالة الرجال ، كان لديهم قدر أكبر من البقاء على قيد الحياة ، على الرغم من أنه كان من النادر أن يعيشوا أكثر من 20 عامًا. تغيرت الأمور اليوم بفضل وجود عمليات نقل الدم ، على الرغم من أن المرض يعتبر خطيرًا ومقيِّدًا للغاية.

يقع الجين الذي يرمز لعامل التخثر على كروموسوم X وهو المسيطر. إذا كان لدى المرأة (X'X) كروموسوم واحد مع الجين والآخر بدونه ، فإنها ستنتج عامل التخثر ولن تصاب بالمرض ، على الرغم من أنها ستكون حاملًا.

الرجل الذي يرث كروموسوم X مع غياب الجين لا يحظى بنفس الحظ.، نظرًا لأنه ليس على الكروموسوم Y ، فلن يحتوي على الجين الذي يجلط العامل ، وبالتالي سيكون مصابًا بالهيموفيليا (X'Y).

ولهذا السبب ، فإن عدد الرجال الذين يصابون بالمرض أكثر من النساء ، بالنظر إلى ذلك بالنسبة للنساء يجب أن تكون النساء اللواتي يقدمن ذلك غير محظوظين بما يكفي لأن ورثن اثنين من الكروموسومات X المعيبة.

عمى الألوان

عمى الألوان يعني عمى لون أساسي معين (أحمر أو أخضر أو ​​أزرق) ، أو اثنين منهم. أكثر أنواع هذه العمى شيوعًا هو عدم القدرة على التمييز بين اللونين الأخضر والأحمر.

عمى الألوان هو أيضًا مرض وراثي يعتمد على الجنس، المرتبطة بقطعة مميزة على الكروموسوم X.

هذا يعني أنه ، كما هو الحال مع الهيموفيليا ، يوجد عدد أكبر من الرجال المصابين بعمى الألوان مقارنة بالنساء المصابات بعمى الألوان أنه في حالة الرجال لا يوجد سوى كروموسوم X واحد ، وإذا كان هذا معيبًا ، نعم أو نعم ، فسوف يقدم حالة.

من ناحية أخرى ، في النساء ، نظرًا لوجود اثنين من X ، إذا كان أحدهما معيبًا ، فإن الكروموسوم الصحي "يقاوم" عيب الآخر.

المراجع الببليوجرافية:

• غريفيث ، أ. ج. F.؛ س. تم العثور على R. ويسلر. تم العثور على R. ج. لوونتين وس. ب. كارول (2008). مقدمة في التحليل الجيني. الطبعة التاسعة. ماكجرو هيل Interamericana.
• ألبرت ، براي ، هوبكين ، جونسون ، لويس ، راف ، روبرتس ، والتر. مقدمة في بيولوجيا الخلية. الافتتاحية الطبية الأمريكية.