مقالة عن علم الوراثة: حامل الوراثة للخلية الحية

مقالة عن علم الوراثة: حاملة وراثة للخلية الحية!

إن أحد أهم جوانب الحياة هو قدرته ليس فقط على السعي المستمر إلى حالة التوازن الديناميكي فيما يتعلق بالبيئة ، بل وأيضاً لإنتاج نسخ مخلصة لنفسه على نحو لا يُحصى لأجيال لا حصر لها.

توجد اليوم العديد من النباتات والحيوانات في شكل مماثل تقريبا لأسلافهم منذ آلاف السنين. يبدو أن العديد من أنواع الحياة الحالية تشبه عن كثب ، إن لم يكن لتكرار ، أسلاف منذ عدة آلاف من السنين. كان رجل كرو مجنون ، قبل 25000 سنة ، مختلفًا ماديًا عن الرجل الحديث.

حاملو الوراثة:

تحتوي نوى الخلايا الحية على قضبان صغيرة مثل الهياكل في أزواج ، وهي كروموسومات (سميت بذلك بسبب قدرتها على امتصاص بعض الأصباغ). تظهر المجموعتان عند الفحص متطابقة أو شبه متماثلة. على الرغم من أن الكروموسومات في الخلية قد تختلف بشكل ملحوظ في الحجم والشكل ، فإن كل كروموسوم سيكون له "زميل" من نفس الحجم والشكل. عندما يكون التناسل جنسياً ، تمثل مجموعة واحدة الميراث من الأب ؛ المجموعة الأخرى الميراث من الأم. يختلف عدد الكروموسومات في الخلية الحية من نوع واحد من الحيوانات أو النبات إلى آخر. في البشر هناك ثلاثة وعشرون زوجا.

تحمل الكروموزومات ما أطلق عليه شرودنerر "رمزًا نصيًا". هذا النص البرمجي يوجه تطور الكائن الحي من الوقت الذي يتم فيه إخصاب البويضة إلى الحالة البالغة ، وبطرق رئيسية يحكم الأداء الحيوي للكائن الحي طوال الحياة.

ولكي نستخدم تشبيهاً مفرطًا في التبسيط والميكانيكي ، قد نقول إن الحاملات الكروموسومية للوراثة تعمل مثل الأشرطة أو البطاقات المثقوبة التي تُغذى في آلات الحوسبة الإلكترونية. فهي تتسبب في تشغيل الماكينة من خلال سلسلة من الخطوات التي يمكن التنبؤ بها. سيكون هذا التشبيه أكثر اكتمالاً إذا كانت إحدى العمليات المستحثة في الكمبيوتر عبارة عن ازدواجية في الجهاز المعني ، مكتملة بمجموعة مماثلة من الأشرطة أو البطاقات المثقوبة.

عندئذ سينخرط الناسخ "المُنَجَّه" في نفس العمليات ، والازدواجية الذاتية ، وجميعها سوف يستمر إلى أجل غير مسمى. ولكي يكون التناظر مثاليًا ، فإن استنساخ الكمبيوتر يتطلب وظائف جهازي كمبيوتر رئيسيين ، هما "ذكر" و "أنثى" ، كل منهما سيساهم في مجموعة من الأشرطة أو البطاقات الخاصة بها والتي ستعمل بشكل مشترك. في توجيه وظائف الذرية.

حتى العقد الماضي أو نحو ذلك ، ظن علماء الأحياء أن خاصية معينة للكائن الحي تحكمها منطقة محددة من كروموسوم أو زوج متطابق من الكروموسومات. يشار إلى هذه المنطقة على أنها جين. قبل عام 1953 ، تصور البيولوجيون جينًا ليكون جزيء بروتين شديد التعقيد. ومع ذلك ، فقد مرت النظرية الوراثية في السنوات الأخيرة بثورة.

أولاً ، تم اكتشاف أن الناقل الكيميائي لسمات وراثية ليس بروتينًا ، وإنما هو حمض كيميائي ، وهو حمض ديوكسي ريبونوكلييك - DNA قصير المدى - والذي يتمركز في نوى الخلايا. ينتقل حمض الريبونوكلي (RNA) - القريب من الدنا - إلى خارج نواة الخلية إلى سيتوبلازم الخلايا أو الطبقات الخارجية. وهكذا ، يقوم RNA بالفعل بنقل المعلومات الوراثية المشفرة من الحمض النووي إلى الأنسجة الأخرى.

تتكون الكروموسومات أساسًا من جزيئات الدنا. الحمض النووي ، من خلال استخدام "الكيماويات الشريكة" ، RNA ، لديه القدرة الفريدة على إعادة إنتاج نفسه بشكل متماثل عندما تحتوي بيئته على المواد الخام الضرورية. ومع ذلك ، فإن ازدواجية الجينات الكروموسومية ليست بأي حال من الأحوال الوظيفة الوحيدة للحمض النووي.

من خلال العمل الرائد لأندريه لوف ، جاك مونود ، وفرانسوا جاكوب من معهد باستور في باريس ، يبدو أنه ثبت أنه عندما يتم إدخال مادة أجنبية في خلية ، فإنه يطلق الحمض النووي للخلية لإنتاج بدقة إلى أنزيم اللازمة لتحويل مادة كيميائية يمكن أن تستخدمها الخلايا لتطويرها وتكاثرها.

وهكذا ، يمكن ، بمعنى من المعاني ، تشغيل الوظيفة الأساسية للجينات أو إيقاف تشغيلها ، فيمكنها أداء مهام أخرى غير مجرد نقل خصائص وراثية. يستمر البحث ، وحتى كتابة هذه السطور ، يبدو من الواضح أننا قد لا نعرف الكثير عن وظائف الحمض النووي. من الواضح ، مع ذلك ، أنها تعمل كنوع من "الدماغ داخل الخلية" (لاستخدام القياس الخام) ، فإن التداعيات الكاملة التي تجبرنا على مراجعة جوهر مفهومنا للخلية وربما طبيعة الحياة نفسها.

وكان الاكتشاف الرئيسي الثاني هو أن جزيئات الحمض النووي في الكروموسوم لا تعمل عادة بشكل مستقل عن بعضها البعض. فهم يميلون إلى العمل في فرق ، بمعنى أن أداء الفرد يؤثر على عمل الآخرين. تصور إحدى السلطات الكروموسوم بأنه "تسلسل هرمي للحقول" ، بدلاً من تجميع الجسيمات. لا يزال مفهوم الجينات مفيدًا ، لكن يبدو الآن أنه من الأفضل التفكير في جين كدالة لمنطقة كروموسوم بدلاً من جسيم معين.

كما رأينا ، يحدث الكروموسومات في خلايا الجسم في أزواج متطابقة. على ما يبدو ، فإن وظائفها ـ الجينات ـ تحدث أيضًا في أزواج متطابقة ، حيث يرتبط واحد من كل زوج بكروموسوم واحد ، مرتبطًا بالكروموسوم المتطابق. عندما نقول أن خاصية وراثية ، مثل لون البشرة ، تحكمها مجموعة جينية ، فنحن نقصد حقاً مجموعة من الجينات.

ومع ذلك ، فمن الشائع أن يكون أحد أفراد زوج الجينات أو زوج الجينات متنحيًا. أي عندما تقترن بجين أو مجموعة جينية مهيمنة ، فإنها لا تجعل خصائصها واضحة في بنية الجسم الناتجة. وهكذا ، عندما يقترن جين للعيون البنية بجين للعيون الزرقاء ، يسود الجين للعين البنية. يجب على الشخص أن يكون لديه عيون زرقاء ويجب عليه حمل جيناتين متنحية للأزرق.

لون العين هو واحد من خصائص قليلة في البشر يحكمها زوج جين واحد. وتشمل هذه الخصائص الأخرى فصيلة الدم والمهق و "عمى الذوق" لبعض المواد الكيميائية. في هذه الحالات ، إذا كنا نعرف التاريخ الوراثي لرجل وامرأة لعدة أجيال مضت ، يمكننا أن نتنبأ بدقة كبيرة بنسبة أطفالهم الذين يحتمل أن يظهروا سمة معينة. هذا النوع من الميراث يتبع مبادئ Mendelian ، أي ، مبادئ الوراثة التي صاغها غريغور ، مندل (1822-1884). الخصائص الموروثة هي "قطع واضح" بمعنى أنها تظهر بالكامل أو لا تظهر على الإطلاق.

ولكن ، أكثر شيوعا بين البشر هي الخصائص الموروثة التي هي نتيجة لخلط ، أي تفاعل فرق الجينات. هذه الخصائص لا تتبع مبدأ الكل أو لا شيء ؛ تظهر كنقطة على سلسلة متصلة. الأمثلة الجيدة بين البشر هي القوام ، لون البشرة ، وتهيئتها لأمراض معينة. من الصعب جداً التنبؤ بنتائج الخلط ؛ على سبيل المثال ، حتى لو كنا نعرف ألوان البشرة لأسلاف الطفل ، لعدة أجيال ، فإنه لا يزال من غير الآمن التنبؤ بلون الطفل قبل ولادته.

وبطبيعة الحال ، وبسبب الطرق التي يمكن أن تؤثر بها العوامل البيئية على السمات المادية ، فإن المرء لن يكون آمنًا أبدًا في التنبؤ بأن أي نوع معين من السمات الوراثية سيظهر في نسل بالغ. هذه الظاهرة مهمة بما فيه الكفاية ليتم استكشافها بمزيد من التفصيل.

ويشار إلى نمط جينات الكائن الحي على أنه النمط الجيني للكائن الحي ، وهيكله الكروموسومي الداخلي. يحكم النمط الجيني ما يمكن أن يصير كائنًا حيويًا في بيئة معينة ويحدد أيضًا الخصائص الوراثية التي يمكن للكائن الحي أن ينقلها إلى ذريته (على الرغم من ذلك ، إذا كان التكاثر هو من جنسين مختلفين ، فإن النمط الوراثي للنسل هو بالطبع نتاج النمط الوراثي لكل من الأب وأم).

يسمى المظهر الخارجي للكائن الحي باسمه الظاهري. يبدو النمط الظاهري دائمًا نتاجًا لتأثيراته الجينية والبيئية. قد تختلف الظواهر بشكل كبير حتى عندما تظل الطرز الوراثية كما هي. على سبيل المثال ، عندما ينتقل الأشخاص من استخراج الآسيويين إلى الولايات المتحدة ، فإن أطفالهم (إذا ما تم تربيتهم في هذا البلد) يميلون إلى أن يكونوا أكبر من والديهم وأحفادهم لا يزالون أكبر. هذا يدل على تغيير في النمط الظاهري ولكن ليس بالضرورة تغيير في النمط الجيني. قد يؤدي تحسين التغذية إلى زيادة حجم الأجيال القادمة دون أن يغير من إمكانياتها الوراثية. على العكس من ذلك ، قد يكون للشخصين نفس النمط الظاهري لخاصية معينة ولكنهما يختلفان في النمط الوراثي.

يميل علماء الوراثة الحديثون إلى إعطاء وزن أقل من أسلافهم لتأثير التركيب الوراثي. ومن المؤكد أن الوراثة الجينية تعول على صفقة جيدة في تحديد نوع الشخص البالغ الذي سيصبح الشخص ، ولكن الحقيقة هي أننا لا نعرف الدور الدقيق الذي يلعبه النمط الوراثي في ​​تحديد النمط الظاهري. اعتاد العلماء على مناقشة ما وصفوه بمسألة الطبيعة -التغذية.

يمكن صياغة هذه المسألة على النحو التالي: أي خصائص الكائن الحي هي نتاج للميراث الجسدي والتي هي نتاج التأثير البيئي؟ لكن العلماء المعاصرين قد تخلوا عن النقاش حول هذه القضية. يقول الكثيرون أنه بما أنه لا توجد لدينا وسائل كافية للتحقق من الحقائق ، فإن مواصلة مثل هذا النقاش غير مجدية.

أفضل الدراسات حول تأثير الوراثة الجينية هي تلك التي على توائم متماثلة. بما أن التوائم المتماثلة ناتجة عن تقسيم بويضة واحدة مخصبة ، فمن المفترض أنها تحتوي على جينات متماثلة. وبالتالي ، فإن ما تحدده الوراثة يجب أن يظهر بالشكل نفسه تمامًا في التوأمين التوأمين ، وهذا بالطبع ، وهذا التعديل البيئي قد يكون حدث.

صحيح أن التوائم المتماثلة عادة ما تبدو متشابهة إلى حد كبير ، وأحيانا إلى درجة أن آباءهم نادرا ما يخبرونهم بها. ومع ذلك ، فإن هذه الحقيقة لا تستلزم بالضرورة أن تكون متشابهة في جوانب أخرى.

وفقا لدراسة واحدة ، فإن فرق الذكاء من التوائم المتماثلة التي تم تربيتها معا هو 3.1 نقطة. أن التوائم الأخوية تربى معا ، 8.5 نقطة. ومع ذلك ، تشير السلطات إلى أن الدراسات التوأم المتطابقة لا تعني الكثير. تتضمن معظم الدراسات التوأمية توأما معًا ، ويشترك التوأمان المتطابقان في بيئة مشابهة أكثر من الأخوين غير التوأمين. فهم يتعرفون بشكل وثيق مع بعضهم البعض ويأتون لرؤية العالم من حولهم بنفس الشروط تقريبًا. علاوة على ذلك ، عادة ما يتشاركون في نفس النظام الغذائي والرعاية الطبية.

إن أكثر أنواع الدراسة الصالحة فيما يتعلق بالجدل الداعم للطبيعة هو التوائم المتماثلة التي تم فصلها في مرحلة الطفولة وترعرعها مع بعضها البعض وفي بيئات مختلفة. في ظل هذه الظروف ، تميل التوائم إلى أن تكون أقل تشابكا ؛ على سبيل المثال ، متوسط ​​الفرق في درجات معدل الذكاء في الزوجي التي متطابقة! انتصارات تربى معا. لكن عددًا غير كافٍ من حالات التوائم المتماثلة التي تم تربيتها في بيئات مختلفة ، تمت دراستها حتى الآن لإخبارنا بأن هناك الكثير من الحالات. نحن لا نزال على أرضية أكثر أمانًا عندما نرفض أن نقول أن بعض السمات وراثية وأن البعض الآخر يحصل عليها. يبدو من المرجح أن جميع السمات الجسدية تمثل مزيجا من كلا المؤثرات.

هل السمات الشخصية موروثة؟

هذا السؤال له إجابة سهلة: لا يوجد دليل! من الواضح أن سمات شخصية معينة تظهر بانتظام في عائلة واحدة وليس في أخرى. قد تكون نسبة كبيرة من أفراد العائلة نشطة بشكل غير عادي أو كسولة بشكل غير عادي ، أو مثيرة للإثارة بشكل غير عادي أو غير عادية بشكل غير عادي ، أو سريعة النمو بشكل غير عادي أو بطيئة بشكل غير معتاد في الغضب ، أو غرامي غير معتاد أو البرد غير المعتاد.

ومع ذلك ، فإن الظهور المتكرر لسمات شخصية معينة في سطر أسري معين يمكن تفسيره بسهولة كنتيجة للوراثة الاجتماعية أو الثقافية. قد يكون جون الابن سريع المزاج لأنه لاحظ أنه في العديد من المواقف السريعة لجون سي.

عندما يحدث هذا ، يتم تعلم سمة الشخصية وليس موروثة وراثيا. بقدر ما نعرف ، يتم تعلم جميع السمات الشخصية. ومع ذلك ، ليس لدينا أي دليل قاطع على أن هذا صحيح. إذا تعلمنا من أي وقت مضى كيفية إجراء دراسات ذات مغزى في هذا المجال ، فقد نجد أن بعض سمات الشخصية لها أساس جيني.

بعض الأشخاص هم ما نسميه "الموتر العالي" ؛ فهي حساسة بشكل غير عادي وتزعج بسهولة. قد يثبت نوع الشخصية المعيّن هذا أنه جزء من نتاج نمط جيني معين. لكننا لا نعرف هذا هو الحال.

عندما يقول أحدهم أن ماري ، التي تم القبض عليها سرقة ، "تأتي بها بأمانة" ، فإنه عادة ما يعني أنها ورثت ميلاً ظهر في العائلة من قبل - وربما كانت عمة مود من ماري أيضاً مسروقة. لإدانة هذا السلوك للميراث هو الذهاب أبعد من الأدلة.

إن الموقف الأكثر حكمة الذي يمكن أن يتخذه المعلم هو أن المادية في الميراث بحد ذاتها نادرا ما تكون ذات أهمية حاسمة. أي ، كمعلمين ، يمكننا أن نحصل على القليل من الأدلة حول كيفية التعامل مع طفل أو شاب من معرفة تركيبته الجينية ، حتى لو كان لدينا مثل هذه المعرفة. ما هو ذو أهمية حيوية هو قدرة الطفل على تعديل نفسه من خلال التفاعل مع بيئة. كل ما عدا العيب ميؤوس منها هذه القدرة.

العرق والوراثة:

تساعدنا الوراثة الحديثة على فهم أفضل للسباق وكيف تختلف الأجناس. هناك خصائصان للجينات ذات أهمية قصوى في هذا الصدد. إحدى الخصائص هي أن وظيفة جزيء DNA معين ، أو مجموعة متعاونة من مثل هذه الجزيئات (فريق الجينات) ، تظل ثابتة لفترة غير محددة من الزمن.

تحدث الطفرات ، التي ستتم مناقشتها في القسم التالي ،. ولكن ، باستثناء التحولات ، لا تتغير وظائف الجينات. وبالتالي ، فإن الجين الذي ينتج العيون البنية سيستمر في القيام بذلك إلى أجل غير مسمى. علاوة على ذلك ، بقدر ما نعرف ، فإن التركيب الجزيئي لمثل هذا الجين هو نفسه سواء كان الشخص زنجي أو سويدي أو بولينيزي.

والخاصية الثانية للجينات هي أنها تبدو قادرة على الاختلاف بشكل مستقل. في البداية ، قد يبدو هذا التصريح يتناقض مع التأكيد السابق على أن معظم السمات الجسدية هي نتاج لفرق الجينات وأن الكروموسوم يمكن أن يُفهم على نحو أفضل على أنه "حقل قوى" مع زنابق معقدة للغاية من التفاعل.

ومع ذلك ، إذا اعتبرنا أن التباين المستقل للجينات نسبيًا ، أي ليس مستقلاً تمامًا ، بل نسبيًا ، فلا يوجد تناقض. نتيجة لهذه الميزة الثانية للجينات ، قد تحدث الجينات التي تنتج القامة الطويلة في الأشخاص الذين يحملون جينات للبشرة السوداء أو البيضاء ، الأنف الضيق أو العريض ، الشعر الأشقر أو الداكن ، العيون الزرقاء أو البنية. وبالتالي ، قد تظهر أي سمة وراثية بالتزامن مع أي سمة أخرى.

يعطي هذان المبدأان الوراثيان المعنى للتعريف التالي للعرق: "الأجناس هي مجموعات تختلف في الاختلاف النسبي لبعض جيناتها". وهكذا ، في السلالة المعينة ، قد تحدث سمة معينة ، مثل الطول ، في كثير من الأحيان أكثر من سباق آخر. قد يكون الظل الخاص للجلد أكثر شيوعًا في أحد السلالات منه في آخر.

هذا لا يعني أن الجينات القادرة على إنتاج سمات مختلفة تماماً عن السمات المعتادة هي غائبة عن السباق. يعني بالأحرى أن هناك "سمات الأغلبية" التي تكون شائعة بما فيه الكفاية لجعل معظم أعضاء السباق تبدو مختلفة عن معظم أعضاء سباق آخر.

هذا التعريف ليس خالياً من الصعوبة ، حيث لا تزال المشكلة تتمثل في تحديد السمات التي يجب استخدامها في تحديد جنس معين. إذا استخدمنا خاصية واحدة فقط ، مثل لون البشرة ، وافترضنا أن كل شخص ذو البشرة السوداء ينتمي إلى "العرق الأسود" ، يجب أن نضمّن شعوبًا تختلف بشكل ملحوظ عن بعضها البعض في خصائص أخرى (على سبيل المثال ، الهنود الآسيويين ، الميلانيزيين ، الأفارقة).

لذلك ، من الضروري استخدام العديد من السمات التي يمكن قياسها بسهولة والتي عادة ما تحدث في تركيبة. استخدم علماء الأنثروبولوجيا لون البشرة ولون الشعر وملمسه ولون العين وشكل الرأس والقوام. عادةً ما تقترح الأنظمة التصنيفية المستخدمة في الوقت الحالي ثلاثة أجناس رئيسية ، أو الأسهم العرقية: Caucasoid ، و Negroid ، و Mongoloid.

في هذا الإطار ، يمكن تحديد عدة مئات من الأجناس المتميزة ، على سبيل المثال ، الشمال ، جبال الألب ، البحر الأبيض المتوسط ​​، الأرمينية ، الهندية ، وهلم جرا. وبما أن القاعدة المستخدمة الآن بشكل شائع لتصنيف الأشخاص عنصريين هي اعتباطية ، وبما أن الاختلاط العنصري قد حدث على ما يبدو منذ التطور الأول للأعراق المميزة ، لا يسعنا إلا أن نستنتج أن مفهوم العرق غير ذي مغزى كبير. في كلمات دان و Dobzhansky. "عندما نقول أن اثنين من السكان مختلفين عنصريًا ، فإننا لا نقول كثيرًا".

قد تكون هناك اختلافات كبيرة ثقافيا بين الأعراق ، لكن هذه مسألة تعلم وليست نتاج اختلاف بيولوجي. لم يتمكن أحد بعد من تقديم أدلة يمكن الدفاع عنها علمياً بأن أحد السلالات متفوق على آخر بأي طريقة نعتبرها مهمة.

تميل بعض الأجناس إلى أن تكون أقوى جسديًا من غيرها ، ويمكن لبعضها أن يتحمل برودة أفضل من الآخرين ، وبعضها يمكنه تحمل الحرارة بشكل أفضل من الآخرين - ولكن هذه الأمور هي مسائل صغيرة نسبيًا. لا يوجد أي دليل على أن أي عرق لديه قدرة متفوقة على السلوك الذكي أو احتكار الأخلاق.

على الرغم من أن الاختلافات الثقافية قد تؤدي في بعض الأماكن إلى جعل الاختلاط العنصري غير حكيم ، إلا أنه لا يوجد أي ضرر بيولوجي معروف يمكن أن ينتج عن المزيج العنصري. على العكس من ذلك ، فإن التجربة مع التهجين في جميع أنحاء المملكة النباتية والحيوانية تشير إلى أن سلالة هجينة قد تكون أفضل بيولوجيا ، أي أقوى وأكثر قوة ، من أصناف الأم.

ويشعر العديد من علماء الاجتماع أن الزواج العرقي الواسع الانتشار لن يحدث فقط ، بل سيكون الحل النهائي الوحيد لمشكلة التحيز العنصري.

الدرس العرقي الرئيسي الذي لدى علم الوراثة الحديث للمعلمين المحتملين هو أنه لا توجد حدود بيولوجية معروفة تمنع سباق واحد من تعلم ما تعلمته الأعراق الأخرى. ومع ذلك ، قد تكون القيود الثقافية خطيرة للغاية وقد تتطلب أجيال للتغلب عليها.

يجب أن يدرك المعلمون أنه ، بسبب الخلفية الثقافية ، تتفوق بعض الأجناس عادة على الآخرين في الفصل الدراسي الأمريكي العادي. على سبيل المثال ، يعيش المؤلفون في مجتمع مع عدد كبير من الأمريكيين من أصل صينى إلى حد كبير ، وعادة ما يكون الأطفال والشباب الصينيون "ذوو أداء عال" في المواد الأكاديمية. التقليد الثقافي للمنح الدراسية ، والذي يمتد إلى الوراء آلاف السنين ، يفسر دون شك الأداء الصيني.