الصفحة الرئيسة خريطة الموقع المجال التربوي المجال الإسلامي المجال العربي

*الموديول الثاني*
*الصفات غير المندلية*

هل يخضع توارث الصفات جميعها لقانوني مندل ؟

أظهرت تجارب العلماء بعد مندل أن بعض الصفات تخضع في توارثها لقانوني مندل وان هناك صفات أخرى تخضع في توارثها لآليات أخرى ومنها، ويُتوقع منك عزيزي الطالب عند الانتهاء من دراسة هذا الموديول أن تكون قادراً بأذن الله على أن:

أ ـ توضح المقصود بكل من: السيادة غير التامة، والسيادة المشتركة، والمتقابلة المتعددة، والجينات المتعددة، والجينات القاتلة، وارتباط الجينات.

ب ـ تحل مسائل وراثية على الصفات غير المندلية.

 

السيادة غير التامة  Incomplete Dominance:

لفهم كيفية توارث لون الأزهار في نبات حنك السبعsnapdragon  افحص الشكل التالي ثم أجب عن التساؤلات التالية: -         ما لون الأزهار في الآباء؟ -         ما التركيب الجيني لكل من الأزهار الحمراء والأزهار البيضاء؟ -         ما لون الأزهار في الجيل الأول؟ إن لون الأزهار الوردي في أفراد الجيل الأول هو صفة وسطية بين اللونين الأحمر والأبيض، إذ يظهر تأثير الأليل  (CR) على الصفة الظاهرية للزهرة في الوقت نفسه الذي يظهر تأثير الأليل (CW)  ولا يسود أي منهما سيادة تامة على الآخر. -         ما نسبة ظهور صفة اللون الوردي للأزهار في الجيل الثاني؟ لاحظ أن نسبة ظهور صفة كل من اللون الأحمر واللون الأبيض للأزهار هي 25 % أما اللون الوردي فكانت نسبته 50% من أفراد الجيل الثاني.

شكل (17): توارث لون الأزهار في نبات حنك السبع

* سؤال:

* علل: يمكن معرفة التركيب الجيني للآباء من التركيب الظاهري في الصفات التي تخضع للسيادة غير التامة.

ومن أمثلة حالة السيادة غير التامة في الإنسان توارث بعض أنواع فقر الدم مثل مرض الثلاسيميا.

 

مرض الثلاسيميا  Thalassemia :

ويسمى كذلك فقر دم البحر الأبيض المتوسط، وفي الحالة الطبيعية ينتج الجنين نوعاً خاصاً من الهيموجلوبين يدعى الهيموجلوبين الجنيني (Fetus Haemoglobin (HbF وبعد الولادة يتم تكوين هيموجلوبين يدعى هيموجلوبين البالغين  Adult Haemoglobin (HbA) خلال الأشهر الأولى من حياة الطفل.

في الأطفال المصابين بالثلاسيميا لا يتم إنتاج الهيموجلوبين الطبيعي للبالغين منهم. ويستمر إنتاج الهيموجلوبين الجنيني، لذا تكون خلايا الدم الحمراء هشة سريعة التحطم في أثناء مرورها بالكبد والطحال، وذات كفاءة منخفضة لنقل الأكسجين وتظهر أعراض المرض قبل أن يبلغ الطفل السن الثانية من عمره، إذ يصاب بفقر دم حاد ويبدو شاحباً ويقل نموه ويتضخم لديه الطحال، ويتراكم الحديد في أعضاء مختلفة من الجسم مما يؤدي إلى حدوث مشاكل في القلب والكبد والغدد الصماء وضعف في الجهاز المناعي كذلك يحدث تشوه في نمو العظام وتصبح هشة، وفي حالة متوسطي الإصابة تظهر الأعراض السابقة في مراحل عمرية أكبر ولكن بدرجة أقل. ويتم توارث هذا المرض نتيجة وجود الأليل (H^F) المسؤول عن إنتاج الهيموجلوبين الجنيني أما الأليل (H^A) فهو مسؤول عن إنتاج هيموجلوبين البالغين.

 

  مسائل محلولة:

تزاوج حصان لونه بني داكن من فرس لونها ابيض، فنتج عن ذلك أفراد الجيل الأول جميعها ذات لون بني فاتح. فما التركيب الجيني للآباء وأفراد الجيل الأول والثاني إذا حدث تزاوج بين أفراد الجيل الأول؟

* الحل: بما أن أفراد الجيل الأول جميعها ذات لون بني فاتح وهي درجة اللون البني الوسط بين اللونين البني الداكن والأبيض، فان أليل اللون البني الداكن لا يسود سيادة تامة على أليل اللون الأبيض وهي حالة السيادة غير التامة.

يرمز لأليل اللون البني الداكن C^B ، ويرمز لأليل اللون الأبيض C^W

 

* تزاوج أفراد الجيل الأول F1 :

 

 

* تزاوج أفراد الجيل الثاني F2:

 

 

: للمزيد حول السيادة غير التامة يمكن الاطلاع على محتوى المواقع التالية: http://www.ksu.edu/biology/pob/genetics/incom.htm http://www.borg.com/~lubehawk/inccodom.htm http://www.genome.iastate.edu/edu/genetics/main.html http://www.synapses.co.uk/genetics/codom.html http://krupp.wcc.hawaii.edu/BIOL100/present/beydmend/sld002.htm http://berglab.gs.washington.edu/members/steve/Inc.Dom.html http://www.biology-online.org/2/5_mendelian_genetics.htm

 السيادة المشتركة والاليلات المتعددة

 Co – dominance and multiple alleles

فصائل الدم:

درست سابقا فصائل الدم في الإنسان وعرفت أنها أربع    O, AB , B , A، وقد صنفت هذه الفصائل وفقا لوجود نوعين من مولدات الضد وهي بروتينات سكرية في الغشاء الخلوي لخلايا الدم الحمراء، فإذا وجد أحد مولدي الضد، فتكون فصيلة الشخص (A) أو(B)، أما إذا وجد مولدا الضد A وB معاً، فتكون فصيلة الشخص (AB)، وفي حالة عدم وجود أي منهما، فتكون فصيلة الدم (O).

 

كما تحتوي بلازما الدم على نوعين من الأجسام المضادة هما:

جسم مضاد لمولد الضد (A)، وجسم مضاد لمولد الضد ((B، وتظهر أهمية معرفة فصائل الدم في عمليات نقله، فمثلاً إذا نقل دم من شخص فصيلة دمه ((A "المعطي أو المانح"، إلى شخص أخر "المستقبل" فصيلة دمه(B)، فانه يحدث تخثر للخلايا الدموية الحمراء بفعل الأجسام المضادة، مما قد يسبب وفاة المستقبل.

 

توارث فصائل الدم:

تخضع عملية توارث فصائل الدم إلى أليلات متعددة متقابلة، إذ يتحكم في عملية التوارث ثلاث أليلات مختلفة، وتم ترميزها بالرموز التالية:

الأليل(I^A)  يكون مولد الضد A، والأليل (I^B) يكون مولد الضد B، والأليل (i) لا يكون أي منهما، وهذا يعني انه يتحكم في وراثة الصفة أكثر من أليلين متقابلين، إلا أن كل شخص يرث اثنين من  الثلاثة السابقة.

سؤال : ما عدد التراكيب الجينية المختلفة لفصائل الدم ؟

 

 

لاحظ أن كلا من الأليل (I^A) والأليل (I^B) يسود سيادة تامة على الأليل ((i، ولا يسود أي منهما على الآخر فالفرد ذو التركيب الجيني (I^AI^B) تكون فصيلة دمه AB إذ يعمل الأليلان السائدان معاً لتكوين مولدي الضد  A,B وتسمى هذه الحالة الوراثية السيادة المشتركة Co-dominance  إن لدراسة فصائل الدم أهمية في الطب الشرعي إذ ينفي الأبوة ولا يثبتها مثال ذلك الطفل الذي فصيلة دمه (AB)  لا يمكن أن تكون فصيلة أحد أبويه ((O  فسر ذلك.

 

مسائل محلولة:

تزوج رجل فصيلة دمه ((A من امرأة فصيلة دمها ((B فكان احد أبنائهما فصيلة دمه O))، فسر ذلك وراثياً مبيناً التركيب الجيني للآباء والأبناء.

* الحل :

بما أن فصيلة دم أحد أبنائهما  (O)وتركيبه الجيني ((ii فإن ذلك يثبت أن كلاً من الأبوين يحمل صفة الهجين بالنسبة إلي فصيلة الدم.

 

* الأبناء:

 

 

لاحظ أن النسبة الناتجة في الأبناء قد تغيرت عن النسب في الوراثة المندلية بالرغم من إن قانوني مندل ينطبقان في هذه الحالة.

: للمزيد حول السيادة المشتركة والأليلات المتعددة وفصائل الدم يمكن الإطلاع على محتوى المواقع التالية: http://veghome.ucdavis.edu/classes/bis101/lectures/lec02.html http://wsrv.clas.virginia.edu/%7Erjh9u/abo.html http://www.biosciences.utoledo.edu/jplenef/2170sp03/Out31903.html http://wwwvet.murdoch.edu.au/birds/ACVSc/pg000010.htm http://www.ansci.cornell.edu/usdagen/sitemap1.html http://www.ansci.cornell.edu/usdagen/sitemap1.html http://www.tashafi.com/default.asp?N=67   باللغة العربية

 

وراثة العامل الرايزيسي Rheusus factor :

وهو من الأمثلة الأخرى على  المتعددة الذي يتم توارثه في الإنسان، وله أهمية في عمليات نقل الدم والحمل والولادة... ولكن ما المقصود بالعامل الرايزيسي؟ وكيف يتم توارثه؟

عامل رايزس مصطلح يشير إلى مولد ضد يوجد غشاء خلية الدم الحمراء يرمز إليه Rh وفي حالة وجوده يسمى الشخص موجب العامل الرايزيسي Rh⁺، أما في حالة عدم وجود مولد الضد فيسمى الشخص سالب العامل الرايزيسي Rh^-، ويتحكم في وراثة هذا العامل أكثر من ثلاثة الزواج من  المتقابلة، إلا أن كل شخص يرث اثنين من هذه  التي يتم توارثها طبقا للوراثة المندلية، ومن هذه  (D) وهو سائد، ويكون مولد الضد للعامل الرايزيسي، بينما الأليل (d) يمنع تكون مولد الضد للعامل الرايزيسي.

في حالة نقل دم من شخص فصيلة دمه A موجب العامل الرايزيسي إلى شخص آخر فصيلة دمه A سالب العامل الرايزيسي، فان جسم المستقبل سينتج أجساماً مضادة لمولد الضد Rh، وتتراكم الأجسام المضادة هذه في حالة تكرار خطأ نقل الدم إلى الشخص نفسه، وتعمل الأجسام المضادة على تخثر خلايا الدم الحمراء المنقولة إلى الشخص، والتي تحوي مولد الضد Rh، مما قد يتسبب في وفاة الشخص المستقبل.

  

مسائل محلولة:

1 ـ تزوج رجل موجب العامل الرايزيسي من امرأة سالبة العامل الرايزيسي، فكان احد أطفالهما سالب العامل الرايزيسي.. ما التركيب الجيني لكل من الأباء والأبناء ؟

* الحل:

بما أن أحد أطفالها سالب العامل الرايزيسي، والتركيب الجيني له متنحي dd، والأم كذلك سالبة العامل الرايزيسي، فان الأب موجب العامل الرايزيسي هجين.

يرمز إلى أليل وجود العامل الرايزيسي السائد بالرمزD.

ويرمز إلى اليل غياب العامل الرايزيسي المتنحي بالرمز d.

 

التركيب الظاهري: رجل موجب العامل الرايزيسي x امرأة سالبة العامل الرايزيسي

التركيب الجيني :               Dd                              dd

الامشاج :                       D       d                            d 

 

* الأبناء :

التركيب الجيني    :           Dd              :               dd

التركيب الظاهري :  موجب العامل الرايزيسي     :  سالب العامل الرايزيسي

النسبة :                            1              :             1

  ما اثر العامل الرايزيسي على الأبناء؟

تمعّن في الشكل المقابل ثم أجب عن الأسئلة التي تليه: ـ ما التركيب الظاهري والجيني لكل من الأب والأم؟ ـ ما التركيب الظاهري والجيني للجنين؟ تتبع المراحل التالية التي يوضحها الشكل في حالة كون الأم سالبة العامل الرايزيسي وجنينها موجب العامل الرايزيسي. 1-  تنفذ بعض خلايا الدم الحمراء التي تحمل على سطحها مولد الضد Rh من الجنين إلى جسم الأم في أثناء عملية الولادة. 2-  يكون الجهاز المناعي للام أجساما مضادة. 3-  تنتقل الأجسام المضادة من جسم الأم إلى جسم الجنين الثاني مسببا تخثر خلايا الدم الحمراء في جسمه. 4-  تحقن الأم بأجسام مضادة للعامل الرايزيسي، وبالتالي يحدث تخثر لخلايا الجنين الداخلة إلى جسم الأم.     وهذا التخثر لا يضر الأم، لأن عدد الخلايا التي نفذت إلى جسم الأم قليل جداً.

شكل (18): وراثة العامل الرايزيسي وتأثيره على الجنين

  

: للمزيد حول العامل الرايزيسي وتأثيره على الجنين وأهمية الفحص الطبي قبل الزواج يمكن الإطلاع على الموقع التالي: http://www.hmc.org.qa/hmc/health/22th/8.htm    باللغة العربية

وراثة الجينات المتعددة Polygenic Inheritance

ـ لاحظ لون بشرة زملائك.. هل هي متباينة ومتدرجة؟

ـ لاحظ طول قامة زميلك، وقارنها ببقية أطوال طلاب الفصل.. هل هي متباينة؟

إن تدرج لون بشرة الإنسان من اللون الأبيض إلى اللون الأسود (شديد القتامة) يخضع لتأثير ثلاث أزواج من الجينات على الأقل، فالشخص الأسود شديد القتامة يكون تركيبه الجيني AA BB CC أما الشخص الأبيض، فيكون تركيبه الجيني aa bb cc، أما الشخص الذي يكون تركيبه الجيني Aa Bb Cc فتكون درجة اللون وسطا بين الأسود والأبيض، وكلما زاد عدد الجينات ذات الحرف الكبير، زادت درجة قتامة اللون، أي زادت نسبة الميلانين وهذا ما يسمى الوراثة الكمية. ومن الصفات التي تخضع لوراثة تعدد الجينات في الإنسان صفة الطول والوزن ودرجة الذكاء، ومن أمثلة تعدد الجينات في النبات وراثة لون حبة القمح، فالحبوب ذات اللون الأحمر يكون تركيبها الجيني AA BB RR، أما الحبوب ذات اللون البيض فيكون تركيبها الجيني aa bb rr. من الاختلافات في وراثة  المتقابلة المتعددة ووراثة الجينات المتعددة، إن  المتقابلة تحتل موقعاً Locus واحداً على زوج الكرموسومات المتماثلة، أما في الجينات المتعددة، فيحتل كل جينين متقابلين موقعاً على احد الأزواج الكروموسومية، وبذا قد يشارك أكثر من زوج كروموسومي أو موقع كروموسومي في إظهار الصفات التي تحكمها وراثة الجينات المتعددة.

شكل (19): توارث لون الجلد في الإنسان

 

: للمزيد حول وراثة الجينات المتعددة يمكن الإطلاع على الموقع التالي: http://old.jccc.net/~pdecell/bio205/polygenic.html http://imiloa.wcc.hawaii.edu/krupp/BIOL101/present/byndmend/sld006.htm http://www.molgen.gla.ac.uk/level2/2b/quantgen.htm

الجينات القاتلة Lethal genes :

ما الصفات المظهرية الناتجة عن تزاوج فئران صفراء اللون (هجين) فيما بينهما، إذا علمت أن اللون الأصفر يسود سيادة تامة على اللون الأسود؟ من المؤكد أن أجابتك ستكون كما درست في الوراثة المندلية 75% من أفراد الجيل النتائج فئران صفراء، و 25% فئران سوداء اللون. أي بنسبة 1:3، ولكن لاحظ العلماء في بعض أنواع الفئران النسبة كانت 1:2 (كما بالشكل المقابل) مما دفعهم إلى إجراء دراسات حول هذا النوع من الفئران، إذ لاحظ العلماء موت 25% من أفراد الجيل الأول قبل الولادة. وعلل العلماء الحصول على النسبة 1:2 بدلا من 1:3 بان الفرد متماثل  السائدة YY يموت وهو في المراحل الجنينية، وبذلك لا يمكن الحصول على فئران صفراء متماثلة .

شكل (20): توارث الجينات القاتلة في الفئران

 

: للمزيد حول وراثة الجينات المتعددة يمكن الإطلاع على الموقع التالي: http://www.madsci.org/posts/archives/may96/829762033.Ev.r.html http://www.ndsu.nodak.edu/instruct/mcclean/plsc431/mendel/mendel5.htm

ارتباط الجينات Gene Linkage :

إن صفات الفرد تظهرها جينات محمولة على الكروموسومات، وان أي كروموسوم لا بد أن يحتوي على عدد كبير من الجينات، وذلك لأن عدد الكروموسومات قليل جداً مقارنة بعدد الجينات، إن الجينات الواقعة على الكروموسومات المختلفة تظهر صفاتها في الجيل التالي أما معاً أو بصورة منفصلة، وتعتمد هذه على الاحتمالية، حيث تتوزع توزيعا حراً طبقا لقانون مندل الثاني، بينما الجينات الواقعة على الكروموسوم الواحد والمتقاربة تسمى المجموعة المرتبطة، ولا تتوزع توزيعاً حراً عند تكوين الأمشاج، بل تورث معاً كمجموعة واحدة، وهذا يسمى الارتباط.

ويوجد نوعان من الارتباط هما الارتباط التام والارتباط غير التام.

1 ـ الارتباط التام Complete Linkage :

في تجربة قام بها العالم مورجان Morgan   (1866-1945م) لدراسة توارث صفتي لون الجسم وحجم الأجنحة في ذبابة الفاكهة  Drosophila melanogaster، كانت الأنواع البرية منها ذات لون رمادي وأجنحة طويلة، والأنواع التي نتجت عن طفرة كانت سوداء اللون ضامرة الأجنحة. فعند إجراء تزاوج بين ذكر أسود اللون ضامر الأجنحة وأنثى رمادية طويلة الأجنحة (نقية)، كانت جميع أفراد الجيل الأول رمادية اللون طويلة الأجنحة، وعند إجراء التلقيح الاختباري، وذلك بتزاوج ذكر رمادي اللون طويل الأجنحة مع أنثى سوداء ضامرة الأجنحة، وكانت النتائج الفعلية 50% من أفراد الجيل الناتج رمادية اللون طويلة الأجنحة: و 50% من أفراد الجيل سوداء ضامرة الأجنحة، أي بنسبة 1:1 وهذه النتائج تختلف عما كان يتوقع تبعا لقانون التوزيع الحر لمندل وهي : 1 رمادي طويل الأجنحة: 1 رمادي ضامر الأجنحة: 1 أسود ضامر الأجنحة: 1اسود طويل الأجنحة.  وعلل مورجان تلك النتائج بوجود كل من جين لون الجسم الرمادي والأجنحة الطويلة على كروموسوم واحد، ولون الجسم الأسود والأجنحة الضامرة على الكروموسوم الأخر، وانتقل الجينان معاً، ولم يحدث بينهما عبور نتيجة تقاربهما.

شكل (21): كيفية حدوث الارتباط التام في ذبابة الفاكهة

  

2- الارتباط غير التام Incomplete Linkage :

    كرر العالم مورجان التلقيح الاختباري بتزاوج ذكر أسود اللون ضامر الجناحين مع أنثى هجينة رمادية  اللون طويلة الأجنحة، وكانت النتــائج الفعلية تختلف عن النسب المتوقعة على أســاس قانون التوزيع الحر فكان عدد الأفراد ذات اللون

الرمادي والأجنحة الضامرة، والأفراد ذات اللون الأسود والأجنحة الطويلة أقل من المتوقع في حالة حدوث توزيع حر للكروموسومات، فكانت نسبة الأفراد التي تماثل الأبوين 83% بينما الأفراد الناتجة عن الاتحادات الجديدة 17%، وعلل مورجان هذه النسبة بحدوث عملية العبور بين الجينات رغم ارتباطها على كروموسوم واحد في أثناء عملية الانقسام المنصف عند تكوين الأمشاج. وتوصل كذلك إلى أن العبور في ذكر ذبابة الفاكهة نادر الحدوث بالنسبة للصفتين المذكورتين ولذلك يكون الارتباط تاماً تقريباً بين الجينات في الذكر.

شكل (22): كيفية حدوث الارتباط التام في ذبابة الفاكهة

  

خريطة الجينات :Genetic map :

   

أثار اكتشاف الجينات المرتبطة، وتكوين تراكيب جينية جديدة New Recombination  نتيجة عملية العبور أحد طلبة العالم مورجان هو ألفرد  Alfred إلى محاولة التوصل إلى رسم خريطة الجينات، ويقصد بها قائمة مواقع جينية Genetic Loci  على امتداد كروموسوم معين وكرر الفرد تجاربه على ذبابة الفاكهة، فاستنتج أنه كلما زادت المسافة بين الجينات (موضع الدراسة) على الكروموسوم نفسه، زادت نسبة حدوث العبور بينهما، وبدراسة العديد من الصفات الوراثية التي تظهرها جينات معينة أمكن تحديد مواقع العديد من الجينات على الكرموسومات، وذلك من خلال تكرار حدوث العبور لعدد من الجينات. وعبر ستيورتيفان Sturtevant  عن المسافة بين الجينات بوحدة الخريطة Map unit  فإذا كانت نسبة حدوث عملية العبور بين جينين 1% فإنهما يبعدان عن بعضهما بوحدة خريطة واحدة. لاحظ الصفات التي تقع جيناتها على كروموسوم واحد.

شكل (23): خريطة جينية لأحد الكروموسومات لذباب الفاكهة