قوانين مندل في علم الوراثة
تعتبر قوانين مندل للوراثة من القوانين التي ساعدت في التعرف على العوامل التي تؤثر على صفات الجنين أو حتى النبات فيمكن من خلالها معرفة المعلومات الجينية للوالد والتي يمكن أن يتوارثها الطفل منه ومن أمه وما هي الجينات الجديدة التي يمكن أن تتواجد في الطفل فتم فهم كل هذه المفاهيم من قبل العالم الجليل جر يجور مندل الذي وضع قوانين مندل لعلم الوراثة.
قوانين الوراثة لمندل
قام مندل في الفترة من 1856 إلى 1863 بتجاربه على حبة البازلاء، حيث قام بالتهجين والتلقيح، وقام أيضا بالتلقيح الصناعي لسلالات البازلاء للحصول على السمات الوراثية التي يمكن الوصول إلى السلالات الجديدة. وتم تسمية هذه السلالات “سلالات البازلاء حقيقية التكاثر” لأنها تتكاثر ذاتيا، ووضع مندل قوانين وبحث عن الوراثة المندلية، التي يمكن من خلالها تحديد الصفات الجينية بسهولة، أولا للبازلاء، ثم لباقي الكائنات الحية، بما في ذلك الإنسان.
اختيار البازلاء في تجارب مندل
- قام مندل باختيار البازلاء في تجاربه لهذه المميزات:
- زراعة البازلاء سهلة التنفيذ، والعناية بها أسهل بكثير من زراعة النباتات الأخرى.
- البازلاء هي نباتات ذاتية التلقيح بطبيعتها، ومن الممكن أيضًا تلقيحها بشكل صناعي.
- يُعد نبات البازلاء من النباتات التي يتم زراعتها سنويًا، مما يسهل دراسة هذه النباتات بسهولة خلال الأجيال الجديدة وفي فترة زمنية قصيرة.
- تتميز البازلاء بالعديد من الصفات المتناقضة التي يمكن دراستها بعمق.
تجارب مندل الوراثية
أجرى مندل تجربتين بشكل أساسي وهما:
- تجربة أحادي التهجين
- تجربة ثنائي التهجين
خلال تجاربه، اكتشف مندل وجود الكثير من العوامل التي يمكن أن تنتقل بطريقة مستقرة في النسل، ويُشار إليها باسم وحدات الوراثة أو الجينات.
أجرى مندل تجاربه على نبات البازلاء، حيث قام بتحديد 7 صفات رئيسية ومتناقضة في معظم النباتات، واختبر هذه التجارب لتحديد القواعد الرئيسية التي تصف الوراثة النباتية، وقد وصف تجاربه على النحو التالي:
هجين أحادي النخلة
في هذه التجربة قام مندل بأخذ نباتين من البازلاء لهما خصائص متعاكسة فالأولى طويلة والثانية قصيرة فوجد أن الجيل الأول كان نسله من النوع الطويل وقام بإطلاق F1 عليها ثم قام بالتعبير عن النباتات القصيرة والطويلة بنسبة 1:3 وقام مندل بالكثير من التجارب الأخرى والمسميات الكثيرة في كل الحالات التي وجدها وكانت النتائج متشابهة ومن هنا قام بوضع قانوني الفصل والسيطرة للجينات.
تجربة ثنائي الهجين
- حيث قام مندل باعتبار صفتين للبازلاء وهما البذور ذات اللون الأخضر المجعدة والبذور ذات اللون الأصفر المستديرة وقام بتسجيل الملاحظات التي توصل إليها وتوصل إلى الذرية من النوع F1 كانت من النوع الأصفر المستدير ومن خلال هذا تم التوصل إلى أن الصفات السائدة هي الشكل الدائري ذو اللون الأصفر.
- في الخطوة التالية، تم تلقيح سلالة F1 ذاتيًا، وتم الحصول من خلالها على 4 خصائص مختلفة للبازلاء، مجعدة ولكن مختلفة في الألوان والأشكال، وتم الحصول على الأصفر الدائري،الأصفر المجعد، الأخضر المجعد والأخضر المستدير بنسبة تصل إلى 1:3:3:9.
- بعد إجراء التجارب الأخرى، تم الحصول على نتائج مشابهة، وقام مندل بوضع القانون الثاني للوراثة وهو القانون المعروف باسم قانون التشكيل المستقل.
استنتاجات تجارب مندل
- تم الوصول إلى أن تركيب الجينات في النبات يسمى بالنمط الجيني، ولكن المظهر الخارجي للنبات هو ما يعبر عن الظهور المادي.
- يمكن أن تنتقل الجينات من الآباء إلى أبنائهم خلال الزواج، وتسمى هذه العملية باسم “الوراثة الجزيئية.
- عندما يتم تكوين النطاق الجيني، تنقسم الكروموسومات إلى نصفين، ويوجد فرصة بنسبة 50% لدمج أحد الأليلين مع الطرف الآخر من الوالدين.
شهر قوانين مندل
قام مندل بالعديد من التجارب التي أدت إلى اكتشاف هذه القوانين
- قانون الهيمنة
- قانون الفصل
- قانون التشكيل المستقل
قانون الهيمنة
يعرف قانون مندل الأول بقانون الهيمنة الجينية، حيث يتم تحديد الجينات والصفة السائدة فقط من النمط الظاهري في النسل. وتسمى هذه الجينات بالأليلات، وتحدد السمات الخاملة.
قانون الفصل
يُعد قانون الفصل هو القانون الذي يهتم بدراسة الأمشاج، حيث يتم إنشاء نسختين من صفة وراثية واحدة من كل والدين، ولكن أثناء تشكيل الأمشاج يتم الجمع بصورة عشوائية خلال عملية الإخصاب، وهذا القانون هو القانون الثالي للعالم جريجور مندل.
قانون التشكيل المستقل
يعد قانون التشكيل المستقل هو القانون الثالث لمندل، حيث يحدث انفصال الأزواج الجينية بشكل مستقل خلال تشكيل الأمشاج عن الأزواج الجينية الأخرى، ولكن تظهر الصفات بنفس الفرصة.
اساسيات قانون مندل
- يُعَدُّ قانون الوراثة واحدًا من اقتراحات مندل الأولية، بعد القيام بالعديد من التجارب على نبات البازلاء لمدة تصل إلى سبع سنوات.
- تحتوي هذه القوانين على قانون الهيمنة وقانون الفصل وقانون التشكيل المستقل.
- يتم تحديد وجود أليلين أو أليل واحد فقط في النسل بواسطة قانون الفصل.
- يعتبر قانون التشكيل المستقل هو المسؤول عن الجينات المستقلة في الزوج الثاني.
- يعد قانون الوراثة المندلي هو القانون الأساسي المقبول في العالم، حيث يقول إن كل سمة لها أليلين ينفصلان عند تكوين الأمشاج، ويتحد واحد فقط من الوالدين معهما عند الإخصاب.
- يطلق على قانون الفصل اسم قانون الأمشاج لأن الأمشاج تحتوي على أليل واحد فقط يكون هو السائد أو المتنحي وليس الاثنين.
- استُخدمت البازلاء في تجارب مندل لأن لديها العديد من السمات التي يمكن دراستها بسهولة، كما يمكن زراعة البازلاء بسهولة وبأعداد كبيرة في وقت قصير، وتوجد الأعضاء التناسلية للذكور والإناث في البازلاء بحيث يمكن تلقيحها ذاتيًا دون أي تدخل صناعي.
- كان الهدف الأساسي لمندل هو تحديد السمات الأساسية التي تكون دائمًا متنحية، وتحديد ما إذا كانت لهذه السمات تأثير على بعضها البعض، نظرًا لأنها موروثة، وأخيرًا، ما إذا كان بإمكان التغيير في الحمض النووي أن يؤدي إلى تحويل السمات أو لا.
دور مندل في علم الوراثة
- اكتشف مندل في تجاربه أن النسل كان أرجوانياً وليس مختلطاً عند انتقال جين اللون الأرجواني في نبات البازلاء إلى النبات الأبيض، مما يشير إلى أن اللون الأرجواني هو المسيطر في هذا التهجين.
- يتم نقل جين واحد فقط من الوالدين وليس الجميع، وفقًا للقانون الذي وضع لهذا الغرض.
- يُعد قانون مندل الثاني دليلاً على أنّ زوجًا من العوامل المستقلة يؤثر على زوجه الآخر.
- يُطلق على الفرد الذي تختلف الأليلين لديه متغاير الزيجوت، والذي تتطابق الأليلين لديه يُسمى متماثل اللواقح.
- – “تعتبر الجينات التي تم تهجينها تحمل سمات متوارثة بشكل مستقل عن كل من الوالدين.
- الأليل هو واحد من العديد من الأشكال البديلة للجين الواحد وله موقع في العديد من الأماكن على الكروموسوم.
- تتعلق المبادئ التي وضعها مندل بشكل كبير بالجينات التي توجد في الجنين الذي يتم إنجابه بالتهجين بين الأبوين أو الإخصاب لدى الأم.
- تمت دراسة مندل وعلم الوراثة
تعتبر المبادئ والقوانين التي وضعها مندل لدراسة الوراثة المندلية من أهم القوانين التي تم وضعها، حيث تم اكتشاف الكثير من الأمور الجينية من خلال العالم الجليل مندل. فقد توصل إلى التراكيب الأساسية والصفات لكل جين، ويمكن التنبؤ بالصفات التي يكتسبها الطفل أو النبات قبل الولادة أو وجود الجنين من الأصل من خلال تجاربه الكثيرة على نبات الفاصولياء الذي يحتوي على العديد من الصفات في النباتات، وهذا ساعده في تطوير ثلاث قوانين للوراثة الجينية.