الجينات هي أجزاءٌ من الحَمض النَّووي الرِّيبي منزوع الأكسجين (الدَّنا)، تحتوي على شيفرة بروتين معين يعمل في واحد أو أكثر من أنواع الخلايا في الجسم أو تحتوي على شيفرة لجزيئات وظيفية للحمض النووي RNA.
تتكوَّن الكروموسومات أو الصبغيات من ضفيرة أو طاق طويل جدًّا من الحَمض النَّووي الرِّيبي منزوع الأكسجين، وتحتوي على العديد من الجينات (مئات إلى آلاف).باستثناء خلايا معيَّنة (على سبيل المثال، الحيوانات المنوية أو البويضات أو خلايا الدَّم الحمراء)، تحتوي نواةُ كلِّ خلية سويَّة طبيعية في الإنسان على 23 زوجًا من الصبغيات.وهناك 22 زوجًا من الصبغيات غير الجنسيَّة (الجسديَّة) وزوج واحد من الصبغيات الجنسية، أي ما مجموعه 46 صبغيًا.ويتكوَّن كلُّ زوج عادة من صبغي واحد من الأم وآخر من الأب.
يحدِّد الصبغيات الجنسيَّة ما إذا كان الجنينُ سيصبح ذكرًا أم أنثى؛فالذكورُ لديهم صبغي X واحد وصبغي Y واحد.ويأتي الصبغي X في الذكور من الأمِّ، والصبغي Y من الأب.أمَّا الإناث فيكون لديهنَّ اثنان من الصبغيات X،حيث يأتي واحد من الأمِّ والآخر من الأب.
يمكن وصفُ السِّمات أو الصِّفات (أية خاصيَّة محدَّدة بالجينات، مثل لون العين) التي تنتجها الجينات بأنها:
سائِدَة
متنحِّية
يجري التعبيرُ عن الصفات السائدة عندَ وجود نسخة واحدة من الجين لهذه السِّمة.
أمَّا الصفاتُ المتنحِّية المحمولة على الصبغيات الجسديَّة، فيمكن التعبيرُ عنها عند وجود نسختين من الجين لهذه الصفة فقط، نسخة على كل من شفعيّ الصبغيات.ويُسمَّى الأشخاص الذين لديهم نسخةٌ واحدة من جين غير طبيعي لصفة متنحِّية (والذين ليس لديهم هذا الاضطراب) حَمَلة carriers.
ومع وجود صفات السِّيادَةِ المُشتَرِكَة codominant traits، يجري التعبيرُ عن نسختين من الجين بدرجةٍ ما؛مثل فصيلة الدم، فهي سمة ذات سيادَةِ مُشتَرِكَة؛فإذا كان الشخص لديه ترميز جين واحد لفصيلة الدَّم A وترميز جين واحد لفصيلة الدَّم B، يجري التعبيرُ عن كلا فصيلتي الدَّم (فصيلة الدَّم AB).
الجينُ المرتبط بالجنس (المرتبط بالصبغي X) هو جين محمول على الكروموسوم إكس؛والارتباط بالصبغي X يحدِّد نوعَ التعبير أيضًا.وبين الذكور، يَجرِي التعبيرُ عن كلِّ الجينات الموجودة على الصبغي X تقريبًا، سواءٌ أكانت السِّمة سائدة أم متنحِّية، لأنه لا يوجد جين مزدوج لمواجهة هذا التعبير.
الانتِفاذ والتَّعبيريَّة
يُعرّف الانتِفاذ بأنه النسبة المئوية للأشخاص الذين لديهم الأليل (الشكل المعين للجينة المسؤولة عن الأنماط التي يمكن من خلالها التعبير عن سمة معينة) والذين يطورون النمط الظاهري المقابل (السمة).على سبيل المثال، وإذا أظهر نصفُ الأشخاص الذين لديهم الأليل السمة الخاصة به،فإن انتفاذَه هو 50٪.
وقد يكون الانتِفاذ كاملاً أو غيرَ كامِل.لا يَجرِي التعبيرُ عن الجين ذي الانتفاذ غير الكامِل دائمًا، حتى عندما تكون السِّمة التي ينتجها سائِدة، أو عندما تكون السِّمة متنحِّية وموجودة على كلا الصبغيَين.قد يختلف انتفاذ جين معين من شخص لآخر وقد يعتمد على عمر الشخص.حتى عندما لا يجري التعبير عن أليل مُعيَّن، يمكن للشخص الناقل غير المتأثر بالأليل تمريره إلى أطفاله الذين قد يكون لديهم السمة.
يشير مصطلحٌ التَّعبيرية أو التعبُّر إلى مدى تأثير السِّمة في الشَّخص، سواءٌ أكان تأثُّرُ هذا الشخص بها كبيرًا أم متوسِّطًا أم خفيفًا.
كيف تؤثِّر الجينات في النَّاس: الانتِفاذ والتعبيرية
قد يتأثَّر الناسُ الذين لديهم الجين نفسه بشكلٍ مختلف؛وهناك مصطلحان يشرحان هذه الاختلافات أو الفروق: الانتِفاذ والتَّعبيريَّة. |
يشير الانتفاذ إلى ما إذا كان يَجرِي التعبيرُ عن الجين أم لا.وهذا يعني أنَّه يشير إلى عدد الأشخاص الذين لديهم الجين ولديهم السمة المرتبطة به أيضًا.ويكون الانتِفاذُ كاملاً (100٪) إذا كان جميعُ من لديه الجين لديه سمته أيضًا.أمَّا الانتِفاذُ غير الكامِل (الناقِص) فهو يشير إلى أنَّ بعضَ الأشخاص الذين لديهم الجين لديهم سمته كذلك؛فعلى سَبيل المثال، يعني الانتِفاذُ 50٪ أنَّ َنصف الأشخاص الذين لديهم الجين فقط لديهم سمته. يشير مصطلحُ التعبيريَّة إلى مدى تأثير الصِّفة (التعبير عنها) في الشخص؛فالسمةُ قد تكون واضحة جدًّا، أو بالكاد ملحوظة، أو بين بين.ويمكن أن تؤثِّر العَوامِل المختلفة، بما في ذلك التركيبة الجينية والتعرُّض للمواد الضارَّة والتأثيرات البيئيَّة الأخرى، والعمر، في التعبيريَّة. ويمكن أن يختلف كلٌّ من الانتِفاذ والتعبيرية.فالأشخاصُ الذين يحملون الجين قد يكون أو لا يكون لديهم السِّمة الخاصَّة به؛ كما يختلف التعبيرُ عن هذه الصفة عندَهم. |
أنماطُ الوراثَة Inheritance Patterns
في العديد من الاضطرابات الوراثيَّة، لاسيَّما تلك التي تنطوي على صفات تتحكَّم بها جيناتٌ متعدِّدة أو تلك التي تكون شَديدة التأثُّر بالعَوامِل البيئية، لا يكون هناك نمط أو نموذج واضح للوراثة.ولكنَّ بعضَ الاضطرابات ذات الجين الواحد تبدي أنماطًا مميَّزة، خاصَّة عندما يكون الانتفاذُ عاليًا والتعبيريةُ كاملة.وفي مثل هذه الحالات، يمكن تحديدُ الأنماط على أساس ما إذا كانت السمة سائِدَة أو متنحِّية، وما إذا كان الجين مرتبطًا بالصبغي X أو محمولاً على مجين الميتوكوندريا.
أمثلةٌ على الاضطرابات الوراثيَّة
الجينة أو الجين | سائِدَة | متنحِّية |
|---|---|---|
عمى اللونين الأحمر والأخضر |
الوراثةُ غير المرتبطة بالصِّبغي X
الجيناتُ غير المرتبطة بالصِّبغي X هي جيناتٌ تُحمَل على واحدٍ أو اثنين من أزواج الصبغيات غير الجنسيَّة البالغ عددها 22 (الجسديَّة autosomal).
الاضطراباتُ السَّائِدَة Dominant disorders
تنطبق المبادئُ التالية عمومًا على الاضطرابات السائِدَة التي يحدِّدها جين سائِد غير مرتبط بالصِّبغي X:
عندما يكون أحدُ الوالدين لديه الاضطراب والآخر ليس لديه، تكون فرصة إصابة كل طفل 50٪ (وراثة الاضطراب).
والأشخاصُ الذين ليس لديهم هذا الاضطراب لا يحملون الجين عادة، وبذلك لا تمرُّ هذه الصفة إلى أبنائهم.
ومن المرجَّح أن يُصابَ الذكور والإناث بالمعدَّل نفسه أيضًا.
وبالنسبة إلى معظم الأشخاص المصابين بهذا الاضطراب يكون أحدُ الوالدين على الأقل مصابًا به في الوقت نفسه، على الرغم من أنَّ الاضطراب قد لا يكون واضحًا، بل وربما لا يكون مشخَّصًا في الوالد المُصَاب.ولكن، في بعض الأحيان، ينشأ الاضطراب كطفرةٍ وراثيَّة جديدة.
الاضطراباتُ المتنحِّية Recessive disorders
تنطبق المبادئُ التالية عمومًا على الاضطرابات المتنحِّية التي يحدِّدها جين متنحٍّ غير مرتبط بالصِّبغي X:
كلُّ شخص تقريبًا لديه هذا الاضطراب يكون والداه حاملين لنسخةٍ من الجين الشاذّ، حتَّى لو أنَّ لا أحدَ منهما لديه هذ الاضطراب (لأنَّه لابدَّ من وجود نسختين من الجين غير الطبيعي كي يعبِّرَ عن نفسه).
ومن غير المرجَّح كثيرًا أن تؤدي الطفراتُ المفردة إلى اضطراب، عدا عن الاضطرابات الموروثة السائِدَة (لأن التعبيرَ في الاضطرابات المتنحِّية يتطلَّب أن يكون كلا زوجي الجينات غيرَ طبيعيين).
عندما يكون أحدُ الوالدين مصابًا بالاضطراب، بينما يحمل الوالدُ الآخر جينًا غير طبيعي، ولكن ليس لديه الاضطراب، فمن المرجَّح أن يكون نصفُ أطفالهما مصابًا بالاضطراب.أمَّا أطفالُهما الآخرون فسوف يكونون حَملةً لجين واحد غير طبيعي.
وعندما يكون أحدُ الوالدين مصابًا بالاضطراب، والوالدُ الآخر لا يحمل الجين غير الطبيعي، فإنَّ أيًّا من أبنائهم لن يكون لديهم الاضطراب؛ ولكنَّ كل أطفالهم سوف يَرِثون ويحملون الجين الشاذّ الذي قد ينتقل إلى ذرَّيتهما.
أمَّا الشخصُ الذي ليس لديه الاضطراب، كم أنَّ والديه ليس لديهما ذلك، ولكنَّ أشقاءَه لديهم المرض، تكون لديه فرصة 66٪ لكونه حاملاً للجين غير الطبيعي.
ومن المرجَّح أن يُصابَ الذكور والإناث بالمعدَّل نفسه أيضًا.
الاضطراباتُ المتنحِّية غير المرتبطة بالصِّبغي X
تمثِّل بعضُ الاضطرابات سمة متنحِّية غير مرتبطة بالصِّبغي X.وحتى يحدثَ الاضطراب، يجب أن يتلقَّى الشخص جينَين غير طبيعيين عادة، واحد من كلٍّ من الوالدين.وإذا كان كلا الوالدين يحملان جينًا غير طبيعي وجينًا طبيعيًّا، فإنَّ أيًّا منهما لا يكون لديه هذه الاضطراب (غير متأثران)، ولكنَّ لكلٍّ منهما فرصة 50٪ لتمرير الجين غير الطبيعي إلى الأطفال.لذلك، فكلُّ طفل لديه:
لذلك، تكون فرصةُ عدم الإصابة بالمرض (أي عدم كونه ناقلًا أو كونه ناقلًا غير متأثر) بين الأطفال هي 75٪. |
الوراثة المرتبطة بالصِّبغي X
الجيناتُ المرتبطة بالصِّبغي X هي الجيناتُ المحمولة على الصبغيات X.
الاضطرابات السَّائِدَة المرتبطة بالصبغي X
تنطبق المبادئُ التالية عمومًا على الاضطرابات السائِدَة التي يحدِّدها الجين المرتبط بالصِّبغي X:
ينقل الذكورُ المصابون هذا الاضطرابَ إلى جميع بناتهم، ولكن لا ينقلونه إلى أحدٍ من أبنائهم.(لا يتلقَّى الابن الذكر للرجل المُصاب الصبغي X من أبيه، وإنما يتلقى فقط الصبغي Y، والذي لا يحمل الجين الشاذّ).
تنقل الإناثُ الحامِلات لجينٍ غير طبيعي واحد فقط الاضطرابَ إلى نصف أطفالهن وسطيًا، بغضِّ النظر عن جنسهم.
أمَّا الإناثُ المصابات ولديهن الجينان الشاذان فينقلنَ الاِضطِرَاب إلى جميع أطفالهن.
ويعدُّ الكثير من الاضطرابات السائِدَة المرتبطة بالصبغي X مميتة بين الذكور المُصابين.أمَّا بين الإناث، فعلى الرغم من أنَّ الجينَ سائِد، فإنَّ وجودَ جين طبيعي ثانٍ على الصبغي X الآخر يعوِّض عن تأثير الجين السَّائِد إلى حدٍّ ما، ممَّا يقلِّل من شدَّة الاضطراب الناتج.
ويُصاب الإناثُ بالاضطراب أكثر من من الذكور.كما يكون الفرقُ بين الجنسين أكبرَ أيضًا إذا كان الاضطراب مميتًا في الذكور.
وتعدُّ الأمراض الشديدة السائِدَة المرتبطة بالصبغي X نادرة.ومن الأمثلة على ذلك الكُسَاح أو الرَّخد العائلي (رَخَد نقص فوسفات الدم العائلي والتهاب الكلية الوراثي (مُتلازمة ألبورت Alport syndrome).وبالنسبة إلى الإناث المصابات بالرَّخد الوراثي، يكون لديهن عددٌ أقل من الأَعرَاض العظمية بالمقارنة مع الذكور المصابين.أمَّا الإناثُ المصابات بالتهاب الكلية الوراثي فلا يكون لديهنّ أية أعراض عادة، لكن مع وجود شذوذ بسيط في وظائف الكلى؛ في حين أنَّ الذكور المصابين يعانون من الفشل الكلوي في وقتٍ مبكِّر من فترة ما بعدَ البلوغ.
الاضطراباتُ المتنحِّية المرتبطة بالصبغي X
تنطبق المبادئُ التالية عمومًا على الاضطرابات المتنحِّية التي يحدِّدها الجين المتنحي ذو الصلة بالصِّبغي X:
يكون جميعُ المصابين تقريبًا من الذكور.
أمَّا جميعُ بنات الذكور المصابين فيكنَّ حملةً للجين غير الطَّبيعي.
ولا ينقل الذكرُ المصاب هذا الاضطرابَ إلى أبنائه.
أمَّا النساءُ اللواتي يحملن الجين فلا يكون لديهنَّ الاضطراب (ما لم يكن لديهنَّ الجين غير الطبيعي على كلا الصبغيين X أو هناك تَعطيل للصبغي الطبيعي الآخر).ولكنَّهنَّ ينقلن الجينَ إلى نصف أبنائهنَّ الذكور، والذين يكونون مصابين بهذا الاضطراب عادة.أمَّا بناتهنَّ، فيكنَّ مثل أمَّهاتهنَّ غير مصاباتٍ بالاضطراب عادة، ولكنَّ نصفهن حَمَلة للجين.
ومن الأمثلة الشائعة على الصِّفة المتنحِّية المرتبطة بالصبغي X عَمَى اللونين الأحمر والأخضر، والذي يصيب نَحو 10٪ من الذكور، ولكنَّه غير مألوف بين الإناث؛ففي الذكور، يأتي جينُ عَمَى الألوان من أمٍّ لديها رؤية طبيعية عادة، ولكنَّها تحمل جين عمى الألوان.ولا يأتي من الأب أبدًا، الذي يعطي الصبغي Y بدلًا من ذلك.ومن النادِر أن تكونَ بنات الآباء المصابين بعمى الألوان مصاباتٍ بعمى الألوان أيضًا، ولكنَّهنَّ يحملن جين عمى الألوان دائمًا.ومن الأمثلة على مرضٍ خطير يسبِّبه جين متنحٍّ مرتبط بالصبغي X نذكر النَّاعُور hemophilia، وهو اضطراب يُسبب نزفاً شديداً.
الاضطرابات المتنحِّية المرتبطة بالصِّبغي X
إذا كان الجينُ مرتبطًا بالصِّبغي أو الصبغي X، فإنَّه يوجَد على هذا الصبغي.وتحدث الاضطراباتُ المتنحِّية المرتبطة بالصِّبغي X لدى الذكور فقط عادة.ويقتصر حدوثُ ذلك على الذكور فقط لأنَّ الذكور لديهم صبغي X واحد فقط، لذلك ليس هناك جين مقترن أو مقابِل للتعويض عن تأثير الجين غير الطَّبيعي.أمَّا لدى الإناث فهناك اثنان من الصبغيات X، لذلك فهنَّ يتلقَّينَ جينًا طبيعيًا أو مُعيضًا على صبغي X الثاني عادة.ويقي الجينُ الطبيعي أو المعيض الإناث من الإصابة بالاضطراب عادة (ما لم يَجرِِ تعطيل الجين المقابِل أو فقدانه). إذا كان لدى الأب الجينُ غير الطبيعي المرتبط بالصبغي X (ومن ثَمَّ الاِضطِرَاب) ولدى الأم جينان طبيعيَّان، فإنَّ كل بناتِهما يحصلن على جين واحد غير طبيعي وجين واحد طبيعي، ممَّا يجعلهنَّ من الحَمَلة.ولا يحصل أيٌّ من أبنائهما على الجين الشاذّ، لأنَّهم يتلقَّونَ صبغي الأب Y. أمَّا إذا كانت الأمُّ حاملة للجين، وكان لدى الأب الجين الطبيعي، فإنَّ أيَّ ابن يكون لديه فرصة 50٪ لتلقِّي الجين غير الطبيعي من الأمِّ (والإصابة بالاِضطِرَاب).كما يكون لدى أيِّة ابنة فرصة 50٪ للحصول على جين غير طبيعي وجين طبيعي (فتصبِح حاملة للجين)، وفرصة 50٪ لتلقِّي الجينين الطبيعيين. |
الوراثَة المحدَّدة بالجنس Sex-Limited Inheritance
تُسمَّى السمة أو الصِّفَة التي تظهر في جنسٍ واحد فقط بالصِّفَة المحدودة أو المحدَّدة بالجنس.وتختلف الوراثَة المحدَّدة بالجنس عن تلك المرتبطة بالصبغي X؛فالوراثَةُ المرتبطَة بالصبغي X تشير إلى الصِّفات التي تُحمَل على الصبغي X.أمَّا الوراثَة المحدَّدة بالجنس، والتي ربَّما من الأفضل أن تُسمَّى الوراثَة المتأثِّرة بالجنس، فتكون عندما يختلف الانتِفاذ والتعبيرية عن السِّمة بين الذكور والإناث.تحدث الاختلافاتُ في الانتِفاذ والتعبيرية لأنَّ الذكورَ والإناث لديهم هرمونات جنسيَّة مختلفة، وبسبب عوامل أخرى أيضًا؛فعلى سَبيل المثال، الصلعُ المبكِّر (والمعروفة باسم الصلع من النمط الذكوري) هو سمة سائدة غير مرتبطة بالصبغي X، ولكن في حالاتٍ نادرة يَجرِي التعبير عن هذا الصلع عندَ الإناث، بعدَ سن اليأس فقط عادة.
الجينات المتقدرية غير الطبيعيَّة
المتقدرات هي بنى صَغيرة داخل كلِّ خلية، تمدُّ الخليةَ بالطاقة.وهناك العديد من الميتوكوندريا داخل كلِّ خلية.تحمل المتقدرة صبغيًا خاصًّا بها، والذي يحتوي على بعض الجينات التي تتحكَّم في كيفيَّة عملها.
وهناك العديدُ من الأمراض النادرة التي تسبِّبها الجينات غير الطبيعية التي يَحملها الصبغي داخل المتقدرة.ومثال على ذلك اعتلال العصب البصري الوراثي بحسب ليبر، والذي يسبِّب نقصًا متفاوتًا للرؤية، ولكنَّه مدمِّر في كثير من الأحيان، في كلتا العينين، ويبدأ خلال فترة المراهقة عادة.وهناك مثالٌ آخر هو اضطراب يتميَّز بداء السكَّري من النوع 2 والصَّمَم.
وبما أنَّ الأب لا يمكن أن يمرِّرَ الحَمض النَّووي الرِّيبي منزوع الأكسجين الخاص بالمتقدِّرات (الميتوكوندريا) للطفل عادة، لذلك فالأمراضُ التي تسبِّبها جينات الميتوكوندريا الشاذَّة تنتقل عن طريق الأم دائمًا تقريبًا.وهكذا، فإنَّ جميعَ أطفال الأم المصابَة معرَّضون لخطر وراثة الشذوذ، ولكن لا يتعرَّض أيُّ طفلٍ للخطر من الأب المصاب عادة.ومع ذلك، لا تنجم جميعُ اضطرابات المتقدرات عن جينات المتقدرات غير الطبيعية (فبعضها سببُه الجينات في نواة الخلية التي تؤثِّر في الميتوكوندريا).وهكذا، فإنَّ الحَمضَ النَّووي الرِّيبي منزوع الأكسجين لدى الأب قد يسهم في بعض الاضطرابات المتقدراتية.
وخلافا للحَمض النَّووي الرِّيبي منزوع الأكسجين DNA في نواة الخلايا، تختلف كميةُ الحَمض النَّووي الرِّيبي منزوع الأكسجين المتقدِّري غير الطبيعي أحيانًا من خليةٍ إلى أخرى في جميع أنحاء الجسم.ولذلك، فإنَّ أحدَ جينات الميتوكوندريا غير الطبيعي في خلية واحدة من خلايا الجسم لا يعني بالضرورة وجودَ مرض في خليةٍ أخرى.وحتَّى عندما يبدو أنَّ شخصين لديهما نفس شذوذ الجين الميتوكوندري، قد يكون التعبيرُ عن المرض مختلفًا جدًّا فيهما.وهذا الاختلافُ يجعل التَّشخيصَ صعبًا، ويجعل الاختبارات الجينية والاستشارة الوراثيَّة بحالة من الصعوبة عندَ محاولة وضع توقُّعات للأشخاص الذين يعانون من شذوذاتٍ معروفة أو مشتبه بها في جينات الميتوكوندريا.
