الفصل الجيني: ما هو والمثال

الفصل الوراثي هو توزيع الجينات من الآباء إلى الأطفال أثناء عملية الانقسام الاختزالي. يمكن تعريف الجين بأنه جزء من الحمض النووي يرمز لنمط ظاهري معين: يمكن أن يكون بروتينًا أو جينًا مشاركًا في تنظيم الخلايا.

توجد الجينات فعليًا في الكروموسومات ، والكيانات عالية التنظيم من الحمض النووي والبروتينات حيث يتم تخزين المعلومات الوراثية. في وقت التكاثر ، يجب فصل هذه العوامل الوراثية ونقلها إلى المتحدرين.

التجارب التي أجراها غريغور مندل سمحت لنا بفهم عملية الفصل ، كما هو موضح في قوانينها المعروفة.

ماذا تتكون؟

الفصل الجيني هو الفصل ونقل الجينات إلى ذرية ويحدث أثناء عملية الانقسام الخلوي عن طريق الانقسام الاختزالي. الفصل بين الكروموسومات هو أساس هذا المفهوم.

قانون مندل الأول

وفقًا لمبدأ الفصل أو القانون الأول الذي أعلنه جريجور مندل ، فإن الكائنات الحية لها أليلان لهما طابع معين.

الأليل هو شكل أو متغير من الجينات. على سبيل المثال ، من الناحية الافتراضية ، يمكن أن يكون لدينا أليل واحد للشعر الأشقر وأليل آخر للشعر البني. عادةً ما يتم الإشارة إلى الأليلات بأحرف كبيرة للأحرف المهيمنة والصغيرة للأغراض المتنحية.

وفقًا للقانون الأول ، فإن كل مشية (بيضة أو نطفة) في عملية تكوينها تستقبل أحد هذه الأليلات. في وقت الإخصاب ، يتم تشكيل كائن ثنائي الصبغة مرة أخرى مع أليل تلقى من كل والد.

أحد أكثر الاستنتاجات ذات الصلة في هذه التجربة هو ملاحظة أن الجينات هي جزيئات منفصلة تفصل بشكل مستقل عن الآباء إلى الأطفال.

قبل مندل ، تم التعامل مع المبادئ الوراثية الخاطئة وكان يعتقد أن الجينات تتصرف مثل السوائل التي يمكن أن تختلط مع بعضها البعض ، وفقدان التغير الأولي.

مندل القانون الثاني

في جولة ثانية من التجارب ، أضاف مندل شخصية مورفولوجية أخرى إلى الدراسة. الآن ، تم عبور الأفراد ذوي الخصائص المميزة (على سبيل المثال ، النباتات ذات البذور المستديرة والأصفر مقابل النباتات ذات البذور المجففة والخضراء) وتم حساب ذريتهم.

بعد تحليل البيانات ، تمكن مندل من استنتاج أن كل شخصية تتصرف بشكل مستقل. يمكن تلخيص هذا المبدأ على النحو التالي: يتم توزيع كل خاصية وراثية بشكل مستقل.

مجموعات الربط والفصل

من المعروف الآن أن مندل قام بتقييم الشخصيات في نباتاته التجريبية (خشونة البذور ، ارتفاع الساق ، وما إلى ذلك) التي كانت موجودة فعليًا على الكروموسومات المنفصلة.

عندما يكون الموقع (المكان الذي تشغله الجينات الموجودة في الكروموسومات) متجاورًا أو مجاورًا للكروموسوم ، فمن المحتمل جدًا أن يفصلوا معًا في ما يعرف باسم "مجموعة الارتباط".

عواقب الفصل

عندما يتلقى zygote أليلين متساويين من أسلافه ، فإن الكائن الحي يكون متماثل الزيجوت للشخصية المدروسة. إذا كان كلا الأليلين مهيمنين ، يطلق عليه اسم homozygote المهيمنة ويرمز إلى AA (أو أي حرف آخر ، وكلاهما بحروف كبيرة).

في المقابل ، إذا كان كل من الأليلين متنحيًا ، فهو متجانس متجانس ويشار إليه بأحرف صغيرة: أأ.

من الممكن أيضًا أن يرث النسل أليلًا سائدًا ومتنحيًا. في هذه الحالة ، تكون عبارة عن خليط غير متجانس ويشار إليه بالحرف الكبير في البداية ، متبوعًا بحرف صغير: Aa.

النمط الظاهري - أو الخصائص الملحوظة لكائن حي - يعتمد على النمط الوراثي والبيئة. إذا كان النمط الوراثي هو AA أو aa ، فإنهم يعبرون ببساطة عن السمة التي يحددونها ؛ في حالة مغاير الزيجوت ، فإن السمة التي يتم التعبير عنها هي التي تحددها الأليل السائد.

هذا الأخير صحيح فقط في حالة اكتمال الهيمنة ؛ هناك أيضًا حالات أخرى ، مثل الهيمنة غير المكتملة أو الترميز اللغوي.

إنقسام منصف

الانقسام الاختزالي هو ظاهرة انقسام الخلايا التي تحدث في خطوط جرثومية الكائنات الحية التي تؤدي إلى حدوث الأمشاجات الفردية من الخلايا ثنائية الصبغة.

يبدأ الانقسام الاختزالي بتكاثر الحمض النووي وتحدث جولات لاحقة من الفصل الصبغي ، تسمى الانقسام الاختزالي الأول والثاني.

Meiosis I هو خطوة اختزال في العملية ، في هذه المرحلة يحدث التحول إلى الخلايا الفردية. ولتحقيق ذلك ، يتزاوج الكروموسومات المتماثلة (في الطور) ويفصل بين الخلايا المختلفة (في الطور) بطريقة عشوائية.

بالإضافة إلى ذلك ، في الانقسام الاختزالي الأول يحدث عملية تسمى إعادة التركيب أو الارتباط المتبادل الانفعالي ، حيث يحدث تبادل المواد الوراثية بين الكروموسومات غير الشقيقة للكروموسومات المتماثلة. لهذا السبب ، تختلف الأمشاج المنتجة عن بعضها البعض.

أثناء المعبر ، تظهر منطقة تسمى chiasma تحافظ على الكروموسومات معًا حتى يفصل بينهما المغزل.

عندما لا تتم عملية إعادة التركيب بشكل صحيح ، يمكن أن تحدث أخطاء في الفصل ، مما يؤدي إلى تطور كائن حي مع عيوب الكروموسومات.

على سبيل المثال ، تحدث متلازمة داون بسبب عدم الفصل الكافي الذي يحمل فيه الكائن ثلاثة الكروموسومات (وليس اثنين) في الزوج الواحد والعشرين.

مثال

الزهور على نباتات البازلاء

نباتات البازلاء من النوع Pisum sativum قد يكون لها أزهار بتلات أرجوانية وفي أفراد آخرين قد يكون لونها أبيض. إذا تم تخطي سطرين نقيين من هذين المتغيرين ، فإن الجيل الأول من الابناء الناتج لا يعرض سوى الزهور الأرجواني.

ومع ذلك ، فإن الشخصية البيضاء لم تختف في هؤلاء الأفراد. لا يمكن ملاحظته لأنه يتم حجبه بواسطة أليل سائد يرتبط باللون الأرجواني.

باستخدام المصطلحات المذكورة أعلاه ، لدينا أن الآباء هم AA (أرجواني) وأأ (أبيض).

يتكون الجيل الأول من الابناء فقط من النباتات ذات الورود الأرجواني ، وعلى الرغم من أنها تبدو من الناحية الوراثية كواحد من والديهم (AA) ، إلا أنها تختلف في الطرز الوراثية الخاصة بهم. الجيل الأول بأكمله غير متجانس: أأ.

هؤلاء الأفراد غير المتجانسين ينتجون أربعة أنواع من الأمشاج: الأمشاجات الأنثوية أ والشماشيات أ بالفعل بنسب متماثلة.

لضمان ظهور الأليلات في أزواج وتمييزها عند الانقسام الاختزالي ، من الضروري عبور الأفراد الأرجوانيين غير المتجانسين مع أفراد يحملون أزهارًا بيضاء

على الرغم من أنه يبدو أن هناك تقاطعًا متطابقًا مع الحرف الأول ، إلا أن النتيجة مختلفة: نصف الأفراد لديهم زهور بيضاء (النمط الوراثي أأ) والنصف الآخر زهور أرجوانية (أأ).