مفهوم وفوائد علم الوراثة.. كيفية انتقال الصفات الوراثية في الكائنات الحية من الآباء إلى الأبناء

علم الوراثة
Genetics

هو العلم الذي يوضح كيفية انتقال الصفات الوراثية في الكائنات الحية من الآباء إلى الأبناء (من جيل إلى جيل آخر).

علم الوراثة هو الدراسة العلمية للجينات والوراثة - لكيفية انتقال صفات أو سمات معينة من الآباء إلى الأبناء نتيجة للتغيرات في تسلسل الحمض النووي.

الجين هو جزء من الحمض النووي يحتوي على تعليمات لبناء جزيء واحد أو أكثر لمساعدة الجسم على العمل.

يتشكل الحمض النووي على شكل سلم ملتوي بلفافة، يسمى الحلزون المزدوج.

تسمى قضبان السلم العمود الفقري، والدرجات عبارة عن أزواج من أربعة كتل بناء (الأدينين، الثايمين، الجوانين، والسيتوزين) تسمى القواعد.

توفر تسلسل هذه القواعد تعليمات لبناء الجزيئات، ومعظمها بروتينات.

يقدر الباحثون أن لدى البشر حوالي 20 ألف جين.

كل المواد الجينية للكائن الحي، بما في ذلك الجينات والعناصر الأخرى التي تتحكم في نشاط تلك الجينات، هي جينومها.

تم العثور على جينوم الكائن الحي بالكامل في جميع خلاياه تقريبًا. في الخلايا البشرية والنباتية والحيوانية، يوجد الجينوم في بنية تسمى النواة.

غالبًا ما يكون الجينوم البشري هو نفسه في جميع الأشخاص مع وجود اختلافات طفيفة.

كيف يتم توريث الجينات؟

يتم تخزين الحمض النووي الخاص بنا، بما في ذلك جميع جيناتنا، في الكروموسومات، وهي هياكل حيث تلتهم البروتينات الحمض النووي بإحكام حتى يتناسب مع النواة.

يمتلك البشر عادةً 23 زوجًا من الكروموسومات في خلايانا.

يحتوي الكروموسومان في كل زوج على نفس الجينات، ولكن قد يكون لهما نسخ مختلفة من تلك الجينات لأننا نرث كروموسومًا واحدًا في كل زوج من الأم والآخر من والدنا.

تتلقى الخلايا التناسلية - البويضات والحيوانات المنوية - بشكل عشوائي كروموسوم واحد من كل مجموعة من المجموعات الـ 23 بدلاً من كليهما بحيث تحتوي البويضة المخصبة على 23 زوجًا مطلوبة للنمو النموذجي.

كيف تؤثر الجينات على الصحة والمرض؟

يمكن للتغييرات في الجينات أن تمنع الجين من أداء وظيفته بالطريقة المعتادة.

بعض الاختلافات في الحمض النووي، على سبيل المثال، يمكن أن تؤدي إلى تكوين بروتينات بشكل غير صحيح لا يمكنها أداء وظائفها.

أيضًا، يمكن أن تؤثر الاختلافات الجينية على كيفية استجابة الأشخاص لبعض الأدوية أو احتمالية إصابة الشخص بمرض ما.

نظرًا لأن الآباء ينقلون جيناتهم إلى أطفالهم، فإن بعض الأمراض تميل إلى التجمع في العائلات، على غرار الصفات الموروثة الأخرى.

في معظم الحالات، تشارك جينات متعددة.

يمكن للباحثين استخدام تسلسل الحمض النووي لتحديد الاختلافات في جينوم الشخص.

تنتج بعض الاختلافات بين الأفراد عن الاختلافات اللاجينية.

هذه تغيرات في وظيفة الجينات ، يمكن أن يكون بعضها موروثًا ولكنها ليست نتيجة للتغييرات في تسلسل الحمض النووي.

لماذا يدرس العلماء جينات الكائنات الحية الأخرى؟

كل الكائنات الحية تطورت من سلف مشترك.

لذلك، يشترك البشر والحيوانات والكائنات الأخرى في العديد من نفس الجينات، وتعمل الجزيئات المكونة منها بطرق متشابهة.

اكتشف العلماء العديد من الجينات التي تم الحفاظ عليها خلال ملايين السنين من التطور وهي موجودة في مجموعة من الكائنات الحية التي تعيش اليوم.

يمكنهم دراسة هذه الجينات المحفوظة ومقارنة جينومات الأنواع المختلفة للكشف عن أوجه التشابه والاختلاف التي تحسن فهمهم لكيفية عمل الجينات البشرية والتحكم فيها.

تساعد هذه المعرفة الباحثين على تطوير استراتيجيات جديدة لعلاج الأمراض التي تصيب الإنسان والوقاية منها.

يدرس العلماء أيضًا جينات البكتيريا والفيروسات والفطريات بحثًا عن حلول للوقاية من العدوى أو علاجها.

على نحو متزايد ، تقدم هذه الدراسات نظرة ثاقبة حول كيفية تأثير الميكروبات في الجسم وفي الجسم على صحتنا، أحيانًا بطرق مفيدة.

ما أنواع الأبحاث الجينية التي يستكشفها العلماء الممولون من NIGMS؟

تسمح الأدوات والتقنيات المتطورة بشكل متزايد للعلماء الذين يمولهم NIGMS بطرح أسئلة أكثر دقة حول الأساس الجيني للبيولوجيا.

على سبيل المثال ، يدرسون العوامل التي تتحكم في وقت تنشيط الجينات، والآليات التي يستخدمها الحمض النووي لإصلاح الأجزاء المكسورة أو التالفة، والطرق المعقدة التي تنتقل بها السمات إلى الأجيال القادمة.

التركيز الآخر للاستكشاف يتضمن تتبع الاختلاف الجيني بمرور الوقت لتفصيل التاريخ التطوري البشري وتحديد ظهور السمات المتعلقة بالأمراض.

ستستمر مجالات البحث الأساسية هذه في بناء أساس قوي لمزيد من الدراسات التي تستهدف الأمراض.

فوائد علم الوراثة
Benefits of Genetics:

1- معرفة طبيعة الأمراض الوراثية والتغلب عليها.

2- تحسين وزيادة الإنتاج الحيواني (لحم، بيض).

3- تحسين وزيادة الإنتاج النباتي (ذرة، قمح).