كيف يحدث التبايض الجيني؟
لقد درست سابقًا أن كل كروموسوم في زوج الكروموسومات المتماثلة يحتوي على الجينات نفسها الموجودة في المواقع نفسها. وأن موقع الجين على الكروموسوم يسمّى الموقع الكروموسومي Locus (جمعها مواقع كروموسومية Loci). على سبيل المثال تحتوي ذبابة الفاكهة Drosophila melanogaster على أربعة أزواج من الكروموسومات. يوجد على
الكروموسوم 2 جينات تساعد في تحديد طول قرون الاستشعار على رأس ذبابة الفاكهة، ولون الجسم، ولون العيون، وطول الجناح. يبيّن الشكل ٢-٤أ مواقع هذه الجينات. يوجد على هذا الكروموسوم عدد من الجينات أكثر بكثير ممّا يظهر في الشكل.
قد تتذكّر أن الجينات توجد بأشكال مختلفة تسمّى أليلات Alleles. على سبيل المثال، قد يكون للجين الذي يحدد
لون عيون ذبابة الفاكهة أليلات مختلفة تشفر للون العيون الأحمر أو البني. يبيّن الشكل ٢-٤ب أليلين لكل من الجينات
الأربعة في الشكل ٢- ٤أ.
لذا، قد يحتوي كل كروموسوم في زوج الكروموسومات المتماثلة في الخلية ثنائية المجموعة الكروموسومية على أليلين مختلفين من الجين نفسه، أي أن الكروموسومَين المتماثلَين ليسا متطابقَين جينيًا. يحدث أثناء الانقسام الاختزالي الأول عمليتان ينتج منهما تراكيب أليلات جديدة مختلفة في كل خلية ناتجة. هاتان العمليتان هما العبور والتوزيع الحر Independent
التباين الجيني نتيجة العبور
درست سابقًا أنه خلال الانقسام الاختزالي الأول يمكن لأجزاء من كروماتيد على كروموسوم في الثنائيات المتكافئة
أن تتبادل أماكنها مع أجزاء مكافئة من كروماتيد الكروموسوم الآخر. تسمّى هذه العملية العبور، وتؤدي إلى إنتاج تراكيب مختلفة من الأليلات على الكروموسومَین.
على سبيل المثال، يبيّن الشكل ٢-٤ جينين هما الجين الذي يحدد طول قرون الاستشعار والجين الذي يحدد لون العيون. جين طول قرون الاستشعار له أليلان. يعطي الأليل A قرن الاستشعار الطويل، ويعطي الأليل a قرن الاستشعار القصير. وجين لون العيون له أيضًا أليلان، الأليل E يعطي العيون الحمراء، والأليل e يعطي العيون البنية (الشكل ٢-٥).
تحتوي الخلية الأصلية على جميع الأليلات الأربعة هذه. لاحظ أن أليلَي هذَين الجينَين A و E يقعان على أحد زوجَي الكروموسومات المتماثلة، ويقع الأليلان الآخران للجينَين a و e على الكروموسوم الآخر.
لا يحدث عبور بين موقعَي هذَين الجينَين في بعض الخلايا عندما تزدوج هذه الكروموسومات أثناء الانقسام الاختزالي، وتبقى الأليلات على كروموسومها. بالمقابل يحدث العبور في بعض الخلايا، الأمر الذي يؤدي إلى تبادل مواقع الأليلات على الكروموسومات، فتصبح الأليلات على أحد الكروموسومَين A وe، وعلى الكروموسوم الآخر a و E.
عندما تتكوّن الخلايا الجديدة (الأمشاج) في نهاية الانقسام الاختزالي، سيحصل كل منها على كروماتيد واحد من كل كروموسوم. وسيحصل بعضها على كروماتيدات لم يحدث فيها عبور، لذا سيكون فيها إمّا (A وE) أو (a وe). في حين سيحصل بعضها الآخر على كروماتيدات حدث فيها عبور وسيكون فيها إمّا (A وe)، أو (a و E).
هذا يعني وجود أربعة أنواع من الأمشاج:
الأليلات A و E تشفر لقرن الاستشعار الطويل والعيون الحمراء.
الأليلات a وe تشفر لقرن الاستشعار القصير والعيون البنية.
الأليلات A وe تشفر لقرن الاستشعار الطويل والعيون البنية.
الأليلات a و E تشفر لقرن الاستشعار القصير والعيون الحمراء.
ستدرس في هذه الوحدة لاحقًا كيف سيؤثر هذا الأمر في الأبناء لدى الكائن الحي الذي يحدث فيه عبور.
التباين الجيني نتيجة التوزيع الحر
تعرفت على كيفية حدوث تباين جيني في الخلايا الناتجة من الانقسام الاختزالي عن طريق تبادل الأليلات
بين الكروموسومات المتماثلة (العبور)، وستتعرف الآن كيف يمكن أن تسبب أيضًا تراكيب الكروموسومات
المختلفة تباينًا جينيًا.
وقد درست في الطور الاستوائي الأول من الانقسام الاختزالي أن الكروموسومات قد ازدوجت، ليتم سحبها في هذا الطور إلى خط استواء الخلية بواسطة خيوط المغزل. وتصطف عشوائيًّا بحيث يمكن لأي كروموسوم في كل زوج أن يتّجه إلى أي قطب في الخلية (الشكل ٢-٦)، وليس لاتجاه أحد الأزواج تأثير على اتجاه أي زوج آخر.
ستعتمد تراكيب الأليلات التي ستوجد في الخلايا الناتجة عندما يتم فصل الكروموسومات المتماثلة بعضها عن بعض على كيفية اصطفاف الكروموسومات المتماثلة. لاحظ أن زوجين من الكروموسومات فقط في كل منهما جين واحد، يمكنهما إنتاج أربعة تراكيب مختلفة محتملة من الأليلات. تخيل إذا كان عدد تراكيب الأليلات المحتملة من 23 زوجًا من الكروموسومات، يحمل كل منها مئات أو آلاف الجينات، بحيث لن تكون هناك حدود
تقريبًا للرقم الناتج. تسمّى قدرة أي أليل على أن يكون موجودًا في الخلية نفسها التي يوجد بها أليل آخر، التوزيع الحر Independent assortment.
وعند النظر إلى تراكيب الكروموسومات وحدها، فستلاحظ وجود 8388608 احتمالاً من التراكيب المختلفة للكروموسومات في الإنسان. يمكن حساب ذلك عن طريق حساب 2n، حيث تمثل n العدد أحادي المجموعة الكروموسومية.
وبحساب جميع الأليلات المختلفة في جميع الجينات المختلفة على هذه الكروموسومات، ستلاحظ أن التباينات المحتملة هائلة.
التباين الجيني نتيجة الإخصاب العشوائي
يؤدي كل من مصدرَي التباين الجيني اللذَين درستهما- العبور والتوزيع الحر- إلى إنتاج تراكيب مختلفة من الأليلات
في الأمشاج. وإذا افترضنا أن أي مشيج ذكري يمكن أن يندمج مع أي مشيج أنثوي، ومع كل التباينات الكبيرة المحتملة
فيها، فمن غير المحتمل أن يكون الأفراد التي أنتجها التكاثر الجنسي متطابقة جينيًا. إذ سيكون لديهم بالتأكيد
تراكيب مختلفة من الأليلات.
الجدول ٢-٢ يلخص أسباب وتأثيرات هذه المصادر الثلاثة للتباين الجيني.
مصطلحات علمية
موقع كروموسومي Locus: (جمعها مواقع كروموسومية Loci)
موقع الجين على الكروموسوم.
أليل Allele:
شكل من أشكال الجين.
التوزيع الحر Independent assortment:
إنتاج تراكيب جينية مختلفة من الأليلات في الخلايا الناتجة بسبب الاصطفاف العشوائي للثنائيات المتكافئة على خط استواء
الخلية أثناء الطور الاستوائي الأول من الانقسام الاختزالي.
