تعريف مخطط السلالة الوراثية

علم الوراثة هو دراسة عملية نقل الجينات بين الأجيال، حيث يقوم الوالدان بنقل جينات معينة إلى أطفالهم وذريتهم. يرث كل طفل جيناته من كل من والديه البيولوجيين، وتعبر هذه الجينات بدورها عن سمات محددة. يمكن أن تكون بعض هذه السمات جسدية مثل لون الشعر والعيون ولون البشرة وغيرها. من جهة أخرى، قد تحمل بعض الجينات مخاطر الإصابة بأمراض واضطرابات قد تنتقل من الآباء إلى الأبناء. يشمل هذا العلم دراسة حياة الإنسان والنبات والحيوان.

في مجال الوراثة، السلالة تعد تصنيفا منخفض المستوى يستخدم على المستوى غير المحدد (داخل الأنواع)، وعادة ما ينظر إلى السلالات كمفاهيم مصطنعة بطبيعتها، وتتميز بقصد محدد للعزل الوراثي، ويمكن ملاحظة ذلك بسهولة في علم الأحياء المجهرية حيث يشتق السلالات من مستعمرة خلية واحدة وعادة ما يتم عزلها بواسطة القيود المادية لطبق بتري، وتشار إلى السلالات أيضا بشكل شائع داخل علم الفيروسات وعلم النبات، ومع القوارض المستخدمة في الدراسات التجريبية.

علم الأحياء الدقيقة أو علم الفيروسات في الوراثة

السلالة هي نوع فرعي أو متغير وراثي للكائنات الحية الدقيقة مثل الفيروسات والبكتيريا والفطريات، على سبيل المثال، “سلالة الإنفلونزا” هي نوع محدد من فيروس الإنفلونزا، وتمتاز هذه السلالات بالاختلاف في شكل البروتينات السطحية. ويمكن إنشاء سلالات فيروسية جديدة عندما يحدث تغيير في المكونات الجينية أو طفرة عندما يصيب فيروسان أو أكثر من نفس الخلية في الطبيعة.

تُعرف الظواهر التي تشمل الانجراف الأنتيجيني وتغيير الأنتيجيني بالتتابع. يمكن تمييز السلالات الميكروبية أيضًا عن طريق تحليل تركيبها الجيني باستخدام طرق ميتاجينومية، والتي تزيد من دقة التمييز داخل أنواع الميكروبات. أصبحت هذه الأداة قيمة لتحليل الميكروبيوم.

سلالة الهندسة الوراثية

عدّل العلماء سلالات فيروس الإنفلونزا الوبائية عند الإنسان لدراسة سلوكهم، وكان تمويل هذا البحث مثيراً للجدل بسبب المخاوف المتعلقة بالسلامة، وقد توقف في بعض الأحيان، لكن البحث ما زال مستمراً اليوم.

في مجال التكنولوجيا الحيوية، تم تصميم السلالات الميكروبية لإنشاء مسارات استقلابية ملائمة للعلاج في تطبيقات متنوعة. تم تخصيص الكثير من الجهود البحثية في تطوير إنتاج الوقود الحيوي، وعادة يتم استخدام سلالات E. coli المعدلة وراثيا لهذا الغرض، كما يتم استخدام E. coli كهيكل للتعبير عن البروتينات البسيطة، وتم تصميم هذه السلالات، مثل BL21، لتقليل نشاط الأنزيم البروتيني وزيادة كفاءة إنتاج البروتين بشكل صناعي. بالنسبة للبروتينات المعقدة مثل تلك الموجودة في الأحياء، فإن سلالات الثدييات مثل خلية مبيض الهامستر الصينية يمكن استخدامها.

تعتبر الخمائر من أكثر الموضوعات شيوعًا في هندسة سلالات الخلايا الحقيقية، وخاصة فيما يتعلق بالتخمير الصناعي.
– القولونية هي الأنواع الأكثر شيوعًا لهندسة السلالات بدائية النواة، لقد نجح العلماء في إنشاء جينومات دنيا قابلة للحياة يمكن من خلالها تطوير سلالات جديدة، حيث توفر هذه السلالات الدنيا ضمانًا تقريبًا بأن التجارب على الجينات خارج الإطار الأدنى لن يتم إجراؤها بواسطة مسارات غير ضرورية.

النباتات في السلالات الوراثية

المصطلح غير مصنف رسميا في علم النبات، ويشير إلى الأحفاد الجماعية التي تتميز بخصائص مورفولوجية أو فسيولوجية موحدة، والتي ينتجها أسلاف مشتركون، حيث يكون السلالة مجموعة محددة من النسل المستمدة إما من النباتات المعدلة وراثيا (باستخدام التربية التقليدية أو التكنولوجيا الحيوية)، أو النباتات التي تنتج عن طفرة جينية.

-على سبيل المثال، يتم صنع بعض سلالات الأرز عن طريق إدخال مادة وراثية جديدة في نبات الأرز، جميع أحفاد نبات الأرز المعدل وراثيا هي سلالة تحتوي على معلومات وراثية فريدة تنتقل إلى الأجيال اللاحقة؛ يغطي تعيين الضغط، الذي يكون عادةً رقمًا أو اسمًا رسميًا، جميع النباتات التي تنحدر من النبات المعدل أصلاً.

– يمكن تربيتها في سلالات أو أصناف الأرز الأخرى في سلالة الأرز، وإذا تم إنتاج النباتات المرغوب فيها، يتم تربيتها لمزيد من الاستقرار في الصفات المرغوبة؛ النباتات المستقرة التي يمكن أن تتكاثر وتتحقق (تظل مطابقة للنبات الأم) تعطى صنفًا وإطلاقها في الإنتاج لاستخدامها من قبل المزارعين.

سلالات القوارض

مختبر سلالة الفأر أو الفئران هو مجموعة من الحيوانات التي تتميز وراثيًا وتستخدم السلالات في التجارب المعملية، ويمكن أن تكون سلالات الفئران داخلية أو محولة وراثيًا أو تحوي تعديلات جينية، وعادةً ما تكون السلالات مدمجة.

بعد 20 جيلًا من التزاوج بين الأخوة، يصبح مجتمع القوارض الفطري متطابقًا وراثيًا. تم تطوير العديد من سلالات القوارض لإنتاج مجموعة متنوعة من نماذج الأمراض، وغالبًا ما تستخدم لاختبار سمية الأدوية.

سلالات الحشرات

– تعتبر ذبابة الفاكهة الشائعة والمعروفة باسم “ذبابة الفاكهة السوداء” واحدة من أوائل الكائنات الحية التي تم استخدامها في التحليل الوراثي. تحتوي على جينوم بسيط ومفهومة جيدا. ولقد استمرت ككائن حي نموذجي لعدة أسباب، مثل سهولة تكاثرها وصيانتها، وسرعة وحجم تكاثرها.

تم تطوير سلالات نباتية محددة متنوعة، بما في ذلك سلالة بدون طيران تتميز بأجنحة مقزمة (وتُستخدم أيضًا في صناعة الحيوانات الأليفة كطعام حي للزواحف الصغيرة والزواحف).