العبور الجيني : قوانينه، نظرياته، الأساس السيتولوجي، العوامل المؤثرة

يوليو 5, 2023

3 دقائق

يعتبر قانونی مندل الأول والثاني هما الأساس القوى والسليم والذي شيدت به نظم توارث الصفات المختلفة باستخدام العبور الجيني. فالقانون الأول لمندل هو قانون الانعـزال segregation الخاص بانعزال عـاملي أي زوج مـن أزواج العوامـل الوراثية عن بعضها عند تكوين الجاميطات. أما القانون الثـاني وهـو قـانون التوزيع الحر independent assortment law وهو الخاص بالتوزيع الحـر أزواج العوامل الوراثية عند تكوين الجاميطات. هذان القانونان توصل إليهمـا مل بعد إجرائه لتجاربه الرائدة على نبات البازلاء. ويمكن القول بأن مندل كان محفوظا حين اختار سبعة أزواج فقط من أزواج الصفات المتفارقـة لإجـراء الداربه عليها في هذا النبات.

فلحسن الحظ كانت أزواج الصفات السبعة هـذه مستقله تماما في وراثتها عن بعضها بحيث أن انتقالها من جيل لآخر كان يسير وفق قاعدة عامة ثابتة. هذه القاعدة العامة هي التي مكنت مندل من تفسير النتائج التي تحصل عليها من تجاربه واستخلص قانونيه المذكورين سابقا.

ماهي الجينات؟

نظرية يانسن للعبور الجيني:

في عام 1959 قدم العالم السويدي يانسـن Janssen بعض الادلة السيتولوجية. التي تؤيد فكرة انتقال الجينات من كروموسوم لآخر والمسماة بالعبور الجيني. فقد وصـف پانسن ظاهرة سيتولوجية تحدث أثناء الالتصاق synapses بين الكروموسومين – المتماثلين homologous chromosomes وذلـك فـى الـدور الضـار Pachytene من الدور التمهيدي الأول للانقسام الميوزي ولقـد سـمـى هـذه الظاهرة باسم العبور Crossing over، ولقد لاحظ أن هـذه الظاهرة وهـي والميوزي ميكانيكية تضاعف الكروموسوم). العبور تحدث بعد الانشقاق الطولي الظاهري للكروموسومين الملتصقين (كـان الاعتقاد وقتذاك وإلى حوالي عام 1956 أن الكروموسوم أثناء الانقسام الميتوزي و الميوزي ، ينشق طوليا إلى كروماتيـدين إلا أن الأبحـاث الحديثـة أوضـحت ميكانيكية تضاعف الكروموسوم.

وبناء على وصف يانسن فإن كل كروموسومين متماثلين يقترنان مع بعضهما في الدور الضام ليكونا وحدة ثنائية الكروموسوم ؛bivalent. وكل وحدة ثانية الكروموسوم مكونة من أربعة كروماتيدات. هذه الكروماتيدات تلتف حول بعضها مكونة حلزون coil ونتيجة لتكوين الحلزون فإنه يحدث ضغط tension يؤدى إلى انكسار كروماتيدتين غير شقيقتين في نقط متماثلة. ثم تلتحم الأطراف المكسوره بحيث ان الكروماتيدات الناتجة بعد عملية الالتحام. تكون قـد تبادلـت قطع كروموسومية متماثلة وسميت هذه الظاهرة وكما ذكرنا باسم العبور. وعلى ذلك فإن الكروماتيدات العبورية هذه تحتوى على أجـزاء مـن الكروموسـوم الأصلى وأجزاء جديدة وصلتها من الكروموسوم المماثل. هذا بالنسبة للتراكيب أما بالنسبة للتراكيب الأبوية فنجد أن الكروماتيدتين الأخريين لا يحدث فيها كسر وذلك لبعدهما عن بعضهما وبذلك تبقيان سليمتين وتحملان التراكيـب الجديدة الابويه .

الدور الذي يحدث فيه العبور إذا كان العبور يحدث في وقت معـين أثنـاء اقتـران الكروموسومين المتماثلين في الانقسام الميوزي. فانه يوجد تبعا لذلك احتمالان متضادان. فقـد يحدث العبور قبل التضاعف الطولى لكـل كروموسـوم فـى الوحـدة ثنائيـة الكروموسوم إلى كروماتيدتين. أو أنه قد يحدث بعد التضاعف الطولي.

العبور غير المتكافئ Unequal Crossing- over

تدل بيانات العبور التي جمعت من مصادر عديده أنه عند حدوث تبادل كروماتيدتين غير شقيقتين. يتماثل الواحد منهما تماما مع الآخـر مـن حيـث الموضع. ويضمن هذا النظام الدقيق للتبادل بقاء عدد الجينات في الكروموسـوم كما هو بصرف النظر عن عدد مرات التبادل التي يشترك فيها. كما أنـه يدل حتما على أن التلاصق الذي يسبق العبور يلزم أن يكون في درجة مساويه من الدقة فتتزاوج الجينات النظيرة مع جينات نظيرة.

الـنظريات التي وضعت لتفسير حدوث العبور:

نظرية بولارون Polaron Theory

هذه النظرية هي من احدث النظريات التي تفسر حدوث العبور على مستوى ال DNA

نظرية بيلنج Belling Theory
نظرية الكيازما Chiasma type Theory

الاساس السيتولوجي للعبور:

في عام 1931 أوضحت دراستان مهمتان ان حدوث العبور الوراثي يكون مصحوبا بحدوث عبور سيتولوجي. احدى هاتين الدراستين كانت تجربة قام بها كل من كريتون و ماك كلينتوك على نبات الذره. و الدراسة الاخرى كانت التجربه التي اجراها ستيرن على الدروسوفلا اثبتت بشكل نهائي و قاطع على أن العبور الوراثي يكون مصحوباً بعبور سيتولوجي .

عرض ستيرن ذكرى برى من هذه الذبابة لأشعة اكس التي ادت الى انتقال جزء من كروموسوم y الى طرف كروموسوم x القريب من السنترومير. و بذلك اصبح شكل هذا الكروموسوم مميزا سيتولوجيا من ناحية الطرف القريب من السنترومير عن الكروموسوم الطبيعي العادي .