معلومة

صورة الكروموسوم ، كيف تفسر؟


في هذا الدليل كنت أقرأ للتعليقات التوضيحية ، يوجد رسم تخطيطي لكروموسومات D.mel، أنا في حيرة من أمري لماذا ترتبط الكروموسومات ببعضها البعض ، هل هذه الصورة مأخوذة في مرحلة معينة من الانقسام حيث تتكثف جميعها؟

المصدر الأصلي (صفحة 2).


تحتاج إلى البحث عن الكروموسومات متعددة الخطوط (العملاقة).

الكروموسومات متعددة الخطوط هي كروموسومات كبيرة الحجم تطورت من الكروموسومات القياسية وتوجد بشكل شائع في الغدد اللعابية في ذبابة الفاكهة السوداء. تخضع الخلايا المتخصصة لجولات متكررة من تكرار الحمض النووي دون انقسام الخلايا (التهاب بطانة الرحم) ، لزيادة حجم الخلية ، وتشكيل كروموسوم متعدد الأوجه عملاق. تتشكل الكروموسومات متعددة الخطوط عندما تنتج جولات متعددة من النسخ العديد من الكروماتيدات الشقيقة التي تظل متشابكة معًا.

يمكنك قراءة المزيد عنها في ويكيبيديا (http://en.wikipedia.org/wiki/Polytene_chromosome)


يتكون الجسم من بلايين الخلايا. يوجد داخل كل خلية صبغيات. الكروموسومات هي هياكل تحتوي على آلاف الجينات (الصورة 1).

تخبر الجينات الجسم كيف ينمو ويعمل. تحتوي الجينات أيضًا على معلومات حول سمات مثل العين ولون الشعر وفصيلة الدم.

تحتوي كل خلية عادة على 46 كروموسومًا مرتبة في 23 زوجًا.

لتكوين الزوج ، يأتي أحد الكروموسوم من الأم والآخر يأتي من الأب. في أول 22 زوجًا ، يجب أن تتطابق الكروموسومات الأنثوية والذكرية في الحجم والشكل.

يُطلق على آخر زوج من الكروموسوم اسم كروموسوم الجنس لأنه يخبرنا بالجنس الجيني الذي يولد به الشخص. الأنثى لديها نسختان من الكروموسوم X. الذكر لديه كروموسوم X واحد وكروموسوم Y واحد (الصورة 2).


ما هو استخدامه؟

يمكن استخدام اختبار النمط النووي من أجل:

  • افحص الجنين بحثًا عن اضطرابات وراثية
  • تشخيص مرض وراثي عند الرضيع أو الطفل الصغير
  • اكتشفي ما إذا كان عيب الكروموسومات يمنع المرأة من الحمل أو يسبب الإجهاض
  • فحص مولود ميت (طفل مات في وقت متأخر من الحمل أو أثناء الولادة) لمعرفة ما إذا كان عيب في الكروموسومات هو سبب الوفاة
  • تحقق مما إذا كان لديك اضطراب وراثي يمكن أن ينتقل إلى أطفالك
  • تشخيص أو وضع خطة علاج لأنواع معينة من السرطان واضطرابات الدم

تبدو الكروموسومات مختلفة عما تعتقد

تم إنشاء هذه الصورة متعددة الألوان للكروماتين باستخدام التألق المتعدد في التهجين في الموقع والفحص المجهري فائق الدقة. الائتمان: مختبر Xiaowei Zhuang

في كتب المدارس الثانوية ، يتم تصوير الكروموسومات البشرية على أنها Xs متزعزعة مثل اثنين من النقانق المقلية. لكن هذه الصور بعيدة كل البعد عن الدقة. قال جون هان سو: "في 90 في المائة من الوقت ، لا توجد الكروموسومات على هذا النحو".

في العام الماضي ، قبل تخرج سو بدرجة الدكتوراه ، كان هو وثلاثة من حاملي الدكتوراه الحاليين. المرشحون في كلية الدراسات العليا للفنون والعلوم - بو زينج وسيون كينروت وبوجدان بينتو - التقطوا صورًا ثلاثية الأبعاد عالية الدقة للكروموسومات البشرية ، وهي المنازل المعقدة للحمض النووي الخاص بنا. الآن ، يمكن أن توفر هذه الصور أدلة كافية لتغيير تلك Xs إلى رموز أكثر تعقيدًا ولكن أكثر دقة بكثير ليس فقط لتعليم الجيل القادم من العلماء ولكن تساعد الجيل الحالي في حل الألغاز حول كيفية تأثير بنية الكروموسوم على الوظيفة.

يجب على جميع الكائنات الحية ، بما في ذلك البشر ، إنشاء خلايا جديدة لتحل محل تلك القديمة والبالية جدًا بحيث لا تعمل. للقيام بذلك ، تنقسم الخلايا وتنسخ الحمض النووي الخاص بها ، والذي يتم لفه في مكتبات متاهة داخل الكروماتين ، والمواد الموجودة داخل الكروموسومات. يمتد الحمض النووي في خلية واحدة في خط مستقيم ، ويمكن أن يصل طوله إلى ستة أقدام ، وكلها ملفوفة في بنى محكمة ومعقدة في نواة الخلية. خطأ واحد فقط في نسخ أو إعادة لف تلك المادة الجينية يمكن أن يتسبب في تحور الجينات أو حدوث خلل وظيفي.

من الصعب التقريب بدرجة كافية لرؤية بنية الكروماتين. لكن النظر إلى كل من الهيكل والوظيفة ما زال صعبًا. الآن ، في بحث نُشر في أغسطس في زنزانة، أبلغت Zhuang وفريقها عن طريقة جديدة لتصوير بنية وسلوك الكروماتين معًا ، وربط النقاط لتحديد كيفية تأثير أحدهما على الآخر للحفاظ على الوظيفة المناسبة أو التسبب في المرض.

قال تشوانغ ، أستاذ العلوم ديفيد ب.

من خلال طريقة التصوير الجديدة عالية الدقة ثلاثية الأبعاد ، بدأ الفريق في بناء خريطة كروموسومية من كل من الصور ذات العدسة العريضة لجميع الكروموسومات الـ 46 ولقطات مقربة لجزء واحد من كروموسوم واحد. لتصوير شيء لا يزال أصغر من أن يتم تصويره ، التقطوا نقاطًا متصلة ("مواضع الجينوم") على طول كل سلسلة DNA. من خلال ربط الكثير من النقاط ، يمكنهم تكوين صورة شاملة لبنية الكروماتين.

لكن كان هناك عقبة. في السابق ، كما قال تشوانغ ، كان عدد النقاط التي يمكنهم تصويرها والتعرف عليها محدودًا بعدد الألوان التي يمكنهم تصويرها معًا: ثلاثة. لا تستطيع النقاط الثلاث تكوين صورة شاملة.

لذلك ، توصلت Zhuang وفريقها إلى نهج تسلسلي: صورة ثلاثة مواقع مختلفة ، وإخماد الإشارة ، ثم تصوير ثلاثة مواقع أخرى في تتابع سريع. باستخدام هذه التقنية ، تحصل كل نقطة على علامتين محددتين: اللون ومستدير الصورة.

قال تشوانغ: "لدينا الآن 60 موقعًا تم تصويرها وتحديدها في وقت واحد ، والأهم من ذلك ، تحديدها".

ومع ذلك ، لتغطية الجينوم بأكمله ، كانوا بحاجة إلى المزيد - الآلاف - لذلك لجأوا إلى لغة مستخدمة بالفعل لتنظيم وتخزين كميات هائلة من المعلومات: ثنائية. من خلال طباعة الرموز الشريطية الثنائية على مواقع كروماتينية مختلفة ، يمكنهم تصوير المزيد من المواقع وفك تشفير هوياتهم لاحقًا. على سبيل المثال ، جزيء تم تصويره في الجولة الأولى ولكن ليس في الجولة الثانية يحصل على رمز شريطي يبدأ بـ "10." باستخدام رموز شريطية 20 بت ، يمكن للفريق تمييز 2000 جزيء في 20 جولة فقط من التصوير. قال تشوانغ: "بهذه الطريقة الاندماجية ، يمكننا زيادة عدد الجزيئات التي يتم تصويرها وتحديدها بسرعة أكبر بكثير".

باستخدام هذه التقنية ، قام الفريق بتصوير حوالي 2000 موقع كروماتين لكل خلية ، بزيادة أكثر من عشرة أضعاف عن عملهم السابق وكافية لتكوين صورة عالية الدقة لما تبدو عليه بنية الكروموسومات في موطنها الأصلي. لكنهم لم يتوقفوا عند هذا الحد: لقد صوروا أيضًا نشاط النسخ (عندما ينسخ الحمض النووي الريبي المادة الجينية من الحمض النووي) والهياكل النووية مثل البقع النووية والنيوكليولي.

باستخدام خرائط Google ثلاثية الأبعاد للجينوم ، يمكنهم البدء في تحليل كيفية تغير البنية بمرور الوقت وكيف تساعد هذه الحركات الإقليمية أو تؤذي انقسام الخلايا وتكرارها.

يعرف الباحثون بالفعل أن الكروماتين مقسم إلى مناطق ومجالات مختلفة (مثل الصحاري مقابل المدن). لكن ما تبدو عليه هذه التضاريس في أنواع الخلايا المختلفة وكيف تعمل لا يزال غير معروف. من خلال صورهم عالية الدقة ، قرر Zhuang وفريقه أن المناطق التي تحتوي على الكثير من الجينات ("الغنية بالجينات") تميل إلى التدفق إلى مناطق مماثلة على أي كروموسوم. لكن المناطق التي تحتوي على القليل من الجينات ("فقيرة الجينات") تتجمع فقط إذا كانت تشترك في نفس الكروموسوم. تقول إحدى النظريات أن المناطق الغنية بالجينات ، والتي تعد مواقع نشطة لنسخ الجينات ، تتجمع معًا كمصنع لتمكين إنتاج أكثر كفاءة.

في حين أن هناك حاجة إلى مزيد من البحث قبل تأكيد هذه النظرية ، هناك شيء واحد مؤكد الآن: تؤثر بيئة الكروماتين المحلية على نشاط النسخ. الهيكل يؤثر على الوظيفة. اكتشف الفريق أيضًا أنه لا يوجد كروموسومان متماثلان ، حتى في الخلايا المتطابقة. لاكتشاف الشكل الذي يبدو عليه كل كروموسوم في كل خلية في جسم الإنسان ، سيتطلب عملاً أكثر بكثير مما يمكن لمختبر واحد القيام به بمفرده.

قال تشوانغ "لن يكون من الممكن البناء على عملنا فقط". "نحن بحاجة إلى البناء على العديد من أعمال المعامل من أجل الحصول على فهم شامل."


كيف تؤثر بنية الكروموسوم على التطور

إعادة بناء ثلاثية الأبعاد لكروموسومات الأمهات (الحمراء) والأبوية (باللون الأزرق) من خلية جنينية لفأر واحد بعد ثلاثة أيام ونصف من التطور. الصورة: سيسيلا فارناي

حقق العلماء في مجموعة Heard في EMBL Heidelberg التنظيم ثلاثي الأبعاد للحمض النووي في الأجنة المبكرة. اكتشفوا أنه خلال المراحل الأولى من حياة الجنين ، تنشط المئات من مناطق الجينوم على نسخة واحدة فقط من الكروموسوم - سواء تلك التي تم الحصول عليها من الأم أو الأب - ولكن تقريبًا لا تنشط في كليهما في نفس الوقت. تم الإبلاغ عن النتائج التي توصلوا إليها في طبيعة سجية.

حزمة منظمة للغاية

في كل خلية من خلايانا ، لدينا حوالي مترين من الحمض النووي ، معبأ في نواة أقل من مائة من المليمتر - أصغر بعشر مرات من عرض شعرة الإنسان. يلتف الحمض النووي حول بروتينات تسمى الهستونات ، والتي تساعد على ضغط الخيط الطويل في شكل كثيف ويمكن التحكم فيه: كروموسوماتنا. هذه العبوة ليست عشوائية ، ولكنها منظمة للغاية ، وتلعب دورًا مهمًا في تنظيم التعبير عن جيناتنا ، حتى تتمكن خلايانا من العمل بشكل صحيح.

خلال اللحظات الأولى من حياتنا ، يتم دمج المادة الوراثية لخليتين من الخلايا الجرثومية - البويضة والحيوانات المنوية - لتكوين الخلايا الأولى التي تتكاثر وتشكل جسمنا. بمجرد اندماج الخلايا الجرثومية ، يجب إعادة تنظيم كروموسوماتها. حتى الآن ، لم يكن معروفًا إلى حد كبير كيف حدث ذلك.

المجالات الأبوية والتطور المبكر

في هذه الدراسة ، قامت مجموعة Heard في EMBL Heidelberg بتكييف تقنية تم تطويرها في مختبر Peter Fraser في جامعة ولاية فلوريدا ، لدراسة بنية الكروموسومات في المراحل الأولى من تطور جنين الفأر. الطريقة المستخدمة من قبل Heard Group تسمى التقاط التشكل الكروموسوم أحادي الخلية عالي الإنتاجية (خلية مفردة Hi-C) ، وتستخدم لدراسة البنية ثلاثية الأبعاد للجينومات والروابط بين هذا الهيكل ونشاط الجينوم. هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها إنشاء خريطة كاملة لتنظيم كروموسوم الأب والأم أثناء التطور المبكر للفأر بدقة خلية واحدة في مثل هذا العدد الكبير من الخلايا - المئات في هذه الحالة.

فوجئ العلماء باكتشاف أن جينومي الوالدين تم تنظيمهما بشكل مختلف تمامًا. يوضح صمويل كولومبيت ، باحث ما بعد الدكتوراة في مجموعة هيرد والمؤلف الأول للدراسة: "بعض مناطق الجينوم تشكل المجالات ، مثل كرات خيوط الحمض النووي". "تأتي الكروموسومات الخاصة بك في أزواج - واحد من كل والد - وفي معظم الأحيان تكون النطاقات متماثلة بشكل أساسي في كل نسخة في زوج."

ومع ذلك ، في المراحل المبكرة من الجنين - عندما يتكون من خلية واحدة إلى أربع خلايا - تتشكل معظم المجالات على جينوم الأم ، وبعضها على الأب ، ولا شيء تقريبًا في الأجزاء المقابلة لكليهما في نفس الوقت . بمعنى آخر ، تُظهر معظم المناطق تنظيمًا ثلاثي الأبعاد محددًا على نسخة واحدة فقط من الكروموسومين الأبوين. في مراحل لاحقة ، عندما يتكون الجنين من ثماني خلايا ، تختفي هذه المجالات الأبوية ، وتبدأ المجالات الكلاسيكية الموجودة على كلا الكروموسومين في التكون.

ثبت أن المجالات الأبوية في الجنين المبكر صامتة - لم يتم التعبير عن الجينات داخل هذه الحزمة المنظمة. نظرًا لأنه يتم تنظيم نسخة واحدة فقط من كل منطقة كروموسوم ، فإن نسخة واحدة فقط من كل جين تكون صامتة ، بينما يتم التعبير عن نسخة من الوالد الآخر. يقول صموئيل: "لقد علمنا بالفعل أن بعض الجينات ، بضع عشرات ، يتم التعبير عنها فقط في جينوم الأم أثناء التطور المبكر". "ولكن ما اكتشفناه الآن هو أن مئات المناطق في الجينوم تتصرف بهذه الطريقة."

خريطة منظمة الكروموسوم

تحتوي هذه المناطق على العديد من الجينات التي تعتبر مهمة جدًا للتطور المبكر ، مثل زيست - الجين الذي يتحكم في تعطيل كروموسوم X في إناث الثدييات ، وهو موضوع رئيسي للبحث في مجموعة Heard. نظرًا لأن الإناث تمتلك اثنين من الكروموسومات X ، يتم تعطيل أحدهما لمنعهم من الحصول على جرعة مضاعفة ضارة من منتجات الجين X كروموسوم ، مقارنة بالذكور. يقول صموئيل: "يجب إبقاء الجينات الأخرى صامتة أو التعبير عنها عند مستوى منخفض للسماح للجنين بالتطور ، ويمكن تحقيق ذلك من خلال وراثة نسخة صامتة".

بناءً على نتائجهم ، يمكن للعلماء في مجموعة Heard الآن دراسة الآلية التي تتحكم بها المجالات الأبوية في التعبير الجيني ، وعلى وجه الخصوص التعبير عن زيست ، الذي تدرسه المجموعة بالفعل على نطاق واسع. يوضح صموئيل أن هذه هي المرة الأولى التي يتمكنون فيها من دراسة التنظيم ثلاثي الأبعاد للكروموسوم X وربطه بالتعبير الجيني أثناء نمو الجنين. كما يقول: "إنها أيضًا المرة الأولى التي يظهر فيها أي شخص أنه يمكننا متابعة تطور الجنين من خلال النظر فقط في تنظيم الكروموسوم في الخلايا المفردة". "يثير هذا أسئلة جديدة حول دور تنظيم الكروموسوم في تحديد كيفية تخصص الخلايا أثناء التطور."

توفر الدراسة خريطة لتنظيم الكروموسوم في جينوم الفأر والتي يمكن استخدامها الآن من قبل مجموعات بحثية أخرى ، كما يوضح صموئيل: "توفر النتائج أيضًا مئات المرشحين لجينات جديدة قد تكون مهمة للتطوير ، والتي نريدها نحن والآخرون ليدرس."


ما هو كروموسوم Y؟ (مع الصور)

كروموسوم Y هو أحد الكروموسومات الجنسية في البشر والثدييات الأخرى ، مع رمز جيني يحدد ما إذا كان الكائن الحي سيكون ذكرًا أم أنثى وراثيًا. عادةً ما يتسبب وجود كروموسوم Y في أن يكون الشخص ذكرًا ، إلا في حالة بعض الاضطرابات الوراثية. الكروموسوم التكميلي هو كروموسوم X لدى النساء بشكل عام اثنين من الكروموسومات X في النمط النووي ، بينما يرث الرجال X و Y.

لا تحتوي كل الكائنات الحية على كروموسومات جنسية ، وتلك التي لديها قد يكون لها نظام وراثي معقد عندما يتعلق الأمر بالجنس. تركز هذه المقالة بشكل خاص على دور كروموسوم Y في البشر. يُعتقد أنه في البداية ، ورث أسلاف البشر اثنين من الكروموسومات الجنسية المتطابقة أساسًا ، ومع مرور الوقت تباعدوا إلى كروموسوم X و Y. يعتبر كروموسوم Y أقصر إلى حد ما من كروموسوم X ، ويحتوي بشكل أساسي على مادة وراثية تتعلق بالخصائص الجنسية الذكرية.

أحد أهم الجينات بين 58 مليون زوج أساسي على كروموسوم Y هو جين SRY ، الذي يحدد تكوين الخصيتين. عندما تتشكل الخصيتان ، تحدث سلسلة متتالية من ردود الفعل لأنها تنتج هرمونات جنسية مثل هرمون التستوستيرون ، مما يساهم في تطوير الخصائص الجنسية الثانوية مثل شعر الصدر والصوت العميق. تشكل المادة الوراثية في هذا الكروموسوم حوالي 2٪ من المادة الجينية في أي خلية ، وهي كمية صغيرة نسبيًا ، وتشير الأدلة التاريخية إلى أنها كانت ذات يوم أكبر وتتقلص بالفعل بمرور الوقت.

عادة ما تسبب الاضطرابات الجينية التي تنطوي على هذا الكروموسوم مشاكل في الخصوبة أو تطور الخصائص الجنسية. في بعض الحالات ، يرث الأشخاص كروموسوم X إضافيًا ، وينتهي بهم الأمر بالنمط النووي XXY وحالة تسمى متلازمة كلاينفيلتر. الموضوع للذكور ، ولكن قد يكون لديهم مشاكل في الخصوبة ومشاكل أخرى.

ينقل الرجال كروموسومات Y الخاصة بهم إلى أبنائهم ، وإذا كان لديهم اضطرابات وراثية على كروموسوم Y ، فسيصاب أبناؤهم بهذه الاضطرابات أيضًا. في المقابل ، إذا كانوا حاملين للاضطرابات الجينية التي تظهر على كروموسوم X ولديهم بنات ، فإن بناتهم سيصبحن أيضًا حاملات وقد يتعرضن لخطر الإصابة بالاضطراب إذا كان سائدًا أو إذا ورثن نسخة أخرى من الجين المعيب من أمهاتهم. أحد الأمثلة على الاضطراب الوراثي المرتبط بالجنس هو الهيموفيليا ، وهي حالة تظهر بشكل أساسي عند الرجال الذين يرثون كروموسوم X معيبًا واحدًا ويفتقرون إلى الأليل المقابل على كروموسوم Y لمنع التعبير عن الجين الضار.

منذ أن بدأت في المساهمة في الموقع قبل عدة سنوات ، تبنت ماري التحدي المثير المتمثل في كونها باحثة وكاتبة في InfoBloom. ماري حاصلة على شهادة في الفنون الحرة من كلية جودارد وتقضي وقت فراغها في القراءة والطهي واستكشاف الأماكن الرائعة في الهواء الطلق.

منذ أن بدأت في المساهمة في الموقع قبل عدة سنوات ، تبنت ماري التحدي المثير المتمثل في كونها باحثة وكاتبة في InfoBloom. ماري حاصلة على شهادة في الفنون الحرة من كلية جودارد وتقضي وقت فراغها في القراءة والطهي واستكشاف الأماكن الرائعة في الهواء الطلق.


متلازمات الحذف والازدواجية

تكشف مخططات الكروموسومات عن حذف وتكرار أجزاء من الكروموسومات ، ويمكن للخبراء تحديد التشوهات الدقيقة. عند تلطيخها بالمواد الكيميائية ، تُظهر الكروموسومات أنماطًا معينة من العصابات المظلمة والخفيفة ، مما يسهل اكتشاف الأجزاء المفقودة أو في غير مكانها. تعد متلازمات الازدواج ، التي تظهر فيها أجزاء من الكروموسومات في مواقع متعددة ، أقل شيوعًا من متلازمات الحذف. ينتج عن كلا النوعين من الحالات الشاذة مجموعة متنوعة من الخصائص المحددة بما في ذلك عيوب العين ومشاكل القلب والحنك المشقوق وتأخر النمو والتخلف العقلي.


كيف تدرس لعلم الأحياء

شارك Meredith Juncker، PhD في تأليف المقال. ميريديث يونكر طالبة دكتوراه في الكيمياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية في مركز العلوم الصحية بجامعة ولاية لويزيانا. تركز دراساتها على البروتينات والأمراض التنكسية العصبية.

هناك 7 مراجع تم الاستشهاد بها في هذه المقالة ، والتي يمكن العثور عليها في أسفل الصفحة.

يضع موقع wikiHow علامة على المقالة كموافقة القارئ بمجرد تلقيها ردود فعل إيجابية كافية. تلقت هذه المقالة 37 شهادة ووجدها 89 ٪ من القراء الذين صوتوا أنها مفيدة ، مما أكسبها حالة موافقة القراء.

تمت مشاهدة هذا المقال 359،154 مرة.

على الرغم من أن علم الأحياء هو فصل دراسي إلزامي ، إلا أنه ليس من الضروري أن يكون درسًا مؤلمًا للدراسة والاستمرار فيه. إنه موضوع يبني على نفسه ، لذلك من الضروري فهم المفاهيم الأساسية قبل أن تتمكن من فهم المفاهيم الأكثر تعقيدًا. يعد تعلم المفردات المرتبطة بالبيولوجيا والبقاء على رأس المواد أفضل الطرق لتحسين فهمك لعلم الأحياء والاستعداد لكل اختبار.


مناقشة

مع توفر التقنيات الجزيئية ، قد نأمل الآن في فهم المزيد حول كيفية تطور الكروموسومات الجنسية. يجب أن تعطي بيانات التعيين ، حتى مع العلامات المجهولة ، تقديرات لجزء من المواقع المرتبطة بـ X الموجودة في مناطق الاقتران والتفاضل. في حالة عدم وجود أنماط نطاقات كروموسوم مفيدة تحدد المناطق ، يمكن أن تكون العلامات المجهولة أحادية النسخة مفيدة أيضًا لرسم الخرائط مع عمليات حذف كروموسوم Y (Donnison et al ، 1996). لا يحدد رسم خرائط الحذف للكروموسوم Y بدقة مواقع تحديد الجنس ، ولكن يجب أن يكون من الممكن تحديد المناطق التي توجد فيها هذه الجينات. يلخص الشكل 2 المعلومات الحالية حول S. Latifolia ص.

بمجرد تحديد الجينات وتسلسلها ، سنكون قادرين على تقدير المدة التي يستغرقها تطور كروموسوم الجنس. وهذا من شأنه أن يساعدنا في تقييم معقولية الآليات المقترحة للعملية. قد تساهم نتائج هذه الدراسات بدورها في معرفتنا بمعدلات الطفرات للطفرات الضارة ، وفي تكوين مجموعة متزايدة من فهم التطور في غياب إعادة التركيب. توفر الدراسات التي أجريت على المراحل المبكرة من تنكس الكروموسومات الجنسية إمكانية الحصول على نسخة حقيقية النواة من النتائج المثيرة للاهتمام حول تدهور الجينوم في بدائيات النوى اللاجنسية (Wernergreen and Moran ، 1999). إذا تبين ، كما يبدو مرجحًا ، أن الكروموسومات الجنسية النباتية متحللة جزئيًا فقط وراثيًا ، فقد توفر فرصًا للمساعدة في فهم العلاقة بين تطور الانحلال الجيني وتعويض الجرعة.


سر العمر الطويل؟ مطابقة الكروموسومات الجنسية

عندما سُئلت جيسي غالان البالغة من العمر 109 أعوام عن سر حياتها الطويلة ، أجابت "الابتعاد عن الرجال". لقد أشاد أشخاص آخرون تزيد أعمارهم عن 100 بمزايا كل شيء من الألغاز المتقاطعة إلى الرقص. شيء واحد لا يذكرونه عادة: الكروموسومات. كشفت دراسة جديدة أنه في جميع أنحاء المملكة الحيوانية ، يعيش الأفراد الذين لديهم كروموسومات جنسية متطابقة - بما في ذلك النساء ذوات الكروموسومات المزدوجة - ما يقرب من 18 ٪ أطول من نظرائهم مع كروموسومات غير متطابقة.

في معظم الحيوانات ، تساعد الكروموسومات الجنسية في تحديد ما إذا كان الفرد يتطور كذكر أو أنثى. في الثدييات ، تمتلك الإناث عادةً اثنين من كروموسومات X متطابقة ، بينما تمتلك الذكور كروموسوم Y واحدًا وواحدًا أصغر كثيرًا أو "مختزل". تفتقر أجناس بعض الحيوانات ، مثل معظم ذكور العنكبوت ، إلى كروموسوم جنسي ثانٍ تمامًا. تساهم هذه الكروموسومات في الاختلافات الجسدية بين الذكور والإناث. الطيور التي تحتوي على كروموسومات جنسية ZZ ، على سبيل المثال ، هي ذكور وتميل إلى أن تكون أكثر سخونة ، في حين أن ZWs هي إناث ذات ريش لطيف.

الصفات الجسدية ليست الفروق الوحيدة بين الجنسين. يفترض الباحثون أن الحيوانات التي تحتوي على كروموسومات جنسية غير متطابقة ، مثل ذكور الثدييات XY ، يمكن أن تكون أكثر عرضة للطفرات الجينية ، مما قد يؤدي إلى تقصير العمر الافتراضي. لكن حتى الآن ، لم يدرس العلماء هذا التأثير عبر المملكة الحيوانية.

لذا قام الباحثون في جامعة نيو ساوث ويلز ، سيدني ، بتفتيش الأوراق العلمية والكتب وقواعد البيانات عبر الإنترنت عن الكروموسوم الجنسي وبيانات طول العمر. قارنوا فترات حياة الذكور والإناث من 229 نوعًا حيوانيًا عبر 99 عائلة و 38 رتبة وثمانية فئات. في المتوسط ​​، يعيش الجنس ذو الكروموسومات المتطابقة أطول بنسبة 17.6٪ ، حسبما أفادوا اليوم في رسائل علم الأحياء. ينطبق نمط طول العمر على البشر والحيوانات البرية والحيوانات الأسيرة عبر شجرة العائلة التطورية.

يقول المؤلف الرئيسي للدراسة ، عالم البيئة زوي زيروكوستاس: "اعتقدت أنه من الرائع حقًا كيف نظهر جميعًا نفس النوع من الاستجابة عبر الحشرات والأسماك".

ومع ذلك ، وجد الباحثون أن التباين في مدى الحياة يختلف بشكل ملحوظ بين الأنواع. من جهة ، أنثى الصراصير الألمانية (بلاتيلا جرمانيكا) ، التي تحتوي على الكروموسومات الجنسية XX ، تعيش أطول بنسبة 77٪ من الذكور العازبين X. يختلف التفاوت أيضًا اعتمادًا على ما إذا كان الحيوان مع الكروموسومات الجنسية المتطابقة أنثى أم ذكر. الإناث التي لديها كروموسومات جنسية متطابقة - مثل الثدييات وبعض الزواحف والحشرات والأسماك - تعيش في المتوسط ​​20.9٪ أطول من الذكور ، ولكن في الذكور الذين لديهم كروموسومات جنسية متطابقة ، مثل الطيور والفراشات ، فإن فترة الحياة تكتسب أكثر من الإناث 7.1٪.

يشير هذا التفاوت إلى أن عوامل أخرى غير وجود كروموسومات جنسية معينة قد تؤثر أيضًا بقوة على طول العمر ، كما يقول الفريق. يمكن أن يكون الانتقاء الجنسي أحد هذه العوامل. الصفات الجسدية المبالغ فيها والسلوكيات المتقنة تجعل الذكور من بعض الأنواع أكثر جاذبية للإناث ولكنها تتطلب كميات كبيرة من الطاقة وتؤثر على الصحة العامة.

يقول عالم الأحياء التطوري غابرييل ماريه من جامعة كلود برنارد ليون ، والذي لم يشارك في البحث: "نحن نعلم أن الانتقاء الجنسي أقوى عند الذكور". تقول ماريه: "يدفع الذكور تكلفة هذا الانتقاء الجنسي عن طريق الشيخوخة الأسرع ، ويموتون أصغر سنًا".

إذا كان هؤلاء الذكور لديهم أيضًا كروموسومات جنسية منخفضة أو غير موجودة ، مما يجعلهم عرضة للطفرات ، فإن الآثار الضارة على مدى الحياة تتراكم ، كما تقول ماريه. وبالمقارنة ، فإن إناث الطيور والفراشات ذات الكروموسومات الجنسية غير المتطابقة قد تكون أكثر عرضة للطفرات ، لكنها لا تواجه انخفاض مدى الحياة بسبب الانتقاء الجنسي المكثف.

يمكن أن يساعد المزيد من العمل الباحثين على فهم كيفية تأثير الكروموسومات الجنسية على مدى الحياة. على سبيل المثال ، لا يعرف الباحثون بعد ما إذا كان حجم كروموسوم الجنس المصغر يتوافق مع الاختلاف في العمر الافتراضي بين الذكور والإناث. تقول ماريه: "هناك عدد قليل جدًا من الأوراق حول هذا السؤال". وأشاد بالدراسة الجديدة كخطوة مهمة في الاتجاه الصحيح.


شاهد الفيديو: د. محمد الشنقيطي: في هذه الحالة الرؤيا أو الحلم لا يقع حتى لو فسر! - تفسير وتعبير (كانون الثاني 2022).