Skip to main content
Global

6.1: الجينوم

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    191519

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    إن استمرارية الحياة من خلية إلى أخرى لها أساسها في تكاثر الخلايا عن طريق دورة الخلية. دورة الخلية عبارة عن تسلسل منظم للأحداث في حياة الخلية بدءًا من تقسيم الخلية الوحيدة الأم لإنتاج خليتين جديدتين، إلى التقسيم اللاحق لتلك الخلايا الوليدة. يتم الحفاظ على الآليات المشاركة في دورة الخلية بشكل كبير عبر حقيقيات النوى. تستخدم الكائنات الحية المتنوعة مثل الطلائع والنباتات والحيوانات خطوات مماثلة.

    الحمض النووي الجيني

    قبل مناقشة الخطوات التي تتخذها الخلية للتكرار، من الضروري فهم أعمق لبنية ووظيفة المعلومات الوراثية للخلية. يُطلق على المكمل الكامل للحمض النووي للخلية اسم الجينوم الخاص بها. في بدائيات النواة، يتكون الجينوم من جزيء DNA واحد مزدوج الجديلة في شكل حلقة أو دائرة. تسمى المنطقة في الخلية التي تحتوي على هذه المادة الوراثية بالنوكليويد. تحتوي بعض بدائيات النواة أيضًا على حلقات أصغر من الحمض النووي تسمى البلازميدات التي ليست ضرورية للنمو الطبيعي.

    في حقيقيات النوى، يتكون الجينوم من العديد من جزيئات الحمض النووي الخطية المزدوجة (الشكل\(\PageIndex{1}\)) المرتبطة بالبروتينات لتشكيل مجمعات تسمى الكروموسومات. يحتوي كل نوع من حقيقيات النواة على عدد مميز من الكروموسومات في نوى خلاياه. تحتوي خلايا الجسم البشري (الخلايا الجسدية) على 46 كروموسومًا. تحتوي الخلية الجسدية على مجموعتين متطابقتين من الكروموسومات، وهو تكوين يُعرف باسم ثنائي الصبغيات. يستخدم الحرف n لتمثيل مجموعة واحدة من الكروموسومات؛ لذلك تم تعيين كائن ثنائي الصيغة الصبغية 2 n. تسمى الخلايا البشرية التي تحتوي على مجموعة واحدة من 23 كروموسومًا بالأمشاج، أو الخلايا الجنسية؛ يتم تحديد هذه البويضات والحيوانات المنوية في أو أحادية الصبغيات.

    تظهر الكروموسومات من أنثى بشرية في نواة، متناثرة خارج النواة، مرتبة ترتيبًا عدديًا، من 1 إلى 22 متبوعًا بـ X. كل كروموسوم ملطخ بلون مختلف.
    الشكل\(\PageIndex{1}\): هناك 23 زوجًا من الكروموسومات المتجانسة في خلية جسدية بشرية أنثوية. يتم عرض هذه الكروموسومات داخل النواة (الجزء العلوي)، ويتم إزالتها من خلية في الانقسام الفتيلي (على اليمين)، ويتم ترتيبها وفقًا للطول (على اليسار) بترتيب يسمى النمط النووي. في هذه الصورة، تعرضت الكروموسومات للبقع الفلورية لتمييزها. (مصدر: «718 بوت» /ويكيميديا كومنز، أبحاث الجينوم البشري الوطنية)

    تسمى الأزواج المتطابقة من الكروموسومات في كائن ثنائي الصبغيات الكروموسومات المتجانسة. الكروموسومات المتجانسة لها نفس الطول ولها أجزاء محددة من النيوكليوتيد تسمى الجينات في نفس الموقع أو المكان بالضبط. تحدد الجينات، وهي الوحدات الوظيفية للكروموسومات، خصائص محددة عن طريق الترميز لبروتينات معينة. السمات هي الأشكال المختلفة للخاصية. على سبيل المثال، شكل شحمة الأذن هو خاصية ذات سمات حرة أو متصلة.

    كل نسخة من زوج الكروموسومات المتماثل تنشأ من والد مختلف؛ لذلك، قد لا تكون نسخ كل من الجينات نفسها متطابقة. يرجع اختلاف الأفراد داخل الأنواع إلى التركيبة المحددة للجينات الموروثة من كلا الوالدين. على سبيل المثال، هناك ثلاثة تسلسلات جينية محتملة على الكروموسوم البشري الذي يرمز لنوع الدم: التسلسل A والتسلسل B والتسلسل O. نظرًا لأن جميع الخلايا البشرية ثنائية الصيغة الصبغية تحتوي على نسختين من الكروموسوم الذي يحدد نوع الدم، يتم تحديد نوع الدم (السمة) من خلال نسختين من العلامة يتم توريث الجينات. من الممكن الحصول على نسختين من نفس التسلسل الجيني، واحدة على كل كروموسوم متماثل (على سبيل المثال، AA أو BB أو OO)، أو تسلسلين مختلفين، مثل AB.

    تساهم الاختلافات الطفيفة في الصفات مثل تلك الخاصة بنوع الدم ولون العين والطول في الاختلاف الطبيعي الموجود داخل الأنواع. تعد الكروموسومات الجنسية، X و Y، الاستثناء الوحيد لقاعدة الكروموسومات المتماثلة؛ بخلاف كمية صغيرة من التماثل الضروري لإنتاج الأمشاج بشكل موثوق، فإن الجينات الموجودة في الكروموسومات X و Y ليست هي نفسها.

    ملخص

    تحتوي بدائيات النوى على كروموسوم أحادي الحلقة، بينما تحتوي حقيقيات النوى على كروموسومات خطية متعددة محاطة بغشاء نووي. تحتوي الخلايا الجسدية البشرية على 46 كروموسومًا تتكون من مجموعتين من 22 كروموسومًا متماثلًا وزوج من الكروموسومات الجنسية غير المتجانسة. هذه هي الحالة 2 n أو ثنائية الصيغة الصبغية. تحتوي الأمشاج البشرية على 23 كروموسومًا أو مجموعة كاملة من الكروموسومات. هذه هي الحالة n أو أحادية الصيغة الصبغية. الجينات هي أجزاء من الحمض النووي التي ترمز لبروتين معين أو جزيء RNA. يتم تحديد سمات الكائن الحي إلى حد كبير من خلال الجينات الموروثة من كل والد، ولكن أيضًا من خلال البيئة التي يمر بها. يتم التعبير عن الجينات كخصائص للكائن الحي وقد تحتوي كل خاصية على متغيرات مختلفة تسمى السمات التي تسببها الاختلافات في تسلسل الحمض النووي للجين.

    مسرد المصطلحات

    مضاعفا
    يصف خلية أو نواة أو كائن حي يحتوي على مجموعتين من الكروموسومات (2 n)
    مشيج
    خلية تناسلية أحادية الصبغية أو خلية جنسية (نطفة أو بويضة)
    جين
    الوحدة الفيزيائية والوظيفية للوراثة؛ سلسلة من الحمض النووي التي ترمز إلى جزيء معين من الببتيد أو الحمض النووي الريبي
    جينوم
    المكمل الجيني الكامل (DNA) للكائن الحي
    أحادية الصيغة الصبغية
    يصف خلية أو نواة أو كائن حي يحتوي على مجموعة واحدة من الكروموسومات (n)
    كروموسومات متماثلة
    كروموسومات من نفس الطول مع جينات في نفس الموقع؛ تحتوي الكائنات ثنائية الصبغيات على أزواج من الكروموسومات المتماثلة، وأعضاء كل زوج من أبوين مختلفين
    نقطة
    موضع الجين على الكروموسوم

    المساهمون والصفات