كيف تعمل الجينات

ما هي الجينات

الجينات هي مكونات وراثية تتكون من الحمض النووي، وتعمل بعضها كتعليمات لإنتاج جزيئات البروتين. ومع ذلك، لا ترمز العديد من الجينات في البشر للبروتينات. وتختلف الجينات في البشر بالحجم، حيث تتراوح 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. 

الجينات يمكن أن تختلف في درجة تعقيدها ويمكن أن يحتوي كل كائن حي على أشكال وأعداد مختلفة من الكروموسومات، وهذا يختلف من فرد لآخر 

 يحتوي الإنسان على 23 زوجًا من الكروموسومات، بينما يحتوي القنفذ على 44 كروموسومًا والذبابة على 4 فقط.

تهدف الجينات إلى تخزين المعلومات، ويحوي كل جين المعلومات اللازمة لبناء بروتينات معينة، وتحتوي جينوماتنا كبشر على 20687 جينًا لترميز البروتين.

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

إذا كانت الأليلات المعروفة هي نفسها، فسيتم وصف الكائن الحي بأنه متماثل في الزيجوت. وإذا كانت مختلفة، فسيتم وصفه بأنه متغاير في الزيجوت. ويتم تحديد النمط الظاهري من خلال تفاعل الأليلات، فقد يكون لون العين الزرقاء نتيجة أليل واحد، وقد يكون لون العين البنية نتيجة أليل آخر، ويتوقف لون العين النهائي على الأليلات الموجودة وتفاعلها، وهناك العديد من أنواع الجينات البشرية التي لم تدرس بعد

آلية عمل الجينات

كل جين لديه وظيفة فريدة للقيام بها، والحمض النووي في الجين يحتوي على تعليمات محددة تشبه إلى حد كبير وصفة كتاب الطبخ لإنتاج البروتينات (على سبيل المثال: PRO-teens) داخل الخلية

تتكون العظام والأسنان وشعر الجسم وشحمة الأذن والعضلات والدم من البروتينات، وتساعد هذه البروتينات في النمو والعمل السليم والحفاظ على الصحة، ويمكن أن يصنع كل جين في الجسم ما يصل إلى 10 بروتينات مختلفة وهذا يعادل أكثر من 300،000 بروتين

تأتي الجينات مثل الكروموسومات في أزواج، ويحمل كل من الوالدين نسختين من كل جين، ويمرر كل والد نسخة واحدة فقط لتشكيل الجينات الخاصة بك. تحدد الجينات التي تورثها العديد من صفاتك، مثل لون شعرك ولون بشرتك.

على سبيل المثال، قد يكون لوالدة هبة جينا جينان للشعر البني والآخر للشعر الأحمر، وإذا كان والدها جينان للشعر الأحمر وقامت جين بنقل الجين الخاص بالشعر الأحمر إلى هبة، فقد يكون السبب وراء شعر هبة الأحمر هو احتوائها على جينين للشعر الأحمر، وهذا يعد وظيفة للجينات

يمكنك أيضا رؤية الجينات في العمل، فإذا فكرت في جميع سلالات الكلاب المختلفة، ستجد أنها تحتوي جميعا على الجينات التي تجعلها كلابا، ولكن تلك الجينات تختلف في صنع سمات مختلفة للكلب، مثل الحجم والفراء، فالبعض منها كبير والبعض الآخر صغير، والبعض يمتلك فروا طويلا والبعض الآخر قصيرا، وجينات الدلماسيون تصنع الفراء الأبيض والبقع السوداء

مما يتكون الجين

تقريبا كل خلية داخل الجسم تحتوي على مادة كيميائية تسمى الحمض النووي، والجينات هي أجزاء صغيرة من الحمض النووي، وتعمل الجينات والحمض النووي معا

الجينات هي أقسام قصيرة من الحمض النووي، ويتكون الحمض النووي من مواد كيميائية صغيرة تسمى القواعد، ويمكن أن تكون هذه القواعد من نوع A أو C أو T أو G 

كل جين هو جزء من الحمض النووي ويتكون من تسلسل A ، C ، T ، G. يحتوي الجسم على حوالي 20,000 جين ولكن حجم القواعد الكيميائية الصغيرة فيه يصل إلى حوالي 3,000,000,000. تكوين القواعد والجينات بالكامل يشكل الجينوم الفردي الخاص بك 

يحتوي جينوم الشخص على روابط تتبع من خلال العائلة، وليس فقط روابط الوالدين والأجداد، بل أيضا روابط الأسلاف البعيدين، مما يجعله فريدا وفرديا لكل شخص ويمكن تتبع الأسلاف لمئات السنين

ما هي الطفرة الجينية

تشير الطفرة الجينية إلى تغيير في تسلسل الحمض النووي، ويمكن أن تحدث الطفرات نتيجة أخطاء في نسخ الحمض النووي خلال انقسام الخلايا، ويمكن أن يحدث التعرض للإشعاع المؤين أو المواد المطفرة أو العدوى الفيروسية.

هناك طفرات يمكن أن تحدث في السلالة الجرثومية في البويضات والحيوانات المنوية وتنتقل هذه الطفرات إلى الأبناء، بينما تحدث الطفرات الجسدية في خلايا الجسم ولا تنتقل إلى الأجيال القادمة 

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.

إذا حدثت طفرة مفيدة في حياة الكائن الحي، فلنتتدفق هذه المعلومات مرة أخرى إلى الحمض النووي في خط الجراثيم للكائن الحي، ولقد لاحظ تشارلز داروين هذا الأمر وكان يعتبره شيئًا مهمًا 

ومع ذلك، لا تحدث الطفرات دائما 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 حدوث الطفرات التي لا يمكن تجنبها لأي كائن حي قادر على التكاثر.  

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

ما هو العلاج الجيني

يتم استخدام العلاج الجيني باستخدام تقنية الهندسة الوراثية لعلاج الأمراض التي تسببها طفرات جينية ويجري العلماء تجارب لتحديد فاعليته في العلاج.

تختبر إحدى الطرق التي يمكن استخدامها في علاج الأمراض هي استبدال الجينات المريضة بجينات صحية، ومن الممكن أن تسفر التجارب الجينية والأبحاث الأخرى عن طرق جديدة لعلاج العديد من الأمراض أو الوقاية منها