ما هي ظاهرة العبور الجيني
تعتبر ظاهرة العبور الجيني عملية تبادل المواد الجينية بين الكروماتيدات غير الشقيقة في الكروموسومات المتماثلة أثناء الانقسام الاختزالي المعروف بـ (التقسيم الاختزالي) بالإنجليزية (MEIOSIS). يحدث ذلك أثناء تكوين خلايا البويضات والحيوانات المنوية، وتحدث هذه الظاهرة في الكائنات التي تتكاثر جنسيا وغير جنسيا أيضا. الهدف من ظاهرة العبور الجيني هو حدوث تباين جيني بين الأجيال من خلال خلط المادة الوراثية بين الكائنات الحية. تم اكتشاف عملية العبور الجيني عن طريق الذبابة الفاكهة السوداء المعروفة باسم حشرة الدروسوفيلا والتي لوحظ عليها حدوث التقسيم الاختزالي في عام 1925 من قبل الطبيب ميلانجوستر (D. melanogaster). ومع ذلك، لم يتم تقديم أي شرح تفصيلي لهذه الظاهرة في ذلك الوقت، وبالتالي، حاول العلماء لاحقا وضع العديد من الافتراضات بشأن كيفية حدوث هذه الظاهرة. ومن بين هذه الافتراضات، ذكروا أن ظاهرة الطفرة النقطية قد حدثت بسبب وجود بعض الجينات التي تستطيع التخلص من الكروموسوم الذي تحمله. ومع ذلك، في عام 1936، قام العالم كورن ستيرت (Curt Stern) بتقديم شرح تفصيلي حول كيفية حدوث هذه الظاهرة وأوضح أن عبور الجينات هو نتيجة مباشرة لحدوث التقسيم الاختزالي
طريقة حدوث ظاهرة العبور الجيني
: تحتوي كل خلية ثنائية الصبغيات على نسختين من كل كروموسوم، واحدة من الأم والأخرى من الأب، وتسمى هذه الأزواج بالكروموسومات. عندما تخضع الكائنات ثنائية الصبغيات للتكاثر الجنسي، تنتج أولا أمشاج أحادية الصيغة الصبغية من خلال الانقسام الاختزالي، وتحدث ظاهرة العبور الجيني عندما تصطف الكروموسومات المتجانسة على صفائح الانتصافية وتنكسر وتتحد مع نفس الخيط المتماثل الآخر لتكوين الكروماتيد، ويتم تحديد شكل الكروموسومات في مرحلة الطور البيني. بالتالي، تتكون بعض الكروموسومات الناتجة عن مزيج من الجينات المشتقة من الأم والأب
متى يمكن أن يحدث العبور الجيني
يعرف العبور الحيني في الإنجليزية باسم (Crossing over) وهو عملية يحدث فيها تبادل للجينات الوراثية عن طريق محاذاة الكروموسومات المقترنة من كل والد بحيث تتقاطع تسلسلات الحمض النووي المتشابهة من الكروموسومات المزدوجة مع بعضها البعض، وذلك أثناء عملية تكوين البويضات والحيوانات المنوية أثناء حدوث الانقسام الاختزالي، ومثل هذه العملية تؤدي إلى حدوث خلط للمادة الوراثية وبسبب هذا يحدث ما يعرف بالاختلاف الجيني الملاحظ بين النسل.
أين تحدث ظاهرة العبور الجيني
تحدث ظاهرة العبور الجيني داخل الخلية، وتحدث خلال دورة حياة الخلية قبل أن تصل إلى مرحلة الانقسام المنصف. تحدث هذه الظاهرة أثناء تكوين البويضات والحيوانات المنوية، وتحدث في الكائنات الجنسية وغير الجنسية على حد سواء. بمعنى آخر، ليست مقتصرة على كائن معين، بل تحدث في جميع الكائنات الحية، وذلك لضمان استمرار توارث صفاتها عبر الأجيال.
آلية حدوث عملية العبور الجيني
أثناء حدوث الانقسام، تكون الكروموسومات مضغوطة ومعقدة جدا. يجب حل التعقيد أولا لحدوث النسخ المتماثل للكروموسومات. يتم حل التعقيد عند كسر الإنزيمات في عدة نقاط على طول الكروموسومات، مما يسمح لها بالاسترخاء والنسخ. بعد ذلك، تقوم مجموعة أخرى من الإنزيمات بإصلاح الأجزاء المكسورة من الحمض النووي وتصطف أزواج الكروموسومات قرب بعضها خلال هذه العملية. عندما تكون الكروموسومات غير ملتفة ومجزأة، يمكن تبديل أجزاء الحمض النووي ذات الأحجام المتساوية وإعادة لصقها، وهكذا يتشكل لنا كروموسوم بمزيج من الأليلات المختلفة عن تلك التي بدأ بها.
اهمية العبور الوراثي للكائن الحي
يمكن تعريف الجين بأنه الوحدة الوراثية التي تنقل الصفات من جيل لآخر. تتكون الجينات من سلاسل طويلة تعرف بالكروموسومات وتحتوي على الحمض النووي. يعرف علماء الوراثة عملية العبور بأنها تبادل جيني يحدث في دورة حياة الخلية، وتحدث هذه العملية أثناء تكوين خلايا البويضات والحيوانات المنوية. تحتوي كل خلية ثنائية الصبغيات على نسختين من كل كروموسوم، واحدة تأتي من الأم والأخرى تأتي من الأب، وتعرف هذه الأزواج بالكروموسومات. تحدث ظاهرة العبور الجيني في الكائنات التي تتكاثر جنسيا وغير جنسيا أيضا، والهدف منها هو حدوث اختلاف جيني بين النسل
لذلك، يعتبر حدوث العبور الوراثي عملية مهمة جدا للكائنات الحية، فهي تحفظ التنوع الجيني بين البشر، وتمكن الملايين من التوليفات الجينية المختلفة من الانتقال من الآباء إلى الأبناء، ويعتبر التنوع الجيني أمرا مهما جدا للاستمرارية الطويلة للحياة البشرية. إذ لا يمكن حدوث الانقسام الاختزالي والانقسام الفتيلي بدون حدوث العبور الوراثي، مما يؤدي إلى عدم وجود التنوع الجيني الضروري للكائنات الحية الذي يضمن لها البقاء في جميع الظروف المختلفة والتكيف معها. لذلك، يمكن اختزال أهمية العبور الجيني في زيادة فرص التنوع في الصفات الوراثية بين أفراد نفس النوع، مما يساعد على بقائهم وتطورهم
كما أن ظاهرة العبور الجيني ذات أهمية كبيرة جدا، حيث تلعب دورا هاما في عملية إصلاح التلف المزدوج الذي قد يحدث في الحمض النووي، وبالتالي فإنها تكون ذات أهمية بالغة للكائنات الحية، وذلك لأن الأليلات المتجانسة المسيطرة لها فعالية أكبر من الأليلات غير المتجانسة، وهذه هي واحدة من الأساليب الشائعة المستخدمة في التجارب العلمية على الجينات في الكائنات الحية مثل حشرة الدروسفيلا وغيرها من الكائنات التي يحدث فيها ظاهرة العبور الجيني.
الضرر من حدوث ظاهرة العبور
سبق وعلمنا بأهمية حدوث ظاهرة العبور، والتي تعد أمرا حيويا لبقاء الكائن الحي، ومع ذلك فإنها تحمل عيبا قاتلا، حيث تحدث ظاهرة العبور في خلايا الكائنات الحية سواء كانت تتكاثر جنسيا أم لا، مما يساعد في انتشار الخلايا حتى لو كانت ضارة بالكائن الحي. والمقصود هنا هو الخلايا السرطانية التي تنتقل عن طريق ظاهرة العبور، مما يؤدي إلى انتشار السرطان في جميع أنحاء الجسم وقد يسبب الأورام السرطانية المميتة. كما يمكن أن تحدث الخلية طفرة متجانسة في الجين الحامل للورم السرطاني، مما يؤدي أيضا إلى انتشار الورم