ارتباط الجينات وعملية العبور

الارتباط والعبور

 

مسائل على الارتباط والعبور

الارتباط والعبور الوراثي

الارتباط والعبور

العبور الوراثي

ماهو العبور الوراثي

الارتباط والعبور

شرح الارتباط والعبور

اسئلة عن ارتباط الجينات والعبور 

الخرائط الوراثية

المقصود بالارتباط :

·     هو أن الجينات الموجودة على نفس الكروموسوم تكون مرتبطة في توارثها بنفس الكروموسوم و بالتالي فهي مرتبطة ببعضها البعض, وفي هذه الحالة فإن هذه الجينات لا تتوزع توزيعا حرا , لأن التوزيع الحر للجينات ينطبق فقط على الجينات الموجودة على كروموسومات مختلفة.

·     عدد الجينات بأي كائن حي يفوق كثيرا عدد أزواج الكروموسومات الموجودة به ويعني ذلك أن أي كروموسوم لا بد و أن يحمل جينات كثيرة جدا. 

 

·     تسمى الجينات الموجودة على نفس الكروموسوم بالمجموعة الارتباطية.

·     في الكائنات حقيقية النواة يبلغ عدد المجموعات الارتباطية لكائن ما عدد الكروموسومات الموجودة به .

·     في الكائنات بدائية النواة جميع الجينات الموجودة بها تعتبر مجموعة ارتباطية واحدة لأن بها كروموسوم واحد يمثل كل الجينوم .

 

·     يؤدي ارتباط الجينات إلى :

1.  ظهور صفات الأبوين معا بنسبة أكبرمن النسبة المتوقعة على أساس التوزيع الحر للجينات.

2. ظهور اتحادات جديدة بنسبة أقل من المتوقع.

·     أن ظهور اتحادات جديدة ,أي صفات مع بعضها بتوليفات غير أبوية , يدل على انفصال الجينات المرتبطة عن بعضها عند توارثها , أي انتقالها من كروموسوم لآخر فيما يسمى بالعبور .

 

·     اكتشاف الارتباط:

   يرجع اكتشاف الارتباط إلى كل من باتسون و بانيت حين لاحظا أن التهجين بين سلالتين من نبات بسلة الزهور يختلفان عن بعضهما في زوجين من الصفات المتفارقة, ينتج عنه في الجيل الثاني نسب ظاهرية لا تتفق إطلاقا مع النسب المتوقعة على أساس التوزيع الحر للجينات. 

   المجموع الكلي 

  427   

     16 

    100  

        16   

   حمراء مستديرة 

   85 

    08و3 

     9و19 

         1 

   حمراء مستطيلة  

   27 

   03و1 

     3و6 

         3 

   بنفسجية مستديرة  

   19 

    83و0 

     5و4 

         3 

   بنفسجية مستطيلة  

   296 

    1و11 

    3و69 

         9 

   الشكل الظاهري 

العدد 

النسبة     من16      

النسبة المئوية 

النسبة المتوقعة من 16

 

·     وعند إجراء التلقيح الإختباري لأفراد الجيل الأول وذلك بتلقيحها مع أفراد ذات أزهار حمراء و حبوب لقاح مستديرة نقية كانت الفئات الظاهرية في النسل الناتج كما في الجدول التالي :

أزهار حمراء – حبوب لقاح مستديرة 

      7و%43 

         25% 

أزهار حمراء – حبوب لقاح مستطيلة 

      3و%6 

          25% 

أزهار بنفسجية –حبوب لقاح مستديرة 

      3و6% 

         25 % 

  أزهار بنفسجية –حبوب لقاح مستطيلة 

      7 و43% 

         25% 

                 الشكل الظاهري       

    النسبة المئوية 

  النسبة المتوقعة

 

·     يتضح من ذلك أن النباتات بنفسجية الأزهار ذات حبوب اللقاح المستطيلة و النباتات حمراء الأزهار ذات حبوب اللقاح المستديرة أي التراكيب الأبوية ظهرت بنسب أكبر كثيرا من النسب المتوقعة على أساس التوزيع الحر للجينات بينما كانت نسب الاتحادات الجديدة أقل كثيرا من المتوقع . وقد أثبتت الدراسات الوراثية أن هذين الجينين مرتبطين لوجودهما على نفس الكروموسوم .

·           في نبات بسلة الزهور يوجد الجين P و الجين R على كروموسوم واحد في الأب السائد بينما يوجد الجين p و الجين r على الكروموسوم المماثل في الأب المتنحي , و حيث أن الكروموسومات توجد بحالة زوجية في الأفراد و كذلك الجينات ,فإن التركيب الوراثي للأب السائد هو RP/ RP و للأب المتنحي rp rp / ويتم ذلك على الكروموسومات كما في الشكل .

 

العبور

·     استطاع توماس مورجان أن يضع التفسير الصحيح لنتائج باتيسون و بانيت و نتائج أخرى مشابهة شملت عددا من أزواج الصفات المتفارقة في حشرة الدروسوفيلا.

·     كان مورجان يعتقد في صحة نظرية الكروموسومات في الوراثة وأن الانحرافات عن قاعدة التوزيع الحر للجينات يرجع إلى وجود أزواج الجينات على نفس الكروموسوم.

·     لتفسير نتائج باتيسون وبانيت كان لابد من افتراض أن الجينات يمكنها الانتقال من كروموسوم إلى مثيله فلو كانت الكروموسومات تنتقل من جين لآخرسليمة كما هي تماما لكان الارتباط بين الجينات التي تحملها تاما ولما ظهرت الاتحادات الجديدة.

 

·     أي أن ظهور اتحادات جديدة أي صفات مع بعضها بتوليفات غير أبوية يدل على انفصال الجينات المرتبطة عن بعضها عند توارثها, أي انتقالها من كروموسوم إلى مثيله.

·     يرجع تكوين اتحادات جديدة بين الجينات المرتبطة إلى حدوث تبادل بين أجزاء متساوية من الكروموسومات المتماثلة ويتضح ذلك من تتبع سلوك الكروموسومات أثناء الانقسام الميوزي حيث يلاحظ حدوث ظاهرة تفسر انفصال الجينات المرتبطة, فأثناء الطور الضام نجد أن كل كروموسوم ينشق طوليا إلى كروماتيدين ويتلاصق كل كروموسومين  متماثلين لتكوين الثنائيات الكروموسومية المكونة من أربعة كروماتيدات.

 

·     في عملية العبور يمكن أن يتقل أحد الجينين من كرومووم إلى الكروموسوم المماثل.

 

·     بعد العبور توجد أربعة أنواع من الجاميطات نوعان بهما أحد الكروموسومين الأبوين تحمل الآليلين RP أو الآليلين  rp , ونوعان بهما كروموسومات جديدة عبورية تحمل الآليلين rP أو الآليلين Rp. وقد اعتبر مورجان أن هذا التعليل هو التفسير الصحيح لعملية انتقال الجينات من كروموسوم إلى مثيله, وأنه يفسر أيضا ظهور أفراد ذات صفات غير أبوية أي اتحادات جديدة في النسل الناتج من التلقيح الاختباري لبسلة الزهور.

·     يتوقف معدل العبور أو نسبة العبور وقوة الارتباط على المسافة بين الجينات, فإذا كانت المسافة بين الجينين كبيرة كان احتمال حدوث عبور بينهما كبيرا وإن تقارب الجينان كان الارتباط بينهما قوي.

 

·     نسبة العبور= عدد الأفراد التي تظهر بها اتحادات جديدة/ المجموع الكلي للأفراد.

·     ويطلق على الأفراد الناتجة عن الاتحادات الجديدة فئات عبورية بينما يطلق على الأفراد التي تظهر بهم الاتحادات الأبوية فئات غير عبورية أو إرتباطية.

 

·     وفي نفس الوقت تحدث عملية تبادل لأجزاء بين كروماتيدين غير شقيقتين من الكروموسومين المتماثلين عند نقطة أو أكثر فتتكون بذلك الكيازمات التي تشاهد بوضوح عند الطور التشتتي من الطور الابتدائي الأول وبذلك يحدث انتقال جينات من كروموسوم إلى مثيله.

·     ونتيجة للعبور لا تنتقل الكروموسومات المستلة من الأب والكروموسومات المستلة من الأم كما هي  إلى الأبناء حيث تكون الكروموسومات الجديدة أحادية العدد الناتج من الانقسام الميوزي حاملة لجينات كانت في الأصل موجودة على الكروموسومات المثيلة.

·     في حالة مثال بسلة الزهور نجد أن أحد الكروموسومين المتماثلين في الأفراد الخليطة يحمل جين لون الزهرة البنفسجي R وجين حبوب اللقاح المستطيلة P بينما يحمل مثيله جين لون الزهرة الأحمر r وشكل حبوب اللقاح المستدير p كما سبق الإشارة إلى ذلك.

 

الارتباط التام:

·     إذا ظهرت الصفات الأبوية معا دائما ولم تظهر صفات غير أبوية على الإطلاق سمي ذلك بالارتباط التام وذلك يحدث في حالة عدم حدوث عبور إطلاقا. وهذا النوع من الارتباط نادر الحدوث, أما الارتباط الذي تحدثنا عنه في مثال بسلة الزهور فيسمى بالارتباط غير التام حيث تظهر الصفات الأبوية في النسل الناتج بنسب كبيرة ولكنها تنعزل عن بعضها في بعض الحالات نتيجة العبور ومن ثم تتكون اتحادات جديدة أي صفات غير أبوية (عبورية).

 

·     وقد أثبتت الدراسات الوراثية أن نسبة العبور بين أي جينين مرتبطين هي نسبة ثابتة, سواء كان التركيب الوراثي لهما في الوضع الازدواجي أو في الوضع التنافري, وقد وصف مورجان الحالات التي تحمل فيها الجاميطة جينين سائدين أو جينين متنحيين على نفس الكروموسوم بالوضع الازدواجي بينما الحالات التي تحمل فيها الجاميطة جينا سائدا وآخر متنحيا بالوضع التنافري.