54

علم الوراثة مندلين وساحات بونيت

Professor Dave هنا ، لنتحدث عن علم الوراثة المندلية.

من خلال دراسة الكيمياء والكيمياء الحيوية وعلم الأحياء ، يمكننا التعرف على الكثير

حول العمليات الجزيئية والخلوية التي تولد وتديم الحياة البشرية.

ولكن قبل أن نعلم بوجود خلايا وجزيئات ، كنا قادرين على فهم مفهوم الوراثة.

الأطفال يشبهون والديهم.

تنتقل السمات من جيل إلى جيل ، سواء كان لون الشعر أو لون البشرة أو الطول أو أي شيء آخر.

بالنسبة لمعظم تاريخ البشرية ، لم يكن لدينا أي فكرة عن كيفية حدوث ذلك ، وحتى مع علم الأحياء

وحتى مع علم الأحياء الذي تعلمناه للتو، فإن هذا لم يتضح بعد.

لكن مناقشة كيفية انتقال السمات من كائن حي إلى آخر هي مناقشة

علم الوراثة ، ولإقامة أي عدالة في هذا المجال ، يجب أن نعود إلى بدايته ،

مع رجل يدعى جريجور مندل.

نشأ مندل فقيرًا في منطقة زراعية في أوروبا ، ودخل ديرًا أوغسطينيًا

في سن 21.

بعد مرور بعض الوقت ، غادر لدراسة العلوم في فيينا ، ثم عاد إلى الدير

حريص على بدء بحثه.

في زمن مندل ، كان يعتقد أن الوراثة تتعلق بمزج الصفات ،

، مثل طريقة مزج لونين لإعطاء لون وسيط.

لكن هذا لم يفسر الطريقة التي يمكن للسمات تخطي جيل.

وهكذا بدا لمندل أن الوراثة يجب أن تقوم على وحدات منفصلة يمكن أن تُورث ،

والتي أصبحت تسمى الجينات.

في نظرية الجينات ، كل من الوالدين لديه مجموعة من الجينات ، ويتم الاحتفاظ بها سليمة

فى النسل.

عمل مندل لعدة عقود مع نباتات البازلاء في حديقة ديره

للإنتاج مجموعة رائعة من البيانات لدعم نظرية الجينات ، والتي تم إجراؤها جميعًا منذ عقود

قبل ملاحظة الكروموسومات وفهمها.

سنناقش الطرق التي استخدمها مندل لتربية نباتات البازلاء ، والاستنتاجات

التى كان قادراً على الحصول عليها.

بادئ ذي بدء ، لماذا البازلاء؟

حسنًا ، يحتوي نبات البازلاء على عدد من الصفات المرئية التي يمكن أن تختلف ، لذلك تكون النتائج سهلة المراقبة.

هذه أشياء مثل لون الزهرة ، لون البذور وشكلها ، لون وشكل القرنة ، وضع الزهرة ،

وطول الساق.

أجيال نبات البازلاء قصيرة والنسل كثير

، لذلك من السهل الحصول على البيانات وجمعها .

ويمكن لميندل التحكم بسهولة في التزاوج عن طريق إزالة الأسدية ، وهو التسميد الذكري

الأعضاء التي تنتج حبوب اللقاح من مجموعة معينة من النباتات.

ثم استطاع أن يتعمد التبادل مع حبوب اللقاح من النباتات الأخرى.

هذا يعني أنه كان لديه السيطرة الكاملة على النباتات التي تتزاوج مع النباتات الأخرى.

بعض النباتات كانت تتكاثر بشكل صحيح فيما يتعلق بسمة معينة ، وهذا يعني أن بعض النباتات

مع زهور أرجوانية ، عند الإخصاب الذاتي ، أعطى جيلًا تلو الآخر بشكل كامل

من النباتات المزهرة الأرجوانية .

وينطبق الشيء نفسه على النباتات ذات الزهور البيضاء.

لذلك هذا يعني أنه يمكن أن يولد نباتات بيضاء مزهرة حقيقية باالاستيلاد الحقيقي

للنباتات المزهرة الأرجواني ونرى ما سيحدث.

هذا النوع من العمليات يسمى التهجين ، ويمكننا تسمية نباتي التربية الحقيقية

الجيل الأبوي ، بينما سيُشار إلى النسل باسم الجيل الأول ،

أو الجيل الأول من الكلمة اللاتينية ابن .

إذا سمح لنباتات F1 بالتكاثر أكثر ، نحصل على F2 أو الجيل الثاني من الأبناء.

قام مندل بتجربة بعد تجربة أنواع مختلفة من نباتات البازلاء ،

، بعد ذلك الصفات المعبر عنها ، أو الأنماط الظاهرية ، حتى الجيل F2.

من هذا الجبل من البيانات ، طور قانونين أساسيين لعلم الوراثة.

هذا هو قانون الفصل وقانون تشكيلة مستقلة.

لمعرفة كيفية اشتقاق هذه القوانين ، دعنا نفحص إحدى تجاربه.

لنفترض أن النباتات المزهرة الأرجواني والأزهار البيضاء مهجنة.

سنجد أن الجيل F1 أرجواني بالكامل.

لا أبيض ، ولا وردي ، وكلها بنفسجي.

تثبت هذه التجربة وحدها أن أي نوع من فرضيات المزج يجب أن تكون خاطئة.

ولكن حتى أكثر حيرة هو أنه إذا سمح لجيل F1 بالتلقيح الذاتي ،

يعطي الجيل F2 نباتات أرجوانية وأبيض ، بنسبة 3 إلى 1 تقريبًا.

هذا يدعم بقوة ما نشير إليه الآن باسم نظرية الجينات ، لأنه يعني ان

في مكان ما في مصانع F1 يجب أن يكون هناك نوع من المعلومات المتعلقة

بالزهور البيضاء التي لم تضيع ، وتم التعبير عنها لاحقًا مع نباتات F2.

لا بد أن هذا الجين المزهر الأبيض قد تم إخفاؤه أو إسكاته في نباتات F1.

لذلك يمكننا أن نشير إلى الزهور الأرجوانية باعتبارها السمة السائدة ،

والزهور البيضاء باسم متنحية

لوحظ هذا المزيج من السمات السائدة والمتنحية للعديد من الجوانب الأخرى

من النبات ، وبالتحديد لوحظت نفس النسبة 3 إلى 1 عند فحص الأنماط الظاهرية

في الجيل F2 للبذور الملساء مقابل المتجعدة ، البذور الصفراء مقابل البذور الخضراء ، الأخضر مقابل الأصفر

الاغلفة الخضراء مقابل الأغلفة الصفراء، وما إلى ذلك.

والسبب في ذلك هو أن كل سمة تتوافق مع جين معين ، مثل جين لون الزهرة

لكن لكل جين نسختين ، أو الأليلات ، في الجينوم ، لأنه يوجد على الجين

اثنان من الكروموسومات المتماثلة ، واحد من كل من الوالدين.

يمكن أن يكون هذان الألليلان من نمط جيني مختلف ، مما يعني أن تسلسل النيوكليوتيدات

المختلفة ، وهذا يمكن أن يؤدي إلى أنماط ظاهرية مختلفة عند التعبير عنها ، مثل

اللونين المختلفين الظاهرين على الزهرة.

على الرغم من أن مندل لا يعرف أي شيء عن الحمض النووي ، إلا أنه كان لا يزال قادرًا على فك هذا المفهوم

لاثنين من الأليلين لكل سمة.

يجب أن تحتوي نباتات التكاثر الحقيقية على أليلات متطابقة لميزة معينة ، ولكن عندما يؤديها

التهجين ، أدرك أن أليلًا واحدًا كان سائدًا ، في أنه تم التعبير عنه ،

بينما كان الآخر متنحيًا وبقي خامدًا.

في هذه الحالة ، عندما يتم تهجين اللون الأرجواني والأبيض ، يكون الجيل F1 كله أرجوانيًا

لذا ألارجوانيً يجب أن يكون مهيمنا .

حتى أنه أدرك أن كل gamete يجب أن يكون لديه واحد فقط من هذه الأليلات مثل عند كل

النبات المخصب ، وسوف ينتج عن أي من التوليفات الممكنة للأليل.

هذا هو قانون الفصل.

نحن نفهم الآن أن هذا صحيح لأننا تعلمنا عن الانقسام الاختزالي والحاجب الفردي

الخلايا المؤنثة التي تنتج.

بهذه الطريقة ، كان مندل قادرًا على شرح الأنماط الظاهرية في الجيل F2 من خلال الترشيد

أن أثنين من التكاثر الارجوانى الحقيقي لها أليلين أرجواني ، واثنين من التكاثر الحقيقيّ الأبيض

الأليلات البيضاء ، لذلك عندما يقوم الحيوان المنوي من أحدهم بتخصيب البويضة من الأخرى ،

يجب أن يكون للنباتات الناتجة كلها في الجيل F1 واحد من كل أليل.

لأن اللون الأرجواني هو المسيطر ، كلهم ​​بنفس اللون.

ولكن عندما ينتج الجيل F1 الأمشاج الخاصة به ، سيكون بعضها أرجوانيًا والبعض الآخر

تكون بيضاء ، لذلك عندما تقوم بالتخصيب الذاتي ، هناك أربع مجموعات ممكنة ،

واؤلئك هم الأرجواني والأرجواني والأرجواني والأبيض والأبيض والأرجواني أو الأبيض والأبيض.

بما أن اللون الأرجواني موجود في ثلاثة من هذه ، فإن هذا يفسر النسبة الثلاثة إلى واحد ،

أن النبات الذي يحتوي على أللين أبيض متنحيين فقط سيظهر باللون الأبيض.

يمكن عرض هذا النوع من المنطق باستخدام مربعات بونيت.

لهذه ، نقوم بعمل شبكة ، وعلى طول المربعات العلوية نضع الأليلات لنبات واحد.

إذا سمحنا لجيل F1 بالتكاثر ، فإن كل هؤلاء لديهم أليل أرجواني واحد

يمكننا أن نرمز برأس مال P ، لأننا نرسم الأليل السائد ، والأبيض

سيكون الأليل حرف p صغير ، لأنه متنحي.

سيكون للنبات الآخر أليله على يسار الصناديق.

بعد ذلك ، نقوم فقط بتعبئة المربعات لتشكيل كل تركيبات الاقتران الممكنة.

يتم سرد الأليلات السائدة أولاً ، وهناك توزيع كما وصفنا من قبل ،

مع نسبة ثلاثة إلى واحد من اللون الأرجواني إلى الأبيض في الجيل F2.

عندما يكون لدى الكائن الحي ألائل متطابقة لجين معين ، يقال أنه متماثل الزيجوت

لهذا الجين.

إذا كان يحتوي على واحد من كل أليل ، فإننا نسميه متغاير الزيجوت.

كما يمكننا أن نرى ، كلاهما سائد متماثل الزيجوت ومتغاير الزيتي يؤدي إلى النمط الظاهري السائد.

النتائج المتنحية المتماثلة الزيجوت فقط هي التي تظهر في النمط المتنحي المتنحي في النبات.

لهذا السبب ، يجب أن نفهم أن مراقبة النمط الظاهري المرئي

السمةالمحددة في الكائن الحي لا تخبرنا على وجه اليقين ما هو النمط الجيني الموجود

تؤدي الأنماط الجينية إلى نفس النمط الظاهري.

ومع ذلك ، يمكننا تربية هذا الكائن الحي مع كائن آخر له نمط وراثي معروف لهذه

السمة وتحليل التوزيع المظهري في الجيل الناتج لفهم ما

يجب أن يكونه النمط الجيني غير المعروف.

عندما اكتشف مندل قانون الفصل العنصري ، كان ينظر إلى سمة واحدة في كل مرة

هَجينٌ أُحادِيُّ الخَلَّية

ولكن عندما بدأ النظر في صفتين في نفس الوقت ، اكتشف قانون

قانون التوزيع المستقل:

كان يعلم أن بذور نبات البازلاء يمكن أن تكون إما صفراء أو خضراء ، فى حالة الاصفر

سائد ، ويمكن أن تكون إما مستديرة أو مجعدة ، مع كون المستديرة سائدة

أخذ نباتات التناسل الحقيقي ببذور صفراء مستديرة وخلطها ببذور نبات تناسل حقيقى نباتات

بذور خضراء مجعدة ، ادى ذلك الى التهجينات الثنائية

كما نتوقع ، تنتهي جميع النباتات في الجيل F1 بصفات متغايرة الزيجوت لكليهما

، وبالتالي إظهار النمط الظاهري السائد لكلا الصفتين.

ولكن لأننا نفحص صفتين في وقت واحد ، هناك الآن أربع مجموعات ممكنة

الأليلات المنتجة في الأمشاج من نباتات F1.

إذا تكاثرت هذه النباتات ، فسينتهي بنا الأمر مع مجموعة متنوعة من الأنماط الجينية المحتملة لنباتات ـ F2

لأن ساحة بونيت يجب أن تتضمن جميع التوليفات الممكنة لكل

الأمشاج من نباتين مختلفتين.

سيكون التوزيع المظهرى للتهجين الثنائي دائمًا من 9 إلى 3 إلى 3 إلى 1 ،

حيث يمثل الرقم 9 نسبة الجيل F2 التي سيعرض النمط

النمط الظاهري السائد لكلا الصفتين ، 3 يمثل النسبة التي ستظهر السائدة

بالنسبة لواحد متنحٍ للآخر، يكون الرقم 3 الآخر هو للحالة العكسية،

تلك التي ستكون متنحية لكليهما.

هذه النتائج مهمة ، لأنها تظهر أن كل سمة يتم تحديدها بشكل فردي.

لمجرد أن الجيل F1 كان متغاير الزيجوت ، فهذا لا يعني أن F2 سيكون كذلك.

يتم فصل الأليلات لكل سمة بشكل عشوائي أثناء تكوين الأمشاج ، مما يدل على ذلك

قانون تشكيلة مستقلة ، وإثبات أن الجمع بين الأليلات

التي تحدث في أي كائن حي يتم تحديدها بالكامل من خلال الاحتمالية .

16 مجموعة ممكنة ، واحدة من كل 16فرصة لكل واحدة ، تقريبًا واحدة في كل

16ستعرض نباتًا نمطًا جينيًا معينًا.

بسبب هذه الموثوقية الرياضية ، يمكننا استخدام قواعد الاحتمالية للتنبؤ

بتوزيعات النمط الظاهري لمجموعات أكثر تعقيدا.

ليست كل أنماط الوراثة بهذه البساطة ، للأسف ، ومثيرة للإعجاب مثلما كانت تجارب مندل

لم يتمكن من شرح بعض الملاحظات.

ولكن منذ وقته قمنا بتوسيع علم الوراثة المندلية لشرح هذه الملاحظات

كذلك كما نفهم الآن أن بعض الأليلات ليست سائدة أو متنحية تمامًا ،

تحتوي بعض الجينات على أكثر من أليلين ، ويمكن أن ينتج جين واحد في بعض الأحيان عدة

انماط ظاهرية.

على سبيل المثال ، هناك درجات من الهيمنة

مع كل شيء حتى الآن ، كنا نناقش الهيمنة الكاملة ، حيث الأليل السائد

يتم التعبير عما إذا كان النمط الجيني متماثل الزيجوت أو متغاير الزيجوت ، ولا يوجد فرق

في النمط الظاهري الناتج.

عندما يتم تجاوز snapdragons الحمراء بأخرى بيضاء ، يكون الجيل F1 كله باللون الوردي.

لكن هذا لا يعني أن الأليلات الحمراء والبيضاء قد اختفت.

إذا نظرنا إلى الجيل F2 ، نحصل على نسبة 1 إلى 2 إلى 1 من الأحمر إلى الوردي إلى الأبيض.

الأليلات تحافظ على هوياتها.

إن Codominance سِيادَةٌ مُشْتَرَكَة ممكن أيضًا ، حيث يتم التعبير عن نوعين ظاهريين مختلفين في وقت واحد.

لكن هذا الفهم الأكثر تقدمًا لعلم الوراثة يتطلب معرفة عن الكروموسومات

والذى لم يكن لدى مندل مطلقًا ، لذلك دعونا نتعلم عن الكروموسومات.

شكرا لمشاهدتكم يارقاق

سجلوا فى قناتى لمزيد من الفيديوهات التعليمية

ادعمونى على الصفحة لتقديم محتوى

وكذلك لاتتردوا فى مراسلتى الكترونيا ProfessorDaveExplains@gmail.com