وظائف الجينات في جسم الانسان

ما هي وظائف الجينات في جسم الإنسان

الجينات هي إرشادات لجسم الإنسان، موجودة في كل خلية تقريبا، وتحتوي على مادة كيميائية تسمى الحمض النووي. الجين هو جزء قصير من هذا الحمض النووي، وتحتوي الجينات على تعليمات هامة ووظائفها تشمل:

• تخبر الجينات خلايا الجسم بالمعلومات أنه يجب عليها صنع جزيئات تسمى بروتينات، أي أنها مسؤولة عن إنتاج البروتينات
• الجينات تطلب البروتينات التي تحتاجها وتؤدي وظائف مختلفة في جسم الإنسان للحفاظ على صحته.  
• يحمل كل جين تعليمات تحدد ميزات الإنسان مثل لون العين ولون الشعر والطول.  
• لكل ميزة من الصفات البيولوجية إصدارات مختلفة من الجينات؛ فمثلاً، يحتوي إصدار معين من جين لون العين على تعليمات تؤدي إلى عيون زرقاء، فيما يحتوي نوع آخر على تعليمات تؤدي إلى عيون بنية.

يظهر دور وأهمية الجينات بوصفها الدليل والمرشد الذي يصدر التعليمات للخلايا، والكروموسومات التي تحتويها خلايانا تحمل كمية هائلة من المعلومات.  

تشير التقديرات إلى أن لدى البشر حوالي 30000 جين في أجسامهم، حيث يرمز كل جين إلى جزيء الحمض النووي الريبي الذي يستخدم مباشرة أو كدليل لتشكيل البروتينات مثل الأنسولين. تتدفق المعلومات في خلايانا بشكل عام بترتيب يمكن تنبؤه من خلال تخزين المعلومات في الحمض النووي (DNA) وتحويلها إلى الحمض النووي الريبوزي (RNA) ومن ثم تصنيع المنتج النهائي البروتيني.  

تحتوي كروموسوماتنا التي تحتوي على الحمض النووي على جينات يتم نسخها إلى RNA، وهناك عدة أنواع مختلفة من الحمض النووي الريبوزي (RNA)، مثل الحمض النووي الريبوزي، وRNA المرسال، وRNA الريباسي، وغيرها، وهي تتكون من نفس الكتل الإنشائية ولكن لها وظائف ومواقع وهياكل مختلفة.

يمكن ترجمة Messenger RNA (mRNA) إلى بروتين، تدفق المعلومات القياسي هو: الحمض النووي (DNA) → الحمض الريبوزي النووي (RNA) → البروتين. يعتبر مجموعة الجينات التي تعمل في أي وقت أمرا بالغ الأهمية، حيث تحتاج الجينات المختلفة إلى “التشغيل” في أوقات مختلفة اعتمادا على احتياجات ووظائف الخلية المحددة.

تحمل الجينات المعلومات التي تحدد سماتك (على سبيل المثال: تنتقل الصفات الوراثية (الجينات) من والديك إليك، على سبيل المثال، إذا كان لوالديك عيون خضراء، فقد ترث صفة العيون الخضراء منهما، وإذا كانت والدتك تعاني من النمش، فقد تورث صفة النمش منها. ولا توجد الجينات في البشر فقط، بل جميع الحيوانات والنباتات لديها جينات

أين هذه الجينات المهمة، إنها صغيرة جدًا ولا يمكننا رؤيتها، تم العثور على الجينات في هياكل صغيرة تشبه السباغيتي تسمى الكروموسومات، توجد الكروموسومات داخل الخلايا، يتكون الجسم من مليارات الخلايا، الخلايا هي الوحدات الصغيرة جدًا التي تتكون منها جميع الكائنات الحية، الخلية صغيرة جدًا بحيث لا يمكن رؤيتها إلا باستخدام مجهر قوي.

تحتوي كل كروموسوم على العديد من الجينات التي تشكلها تسلسلات من الحمض النووي، بالإضافة إلى تسلسلات كبيرة لا ترمز لأي بروتين وتعد وظيفتها غير معروفة، ويقوم جين منطقة الترميز بتشفير التعليمات التي تسمح للخلية بإنتاج بروتين أوإنزيم معين 

يوجد في الخلية الجينوم البشري حوالي 20000 جين مهم، وكل حمض نووي يشكل الجينوم. وهذه الأحماض النووية توجد على ثلاثة وعشرين زوجًا من الكروموسومات الموجودة في النواة، أو على خيوط طويلة من الحمض النووي الموجودة في الميتوكوندريا.

كيف تكون قوة الجينات

يستفسر بعض الأشخاص عن كيفية عمل الجينات، وعادة ما يشار إلى الجينات بأنها “مخطط الحياة”، لأنها توجه كل خلية في جسم الإنسان بما يجب فعله ومتى يجب القيام به، مثل بناء العضلات والعظام، وحمل الإشارات العصبية، وغيرها، وهذا يدل على قوة الجينات وتأثيرها

ويتم تنظيم الجينات عن طريق إنتاج البروتينات منها، فكل جين يعمل كوصف لإنتاج بروتين محدد، وتشكل البروتينات نسبة 50% من وزن الخلية الجاف بطريقة ما  

في نفس الوقت، تؤدي البروتينات أيضا دورا حيويا في عمليات الجسم الثقيلة مثل الهضم والدورة الدموية والمناعة والتواصل بين الخلايا والحركة، ويتم ذلك بواسطة واحد أو أكثر من البروتينات المختلفة التي ينتجها الجسم

 ومع ذلك، فإن الجينات الموجودة في حمض الدي إن إي البشري لا تقوم بتصنيع البروتين مباشرة، بل تستخدم إنزيمات خاصة تسمى الإنزيمات لقراءة ونسخ (أو “نسخ”) رموز حمض الدي إن إي.  

يتم فك ضغط جزء من الحمض النووي المراد نسخه بواسطة إنزيم، ويستخدم الحمض النووي كقالب لبناء جزيء وحيد من الحمض النووي الريبي، الذي يتألف من خيط طويل من النيوكليوتيدات، مشابهًا للحمض النووي.

 يسمى الحمض النووي الريبي المنسوخ باسم الرنا المرسال، أو mRNA، لأنه يترك النواة وينتقل إلى سيتوبلازم الخلية، وهناك تقوم مصانع البروتين المسماة ribosomes بترجمة شفرة mRNA واستخدامها لصنع البروتين المحدد في وصفة الحمض النووي.

إذا كنت تشعر بالحيرة بشأن كل هذا، فإن الحمض النووي يستخدم لإنتاج الحمض النووي الريبوزي، ثم يستخدم الحمض النووي الريبوزي لإنتاج البروتينات، وهي التي تتحكم في العمليات الحيوية.

تتألف جميع البروتينات في الجسم من عشرين نوعا مختلفا من الأحماض الأمينية، والتي تسمى باللبنات الأساسية لبناء البروتين. ومع ذلك، يتكون رمز الحمض النووي والرنا الذي يحدد نوع الأحماض الأمينية من أربعة نيوكليوتيدات فقط، فكيف يمكن أن يحدد هذا الرمز عشرين نوعا من الأحماض الأمينية المختلفة

 تم تصميم كود الحمض النووي ليكون على شكل ثلاث توائم، وتُسمى كلمة الكود بـ `كودون` وتتألف من ثلاثة أحرف، وهناك أيضًا أكواد `بدء` و `إيقاف` خاصة تشير إلى بداية الجين ونهايته 

وكما هو واضح، فإن الشفرة زائدة عن الحاجة، حيث إن معظم الأحماض الأمينية لديها على الأقل رمزين مختلفين، ويستخدم كل كائن حي هذا الرمز الدقيق لصنع البروتينات من الحمض النووي

ما هو التركيب الجيني 

 يتكون جسم الإنسان من ما يقرب من 200 نوع من الخلايا، مثل خلايا العظام والدم، والجلد والأعصاب والكبد، وهذه الخلايا تصنع أعضاء مختلفة وتختلف في هيكلها ووظيفتها كمجموعات مختلفة، ويتم التعبير عن الجينات في هذه الخلايا باختلاف المتطلبات الوظيفية للأعضاء  

مثلا، الجين الزلال ينشط فقط في خلايا الكبد، وبالمثل، يعبر جين الأنسولين عن نفسه فقط في خلايا بيتا في البنكرياس. وبالإضافة إلى ذلك، هناك بعض الجينات الموجودة في جميع خلايا جسم الإنسان، ولكن يتم التعبير عن بعضها في خلايا الكلى وبعضها في خلايا الكبد وهناك المزيد من الجينات البشرية المكتشفة حتى الآن

ماذا تعني الجينات الأقوى

قد يكون الآباء يسعون لإيجاد إجابات لأسئلة مثل كيف يمكن جعل جيناتهم أقوى، أو ما إذا كانت جينات الأب أو الأم أقوى بما يكفي للتأثير على الجنين 

في علم الوراثة، لا يوجد تصنيف للجينات كـ `قوية` أو `ضعيفة`. نشير إلى الجينات بأنها قد تكون مهيمنة أو متنحية. يمكن التعبير عن الجينات المهيمنة (في زوج وراثي يسمى الأليل) حتى لو كان هناك واحد فقط منها في الزوج.  

تتطلب الجينات المتنحية وجود نسختين في الزوج للتعبير عنها. لا يمكن تقوية الجينات بأي طريقة، وتعبر الجينات عن نفسها بناء على سلسلة الشفرات الجينية. السؤال حول أي من الوالدين لديه جينات أقوى هو أمر مثير للاهتمام، لأن الشخص يحصل على حمضه النووي للميتوكوندريا فقط من والدته في كل خلية