فيديو الدرس: انعدام السيادة الأحياء • الصف الأول الثانوي

نسخة الفيديو النصية

في هذا الفيديو، سوف نتعلم كيف نوضح ما يحدث عندما لا تكون للأليلات سيادة تامة، ونفسر مربعات بونت التي توضح ذلك. وسنتعرف على طريقتين رئيسيتين يمكن للأليلات أن تظهر انعدام السيادة بهما، وهما السيادة غير التامة والسيادة المشتركة، مع شرح بعض الأمثلة على كل منهما. سنناقش أيضًا كيف يمكن للأليلات المتعددة أن تؤثر على الصفة، وكيف يمكن أن يلعب ذلك دورًا في السيادة المشتركة.

لعلك تتذكر كلمة «سيادة» مما تعلمته عن اكتشافات جريجور مندل والخطوات التي قطعها نحو فهمنا الحالي لعلم الوراثة. ساعدتنا تجارب مندل على نباتات البازلاء في فهم كيف تورث الصفات من الأبوين إلى نسلهما. ولكن الأنماط التي أوضحها لا تنطبق دائمًا. وإحدى الحالات التي لا تنطبق عليها هذه الأنماط، والتي سنتعرف عليها في هذا الفيديو، هي عندما لا تكون للأليلات سيادة تامة.

الأليل نسخة بديلة من الجين. على سبيل المثال، قد يحمل جين ما شفرة لون البازلاء التي ينتجها نبات بازلاء معين. وقد تحمل نسخ الأليلات المختلفة لهذا الجين شفرة لون البازلاء الأخضر، مثل تلك التي ينتجها هذا النبات الأبوي، أو شفرة لون البازلاء الأصفر، مثل تلك التي ينتجها النبات الأبوي الآخر. دعونا نلق نظرة على النسل الذي قد ينتجه نباتا البازلاء الأبوان في هذا المثال باستخدام مربع بونت.

مربعات بونت، مثل هذا المربع الموضح هنا، أدوات مفيدة تستخدم في دراسة علم الوراثة لكي تمثل كيفية توريث الأليلات مرئيًّا، بالإضافة إلى توقع الأنماط الجينية والأنماط الظاهرية للنسل الناتج عن تزاوج أبوين لهما أنماط جينية معروفة. لعلك تتذكر أن مجموعة الأليلات التي يمتلكها الكائن الحي لصفة ما هي نمطه الجيني. النمط الجيني للنبات الأبوي الذي ينتج البازلاء صفراء اللون سيكون ‪gg‬‏، في حين أن النمط الجيني للنبات الأبوي الآخر الذي ينتج البازلاء خضراء اللون سيكون ‪GG‬‏.

النمط الظاهري هو الصفة الظاهرية التي ينتجها النمط الجيني لهذا النبات الأبوي الذي ينتج قرون البازلاء الصفراء، ولهذا النبات الأبوي الآخر الذي ينتج قرون البازلاء الخضراء. حتى هذه اللحظة، يمكننا أن نرى في مربع بونت جاميتات النبات الأبوي الذي ينتج البازلاء الخضراء في العمود الأيسر وجاميتات النبات الأبوي الآخر الذي ينتج البازلاء الصفراء في الصف العلوي. نظرًا لأن أليل قرون البازلاء الخضراء يظهر سيادة تامة، فإن أي نبات يحتوي نمطه الجيني على الأليل السائد ‪G‬‏ سوف ينتج قرون بازلاء خضراء اللون.

تحدث السيادة التامة عندما يحجب دائمًا أليل، مثل أليل قرون البازلاء الخضراء، تعبير الأليل المتنحي، مثل أليل قرون البازلاء الصفراء، عند وجوده في النمط الجيني. وعليه، فإن النمط الجيني الوحيد الذي سينتج نمطًا ظاهريًّا أصفر اللون، مثل البازلاء التي ينتجها هذا النبات الأبوي، هو ‪gg‬‏. يمكننا أن نرى أن جميع أفراد النسل الناتجة عن هذا التهجين سيحتوي نمطها الجيني على واحد على الأقل من حرف ‪G‬‏ الكبير. وبما أن أليل اللون الأخضر يظهر سيادة تامة، فإن كل أفراد هذا النسل ستنتج بازلاء خضراء اللون. ولكن، كما قلنا سابقًا، ثمة استثناءات لهذه القاعدة.

أحد هذه الاستثناءات هو عندما تحدد السيادة غير التامة وراثة الصفات. دعونا نلق نظرة على هذا الاستثناء الآن. تحدث السيادة غير التامة عندما تنتج الأليلات نمطًا ظاهريًّا وسيطًا في الكائن الحي المتغاير الزيجوت لصفة ما، ما يعني وجود نسخة واحدة من كل أليل. دعونا نتعرف على ما يعنيه ذلك من خلال مثال. يظهر الدجاج الأندلسي سيادة غير تامة في لون ريشه. فيمكن أن يكون لون ريش كل دجاجة إما أسود، وإما أبيض، وإما خليطًا من اللونين، ما يجعل ريشها يظهر أزرق اللون. يظهر ريش الدجاجة أسود اللون إذا كانت الدجاجة متماثلة الزيجوت لأليل الريش الأسود، ما يعني وجود نسختين من هذا الأليل في نمطها الجيني. ويظهر ريش الدجاجة أبيض اللون إذا كانت الدجاجة متماثلة الزيجوت لأليل الريش الأبيض.

يخبرنا الحرف ‪C‬‏ بأن الأليلات تتحكم في صفة اللون، في حين يشير الحرف العلوي إلى كون لون الريش أسود في حالة الحرف ‪B‬‏ أو أبيض في حالة الحرف ‪W‬‏. يساعدنا هذا الترميز في التمييز بين وراثة الصفات التي تحددها السيادة التامة، كما هو الحال في نباتات البازلاء، ووراثة الصفات في حالة انعدام للسيادة، كما هو الحال في لون ريش الدجاج الأندلسي.

ينتج الريش الأزرق عندما تمتلك الدجاجة أليلًا واحدًا للون الأبيض وأليلًا واحدًا للون الأسود؛ وعليه، فإنها تكون متغايرة الزيجوت لصفة لون الريش. ولا يظهر أي من الأليلين سيادة تامة على الآخر. ولكن عندما يوجد كلا الأليلين في النمط الجيني، يتكون نمط ظاهري وسيط جديد خليط من الأليلين، ألا وهو الريش الأزرق. إذن، عند تزاوج دجاجة ذات ريش أسود مع دجاجة ذات ريش أبيض، فإن نسلهما سيرث نسخة واحدة من أليل لون الريش الأسود ونسخة واحدة من أليل لون الريش الأبيض، ما يمنح نسلهما نمطًا جينيًّا يحتوي على نسخة واحدة من كل من أليلي لون الريش، ونمطًا ظاهريًّا يتمثل في لون الريش الأزرق.

ثمة استثناء آخر للسيادة التامة سنتعرف عليه في هذا الفيديو، وهو عندما تحدد السيادة المشتركة وراثة صفة ما. تحدث السيادة المشتركة عندما يعبر عن كلا الأليلين في الوقت نفسه في النمط الظاهري للكائن الحي المتغاير الزيجوت للصفة. يختلف ذلك عن السيادة غير التامة؛ إذ يعبر عن كلا الأليلين بدلًا من أن تنتج الأليلات نمطًا ظاهريًّا مختلطًا. دعونا نتناول مثالًا من جسم الإنسان لمساعدتنا في فهم هذا المصطلح بشكل أفضل.

يعتمد البشر على شكل القرص الثنائي التقعر الذي تتخذه خلايا الدم الحمراء، الموضحة في الصورة هنا، لحمل أكبر كمية ممكنة من الأكسجين إلى خلايا الجسم. فقر الدم المنجلي مرض وراثي متنح يغير شكل خلايا الدم الحمراء؛ إذ يجعلها تتخذ شكل المنجل مثل هذه الخلايا. هذا يعني أن الخلايا لا يمكنها حمل كمية الأكسجين نفسها. دعونا نر كيف يمكن لهذا المثال أن يوضح وراثة السيادة المشتركة للأليلات.

أحد الأبوين غير مصاب بفقر الدم المنجلي ولديه خلايا دم حمراء ثنائية التقعر. ستمثل الأليلات في نمطه الجيني على النحو الآتي: ‪HbA HbA‬‏. يشير ‪Hb‬‏ إلى الهيموجلوبين، وهو الصبغة الموجودة في خلايا الدم الحمراء. ويشير الحرف العلوي ‪A‬‏ إلى الهيموجلوبين ‪A‬‏، الذي يوضح أن خلايا الدم الحمراء هذه لها شكل طبيعي ثنائي التقعر. أما الفرد الآخر من الأبوين، فمصاب بفقر الدم المنجلي، ونمطه الجيني ممثل على النحو الآتي: ‪HbS HbS‬‏. هذه المرة، يشير الحرف العلوي ‪S‬‏ إلى أن خلايا الدم الحمراء هذه تحتوي على الهيموجلوبين ‪S‬‏ الذي يؤدي وظيفته بشكل مختلف للغاية عن الهيموجلوبين ‪A‬‏، ويجعل خلايا الدم الحمراء تتخذ شكل المنجل.

بما أن كلا الأبوين متماثلا الزيجوت لصفتيهما، فإن جاميتي أحدهما الذي لا يعاني من فقر الدم المنجلي سيكونان ‪HbA‬‏، وجاميتي الآخر الذي يعاني من فقر الدم المنجلي سيكونان ‪HbS‬‏. وعليه، فإن النسل الناتج عن هذا التزاوج سيرث أليلًا واحدًا من كل من الأبوين، وسيكون نمطه الجيني متغاير الزيجوت ‪HbA HbS‬‏. وسيتكون النمط الظاهري من خليط من خلايا الدم الحمراء التي تتخذ شكل المنجل وتلك التي تتخذ الشكل الثنائي التقعر، ويعرف ذلك باسم صفة الخلية المنجلية. تظهر هذه الصفة سيادة مشتركة، لأن النسل يمتلك كلا نوعي خلايا الدم الحمراء في جسمه ويعبر عن كلا الأليلين في نمطه الظاهري.

دعونا نتناول مثالًا آخر يوضح كيف يمكن لانعدام السيادة، خاصة السيادة المشتركة مع وجود أليلات متعددة، أن يؤثر على وراثة الصفات. تعني الأليلات المتعددة وجود ثلاثة أليلات محتملة أو أكثر لصفة ما. لكن كما هو الحال عادة في الكائنات الحية الثنائية الصيغة الصبغية مثل الإنسان، سيوجد أليلان فقط في النمط الجيني للفرد. وأحد الأمثلة على الأليلات المتعددة التي تظهر سيادة مشتركة فصائل الدم ‪A‬‏، و‪B‬‏، و‪O‬‏. لدى الإنسان ثلاثة أليلات تحدد فصيلة الدم، وهي ‪IA‬‏، و‪IB‬‏، و‪IO‬‏، كما نرى في هذا الجدول.

يرث كل شخص أليلين يحددان فصيلة دمه؛ أحدهما من أمه البيولوجية، والآخر من أبيه البيولوجي. وإذا امتلك الشخص أليلين ‪IA‬‏ في نمطه الجيني، فهذا يعني أن خلايا الدم الحمراء لهذا الشخص تحمل على أسطحها مولدات ضد من النوع ‪A‬‏. مولدات الضد جزيئات توجد على سطح الغشاء الخلوي لكل الخلايا، ويمكنها تمييز الخلايا المختلفة بعضها عن بعض، مثل الخلايا الذاتية التي تنتمي إلى الجسم والخلايا غير الذاتية التي قد تنتمي إلى كائنات دقيقة مسببة للأمراض.

إذا كان الشخص يمتلك أليلين ‪IB‬‏ في نمطه الجيني، فهذا يعني أن كل خلايا دمه الحمراء تحمل على أسطحها مولدات ضد من النوع ‪B‬‏. وإذا كان الشخص يمتلك أليل ‪IA‬‏ وأليل ‪IB‬‏، فإن خلايا دمه الحمراء ستحمل على أسطحها مولدات ضد من كلا النوعين ‪A‬‏ و‪B‬‏. وبما أن كلا الأليلين معبر عنهما في النمط الظاهري، فإن وراثة الأليلين ‪IA‬‏ و‪IB‬‏ تعد مثالًا على السيادة المشتركة. ويشير الأليل ‪IO‬‏ إلى عدم وجود مولدات ضد من النوع ‪A‬‏ أو من النوع ‪B‬‏ على أسطح خلايا الدم الحمراء، مثل هذه الخلية الموضحة هنا.

دعونا نستخدم هذه المعلومات في تحديد فصائل الدم التي علينا أن نملأ بها الجدول. إذا كان النمط الجيني يحتوي على أليلين ‪IA‬‏، فإن الشخص سيحمل فصيلة الدم ‪A‬‏. وإذا ورث الشخص نسخة واحدة من الأليل ‪IA‬‏ ونسخة واحدة من الأليل ‪IO‬‏، فستوجد مولدات ضد من النوع ‪A‬‏ على أسطح خلايا الدم الحمراء. وعليه، فإن هذا الشخص سيحمل فصيلة الدم ‪A‬‏ أيضًا. يعد ذلك مثالًا على إظهار الأليل ‪IA‬‏ سيادة تامة على الأليل ‪IO‬‏. إذا كان كلا الأليلين لدى الشخص ‪IB‬‏ أو إذا ورث الشخص نسخة واحدة من الأليل ‪IB‬‏ ونسخة واحدة من الأليل ‪IO‬‏ من أبويه، فهذا الشخص سيحمل فصيلة الدم ‪B‬‏؛ إذ إن الأليل ‪IB‬‏ يظهر أيضًا سيادة تامة على الأليل ‪IO‬‏. أما إذا كان كلا الأليلين ‪IO‬‏، فسيحمل الشخص فصيلة الدم ‪O‬‏؛ إذ لا توجد أليلات أخرى تحجب الأليل ‪O‬‏.

لا تحدث السيادة المشتركة إلا إذا ورث الشخص نسخة واحدة من الأليل ‪IA‬‏ من أحد الأبوين ونسخة واحدة من الأليل ‪IB‬‏ من الآخر. والشخص ذو النمط الجيني المتغاير الزيجوت ‪IA IB‬‏ سيكون النمط الظاهري لفصيلة دمه هو ‪AB‬‏. في هذه الحالة، يوجد كلا الأليلين في النمط الظاهري، ومن ثم، فإنهما يظهران سيادة مشتركة. دعونا نحل سؤالًا تدريبيًّا لاختبار ما تعلمناه عن انعدام السيادة.

تظهر زهور حنك السبع (الموجودة في الصورة) سيادة غير تامة في ألوان البتلات. قد تكون البتلات حمراء ‪CR CR‬‏، أو بيضاء ‪CW CW‬‏، أو وردية ‪CR CW‬‏. تزاوجت زهرتان ورديتا اللون. ما احتمالية أن يكون نسلهما أيضًا زهورًا وردية اللون، بالنسبة المئوية؟

دعونا نبدأ بإضافة المعطيات الواردة في السؤال إلى الرسم التوضيحي. نعلم من معطيات السؤال أن النمط الجيني لزهور حنك السبع الحمراء هو ‪CR CR‬‏. يشير الحرف ‪C‬‏ إلى اللون، ويشير الحرف ‪R‬‏ إلى اللون الأحمر. لعلك تتذكر أن النمط الجيني هو مجموعة الأليلات التي يمتلكها الكائن الحي لصفة ما. نعلم من معطيات السؤال أيضًا أن النمط الجيني لزهور حنك السبع البيضاء هو ‪CW CW‬‏؛ إذ يشير الحرف العلوي ‪W‬‏ هذه المرة إلى اللون الأبيض. وأخيرًا، نعلم من المعطيات أن النمط الجيني لزهور حنك السبع الوردية هو ‪CR CW‬‏.

النمط الظاهري هو الصفة الظاهرية التي ينتجها النمط الجيني. في هذه الحالات، النمط الظاهري لكل نبات على حدة هو لون أزهاره: الأحمر، أو الأبيض، أو الوردي. ويوضح السؤال أن زهور حنك السبع تظهر سيادة غير تامة في وراثة لون الأزهار. تظهر الأليلات سيادة غير تامة عندما يتكون نمط ظاهري وسيط في الكائن الحي المتغاير الزيجوت لصفة ما، ما يعني وجود نسخة واحدة من كل أليل. في هذا المثال، النمط الظاهري الوسيط هو الأزهار الوردية؛ إذ إنها تمثل خليطًا من الأزهار البيضاء والأزهار الحمراء ولها نمط جيني متغاير الزيجوت.

دعونا نرسم مربع بونت لإيجاد النسبة المئوية لاحتمالية أن ينتج النسل زهورًا وردية اللون عندما يتزاوج هذان النباتان الأبويان اللذان لهما زهور وردية اللون. تستخدم مربعات بونت، مثل هذا المربع، في تمثيل كيفية توريث الأليلات مرئيًّا وتوقع الأنماط الجينية والأنماط الظاهرية للنسل الناتج عن تزاوج أبوين لهما نمطان جينيان معروفان. نعلم أن النمط الجيني لزهور حنك السبع الوردية هو ‪CR CW‬‏. وعليه، نضع الأليلات التي ستوجد في جاميتات أحد الأبوين في الصف العلوي، وتلك التي ستوجد في جاميتات الآخر في العمود الأيسر.

والآن، علينا أن نملأ الخانات الفارغة بالأنماط الجينية المحتملة للنسل التي قد تنتج عن تزاوج هذين الأبوين اللذين لهما زهور وردية اللون. سنفعل ذلك من خلال أخذ الأليلات الموجودة في الجاميتات من الخانة الأولى لكل صف وكل عمود، على سبيل المثال، الأليل ‪CR‬‏ من أحد الأبوين والأليل ‪CR‬‏ من الآخر. دعونا نكرر الأمر مع بقية الخانات. يمكننا أن نلاحظ في مربع بونت أن فردًا واحدًا من أفراد النسل الأربعة يمتلك النمط الجيني ‪CR CR‬‏، ومن ثم، فإن النمط الظاهري له هو الزهور الحمراء اللون. ويمكننا أن نلاحظ أيضًا أن فردًا واحدًا من أفراد النسل الأربعة يمتلك النمط الجيني ‪CW CW‬‏، ومن ثم، فإن النمط الظاهري له هو الزهور البيضاء اللون. وأخيرًا، يمتلك فردان من كل أربعة أفراد من النسل الناتج عن هذا التزاوج النمط الجيني المتغاير الزيجوت ‪CR CW‬‏، ومن ثم، فإن النمط الظاهري له هو الزهور الوردية اللون.

يطلب منا السؤال أن نحدد بالنسبة المئوية احتمالية أن يكون النسل الناتج عن هذا التزاوج زهورًا وردية اللون. دعونا نفعل ذلك من خلال تحويل هذه القيمة إلى نسبة مئوية بضربها في 100 بالمائة. إذن، عند تزاوج زهرتين ورديتي اللون من نبات حنك السبع، فإن احتمالية أن يكون نسلهما أيضًا زهورًا وردية اللون هو 50 بالمائة.

إليكم بعض النقاط الرئيسية التي تناولناها في هذا الفيديو.