كيف تعمل الجينات

hanan2021-10-15

219 4 دقائق

كيف تعمل الجينات

ما هي الجينات

الجينات وراثية، وتتكون من الحمض النووي، وبعضها يعمل كتعليمات لصنع جزيئات البروتين ومع ذلك فإن العديد من الجينات لا ترمز للبروتينات وفي البشر تختلف الجينات في الحجم من بضع مئات من قواعد الحمض النووي إلى الملايين.

ستشكل الخيوط الطويلة من الحمض النووي مع العديد من الجينات الكروموسومات، لذا فإن الحمض النووي موجود في الجينات والجينات موجودة في الكروموسومات والكروموسومات موجودة داخل نواة الخلايا، إذن كل كروموسوم هو جزيء واحد طويل من الحمض النووي ويحتوي هذا الحمض النووي على معلومات وراثية مهمة جدًا.

يمكن أن تختلف الجينات في مدى تعقيدها ويمكن أن يكون لكل كائن حي فريد أشكال وأعداد مختلفة من الكروموسومات، مثلاً

سيكون لدى البشر 23 زوجًا من الكروموسومات، بإجمالي 46 كروموسومًاسيكون للقنفذ 44 والذبابة 4 فقط.

الجينات لها هدف واحد وهو تخزين المعلومات، وكل جين لديه المعلومات اللازمة لبناء بروتينات معينة مطلوبة، وتحتوي جينوماتنا كبشر على 20687 جينًا لترميز البروتين.

تأتي الجينات أيضًا في أشكال مختلفة، تُعرف باسم الأليلات، بالنسبة لنا تأتي أليلات جينات معينة في أزواج مع واحد على كل كروموسوم.

إذا كانت أليلات جين معين هي نفسها، فسيتم الإشارة إلى الكائن الحي على أنه متماثل الزيجوت وإذا كانت مختلفة، فسيتم الإشارة إليه على أنه متغاير الزيجوت، ويتم تحديد النمط الظاهري من خلال كيفية دمج الأليلات، قد تكون العيون الزرقاء نتيجة أليل واحد بينما قد تكون العيون البنية نتيجة أليل آخر، ويعتمد لون العين النهائي على الأليلات الموجودة وكيفية تفاعلها مع بعضها البعض، وهناك الكثير من أنواع الجينات البشرية التي لم يتم دراستها حتي الآن.

آلية عمل الجينات

كل جين لديه وظيفة خاصة للقيام به، ويوضح الحمض النووي في الجين تعليمات محددة تشبه إلى حد كبير وصفة كتاب الطبخ لصنع البروتينات (على سبيل المثال: PRO-teens) في الخلية.

البروتينات هي اللبنات الأساسية لكل شيء في الجسم ، وتتكون العظام والأسنان والشعر وشحمة الأذن والعضلات والدم من البروتينات، وتساعد هذه البروتينات أجسامنا على النمو والعمل بشكل صحيح والبقاء بصحة جيدة، ويقدر العلماء اليوم أن كل جين في الجسم قد يصنع ما يصل إلى 10 بروتينات مختلفة وهذا أكثر من 300000 بروتين.

مثل الكروموسومات تأتي الجينات أيضًا في أزواج، ويمتلك كل من الوالدين نسختين من كل جينات، ويمرر كل والد نسخة واحدة فقط لتكوين الجينات التي لديك، تحدد الجينات التي تنتقل إليك العديد من سماتك، مثل لون شعرك ولون بشرتك.

مثلاً ربما تمتلك والدة هبة جينًا واحدًا للشعر البني والآخر للشعر الأحمر، وقد نقلت جين الشعر الأحمر إلى هبة، إذا كان لدى والدها جينان للشعر الأحمر، فقد يفسر ذلك شعرها الأحمر، انتهى الأمر بـ هبة بجينين للشعر الأحمر، واحد من كل من والديها وهذا من وظائف الجينات.

يمكنك أيضًا رؤية الجينات في العمل إذا فكرت في كل سلالات الكلاب المختلفة، لديهم جميعًا الجينات التي تجعلهم كلابًا بدلاً من القطط أو الأسماك أو البشر، لكن تلك الجينات نفسها التي تجعل من الكلب كلبًا تصنع أيضًا سمات مختلفة للكلب، لذا فإن بعض السلالات صغيرة والبعض الآخر كبير، بعضها له فرو طويل والبعض الآخر قصير الفراء،، يمتلك كلب الدلماسيون جينات للفراء الأبيض والبقع السوداء.

إقرأ أيضا:وظائف الجينات في جسم الانسان

مما يتكون الجين

داخل الجسم كل خلية تقريبًا عبارة عن مادة كيميائية للحمض النووي والجينات عبارة عن جزء قصير من الحمض النووي، وتعمل الجينات والحمض النووي جنبًا إلى جنب.

الجينات عبارة عن أقسام قصيرة من الحمض النووي، ويتكون الحمض النووي من عدد لا يحصى من المواد الكيميائية الصغيرة التي تسمى القواعد، يمكن أن تكون المواد الكيميائية من النوع A أو C أو T أو G.

كل جين هو جزء من هذا الحمض النووي الذي يتكون من تسلسل A ، C ، T ، G، وسيحتوي الجسم على حوالي 20.000 جين ولكن حوالي 3.000.000.000 من هذه القواعد الكيميائية الصغيرة، والتركيبة الكاملة لهذه القواعد والجينات هي التي تشكل الجينوم الفردي الخاص بك.

ما يشكل جيناتك وجينومك هو أمر فردي وفريد لكل شخص لأنه يحتوي على روابط تتبع من خلال العائلة وليس فقط روابط الوالدين والأجداد، ولكن من الأسلاف البعيدين، وهذا هو السبب في أنه من الممكن تتبع أسلافك لمئات السنين.

ما هي الطفرة الجينية

الطفرة الجينية هي تغيير في تسلسل الحمض النووي، يمكن أن تنتج الطفرات عن أخطاء نسخ الحمض النووي التي تحدث أثناء انقسام الخلايا، كما يمكن أن يتحول التعرض للإشعاع المؤين بالإضافة إلى التعرض لمواد كيميائية تسمى المطفرات أو حتى العدوى بالفيروسات.

وهناك طفرات في السلالة الجرثومية ستحدث في البويضات والحيوانات المنوية ويمكن أن تنتقل هذه الطفرات إلى الأبناء، في حين أن الطفرات الجسدية يمكن أن تحدث في خلايا الجسم ولا تنتقل إلى النسل.

تعتبر الطفرات في علم الوراثة عشوائية تمامًا وليست عشوائية على الإطلاق في نفس الوقت، ولا تؤثر عواقب الطفرة على ما إذا كانت الطفرة ستحدث أم لا، يمكن أن تحدث بشكل عشوائي لمعرفة ما إذا كانت آثارها مفيدة أم لا، هذا يعني أن التغييرات المفيدة في الحمض النووي لا تحدث غالبًا، حيث يمكن للكائن الحي أن يستفيد من ذلك.

بشكل أساسي إذا حصل الكائن الحي على طفرة مفيدة في حياته، فلن تتدفق هذه المعلومات مرة أخرى إلى الحمض النووي في خط الجراثيم للكائن الحي، ولاحظ تشارلز داروين هذا ووكان شيئًا ما حصل عليه.

ومع ذلك لا تحدث الطفرات دائمًا بفرصة متساوية، وقد يحدث بعضها بشكل متكرر أكثر من غيرها، حيث يفضلها التفاعلات الكيميائية ذات المستوى الأدنى، وعادة ما تكون هذه التفاعلات هي السبب في أن الطفرات هي احتمال لا مفر منه لأي كائن حي يمكنه التكاثر.

بشكل عام تكون الطفرات الجينية عشوائية وليست عشوائية في نفس الوقت، وتعتمد عشوائية الطفرات على الوالدين والخلايا الفردية.

ما هو العلاج الجيني

العلاج الجيني هو نوع جديد من الطب -جديد جدًا لدرجة أن العلماء ما زالوا يقومون بتجارب لمعرفة ما إذا كان يعمل، ويستخدم تقنية الهندسة الوراثية لعلاج مرض يسببه جين تغير بطريقة ما.

إحدى الطرق التي يتم اختبارها هي استبدال الجينات المريضة بجينات صحية، قد تؤدي تجارب العلاج الجيني وغيرها من الأبحاث إلى طرق جديدة لعلاج العديد من الأمراض أو حتى الوقاية منها.