تطبيقات في علم الوراثة
أولا: الطفـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــرات
الطفـــــــــــــــــــرة : هي ظهور اختلافات أو صفات جديدة في النسل لم تكن موجودة في الإباء ، نتيجة لتغير في عدد الكروموسومات أو تركيبها،أو لتغير في تركيب الجين، أو موقعه على الكروموسوم.
أسبابهــــــــــــــــــــــــا :
1) أخطاء في إثناء تضاعف جزئ DNA .
2) عوامل بيئية فيزيائية و كيميائية (الأشعة السينية ، بعض العقاقير) .
تأثيرها في الكائن الحي :
1) معظمها يسبب ضررا للكائن الحي .
2) بعضها ليس له أي تأثير في الكائن الحي .
3) القليل جداً مفيد ، التغيرات تمكن الكائنات الحية في التكيف مع بيئاتها ومصدر لظهور أنواع جديدة ( مهمة تطور الكائنات الحية ).
أنواع الطفــــــــــــرات :
1) طفرات كرموسومية .
2) طفرات جينيـــــــــــة .
1) الطفرات الكروموسومية
ا . تغير في تركيب الكروموسوم .
ب. تغير في عدد الكروموسومات .
أ) الطفرات التي تؤثر في تركيب الكروموسوم :
تغيرات دائمة تحدث أحيانا في إثناء الانقسام الخلوي ، وقد تنتج بفعل مسببات الطفرات المختلفة .
انواعهـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــا :
أ. الفقـــــــد : تنتج من انفصال قطعة عن الكروموسوم و معها الجينات التي تحملها ,ثم التحام القطعتين الطرفتين ,مما يسبب تقصا في طول الكروموسوم ,تحدث في الكروموسوم نفسه.
ب. الإضافــــــة: تنتج من اضافة جزء من الكروموسوم الى كروموسوم اخر مماثل له زيادة في طول, و تكرار لبعض الجينات ,تحدث بين كروموسومين متماثلين .
ج. الانقــــلاب : تنتج من انقلاب جزء من الكروموسوم نفسه , فينعكس ترتيب الجينات في هذا الجزء وتغير ترتيب الجينات .
د) الانتقــــال : تنتج من انتقال القطع الطرفية من كروموسوم إلى كروموسوم غير مماثل له ، تحدث بين كروموسومين مختلفين غير متماثلين ،فتسبب في تغير ترتيب الجينات .
ســـؤال (1) : ما انواع الطفرات التي تؤثر في تركيب الكروموسوم ؟
ســـؤال (2) : قارن بين تأثير طفرة الفقد وطفرة الاضافة على تركيب الكروموسوم .
ســـؤال (3) : ما الفرق بين طفرة الفقد وطفرة الانتقال ؟
ســـؤال (4) : ما تأثير طفرة الانقلاب على ترتيب الجينات على الكرومويوم ؟
ســـؤال (5) : ما الفرق بين طفرة الاضافة و طفرة الانتقال ؟
ب) الطفرات التي تؤثر في عدد الكروموسومات .
أنواعهـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــا :
1) التغير في عدد المجموعات الكروموسومية .
2) لتغير في عدد كروموسومات المجموعة الكوموسومية الواحدة بالزيادة أو النقصان .
1. التغير في عدد المجموعات الكروموسومية :
تحتوي الخلية في حال تعدد المجموعة الكروموسومية على مضاعفات المحموعة الكروموسومية الطبيعية .
أ. تعدد المجموعات الكروموسومية خلال الانقسام المنصف .
ينتج من عدم انفصال جميع الكروموسومات المتماثلة أثناء عملية الانقسام المنصف في خلايا الأب أو إلام جاميتات ثنائية المجموعة الكروموسومية (2ن) ,واخرى خالية من الكروموسومات .
وإذا أخصب جاميت ثنائي المجموعة الكروموسومية (2ن) بآخر أحادي المجموعة الكروموسومية (1ن) طبيعي يتكون بويضة ثلاثية المجموعة الكروموسومية (3ن)
جاميت (2ن) + جاميت (1ن) بويضة مخصبة ( 3ن )
يوسف عبداللهب. تعدد المجموعات الكروموسومية خلال الانقسام المتساوي .
وقد يحدث تعدد المجموعة الكروموسومية خلال الانقسام المتساوي حيث تنفصل الكروماتيدات الشقيقة عن بعضها بعضا إلا إن السيتوبلازم لا ينقسم وينتج خلايا رباعية المجموعة الكروموسومية (4ن) كبيرة الحجم .
ســـؤال : تكون الخلية (ج) كبيرة الحجم الخلية , فسر ذلك .
( تطبيـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــق ) :
يلجأ المزارعون إلى استخدام مواد كيميائية مثل الكولشيسين (حيث تمنع تكون الخيوط المغزلية فتبقى الكروموسومات في مركز الخلية) , للحصول على نباتات مضاعفة المجموعة الكروموسومية , و تتميز النباتات في هذه الحالة بأنها أكبر حجما من الطبيعي , كما في الفراولة .
ســـؤال : كائن حي ما عدد الكروموسومات في خلاياها الجسمية (16كروموسوم) .
1) ما عدد الكروموسومات في الجاميتات الناتجة من الانقسام المنصف طبيعيا ؟
2) ما عدد الكروموسومات في الجاميتات الناتجة من الانقسام المنصف نتيجة عدم انفصال الكروموسومات المتماثلة جميعها ؟
3) ما عدد الكروموسومات في البويضة الناتجة من اتحاد جاميت نتج من الفرع (1) وجاميت نتج من الفرع (2) ؟
4) ما عدد الكروموسومات في الخلايا الناتجة من الانقسام المتساوي عند انفصال الكروماتيدات الشقيقة وعدم انفصال السيتوبلازم ؟
5) ما عدد المجموعات الكروموسومية في الخلايا الناتجة من الانقسام المتساوي عند انفصال الكروماتيدات الشقيقة وعدم انفصال السيتوبلازم ؟
2. التغير في عدد الكروموسومات المجموعة الكروموسومية :
تنتج من عدم انفصال بعض الكروموسومات المتماثلة الجسمية أو الجنسية أو الكروماتيدات الشقيقة في الانقسام المنصف وينتج عن ذلك جاميتات تحتوي على عدد كروموسومات أكبر من العدد الطبيعي (1ن+1) , أو أقل من العدد الطبيعي للكروموسومات (1ن ـ 1).
أ. في المرحلة الأولى من الانقسام المنصف: يحدث عدم انفصال أحد أزواج الكروموسومات المتماثلة عن بعضها,مما يؤدي الى ان جميع الجاميتات الناتجة تحتوي على عدد كروموسومات أكبر من العدد الطبيعي (1ن+1) أو اقل من العدد الطبيعي (1ن ـ 1) .
عند اتحاد احد الجاميتات الناتجة مع جاميت طبيعي ينتج افراد تحتوي على كروموسوم زيادة او نقصان .
الافراد الناتجة : (1ن+1) + (1ن) = 2ن+1 أو (1ن ــ 1) + (1ن) = 2ن ــ 1
ب. في المرحلة الثانية من الانقسام المنصف: يحدث عدم انفصال الكروماتيدان الشقيقان عن بعضهما في أحد الكروموسومات مما يؤدي الى ظهور جاميتات تحتوي على عدد كروموسومات أكبر من العدد الطبيعي (1ن+1) أو أقل من العدد الطبيعي (1ن ـ 1) , بالإضافة الى جاميتات طبيعية (1ن) , بسبب عدم انفصال كروماتيدان شقيقان في أحدى الخليتين الناتجتين من المرحلة الاولى ,اما الخلية الاخرى تنقسم طبيعيا فينتح جاميتات طبيعية .
عند اتحاد احد الجاميتات الناتجة مع جاميت طبيعي ينتج افراد تحتوي على كروموسوم زيادة او نقصان , بالاضافة على افراد تحتوي على العدد الطبيعي .
الغير طبيعية : (1ن+1) + (1ن) =2ن+1 أو (1ن ــ 1) + (1ن) =2ن ــ 1 .
الطبيعيــــــة : 1ن + 1ن = 2ن .
ســـؤال : تحتوي ذبابة فاكهة في خلاياها الجسمية على (8 كروموسومات) .المطلوب :
1) ما عدد الكروموسومات في الجاميتات الناتجة من الانقسام المنصف طبيعيا ؟
2) ما عدد الكروموسومات في الجاميتات الناتجة من الانقسام المنصف عند عدم انفصال أحد الكروموسومات المتماثلة ؟
3) ما عدد الكروموسومات في الجاميتات الناتجة من الانقسام المنصف عند عدم انفصال أحد كروماتيدين شقيقان ؟