الرئيسية
نص حول تاريخ اعمل مندل
مندل وعلم الوراثة تجارب مندل الكروموسومات والعوامل الوراثية
يعد جريجور مندل واضع حجر الاساس لعلم الوراثة، و أول من توصل الى نتائج ذات أهمية في هذا العلم . وقد عمل مندل . وخلال فترة عمله مدرساً للفيزياء والأحياء وعلم التاريخ الطبيعي في مدرسة برون الثانوية في تشيكو سلوفاكيا .
كان مندل يزرع نبات البازيلاء في حديقة الدير الذي يعيش فيه ، بهدف البحث عن الكيفية التي يتم بها انتقال الصفات الوراثية من الآباء الى الأبناء .
في عام 1866 م استطاع مندل تفسير نتائجه التي جمعها في السنوات السابقة ولكنها أهملت حتى بداية 1900 م حين اكتشف العلماء أهمية تلك التجارب بعد وفاته .
وقد عمل مندل في وقت لم تكن الكروموسومات أو انقسام الخلايا قد عرفت بعد، ومع ذلك فقد أعطى تفسيرات تتطابق مع ما يتوافر حالياً من معلومات عن آلية التوارث .
أسباب استخدام مندل لنبات البازيلاء في تجاربه :
الزهرة خنثى،حيث أن هذا التركيب يتيح اجراء عمليتي التلقيح الذاتي عن طريق تغطية الأزهار بأكياس من الحرير ، كما يتيح عملية التلقيح الخلطي بإزالة الاسدية قبل انفتاحها وتزويد ميسم الزهرة بحبوب لقاح من نبات آخر باستخدام ريشة ألوان .
وجود عدة أزواج من الصفات المتضادة التي يمكن ملاحظتها ودراستها فمثلا تكون البذور مجعدة او ملساء ،خضراءأو صفراء وتكون السيقان طويلة أو قصيرة ،شكل قرن البازيلاء أملس مجعد لون الزهرة أرجواني بيضاء وضع الزهرة طويل قصير.
قصر دورة حياة النبات، مما مكن مندل من الحصول على نتائج سريعة لتجاربه .
سهولة زراعة نبات البازيلاء وجمع بذوره .
تجارب مندل
اتبع مندل المنهج العلمي في البحث والتجريب ، وهذه احدى خطوات تجارب مندل .
زرع مندل عدداً من بذور البازيلاء أزهارها أرجوانية، واخرى بيضاء، وترك أزهار كل منها تلقيح ذاتياً للحصول على سلاللة نقية للصفة . ثم قام بإجراء عملية التلقيح الخلطي،حيث نقل حبوب لقاح من سداة نبات أرجواني الأزهار إلى مياسم نبات أبيض الأزهار،ثم عكس العملية،وسمى هذين النباتين الآباء ( parent génération ) وقد ضمن عملية التلقيح الخلطي بقطع أسدية النبات المنقول اليه حبوب اللقاح .
زرع البذور الناتجة من النباتات السابقة،فنمت ،ووجد أن النباتات جميعها وهي أفراد الجيل الأول f1 (first filial génération) كانت أرجوانية الأزهار مما يعني أن الارجواني صفة سائدة .
لمعرفة ما حصل لصفة اللون الأبيض ، زرع بذور نباتات الجيل الأول،وسمح لها بالتلقيح الذاتي، فحصل على ¾ الجيل الناتج بأزهار أرجوانية، وال 4/1 الباقي أزهار بيضاء، بنسبة عددية تقارب 3 أرجوانية : 1 بيضاء وسمى النباتات الناتجة بأفراد الجيلا الثاني f2 ( second filial génération ).
قام مندل بإعادة الخطوات السابقة على الصفات السبعة الأخرى، مثل لون القرون،وطول الساق،ولون البذور،وغيرها . وكان يحصل على نتائج مماثلة في كل حالة بالنسبة لأفراد الجيل الأول،والثاني، حيث كان يظهر في كل مرة صفة أحد الأبوين في الجيل الأول وتختفي الصفة الثانية ، وسمى الصفة التي تظهر بالصفة السائدة والصفة التي اختفت بالصفة المتنحية . عندما كان مندل يلقح نباتين لدراسة صفة معينة كان يهمل باقي الصفات،فمثلاً، عندما كان يدرس لون القرون كان يهمل طول الساق وشكل البذور وغيرها من الصفات،مما ساعد في التوصل إلى قانون الوراثة الأول
كيف فسر مندل هذه النتائج؟ وضع مندل مجموعة من الفرضيات لتفسير النتائج التي توصل إليها خلال تجاربه :
افترض مندل أن ما يجعل نبات البازيلاء أرجواني الأزهار أو ابيض الأزهار يعتد على عوامل داخلية سماها العوامل الوراثية ، وهذه العوامل بالمفهوم المعاصر هي الجينات التي تحملها الكروموسومات .
الصفة الوراثية يحددها عاملان ( جينان) على الزوج الكروموسومي المتماثل، ورمز مندل للعامل السائد بحرف كبير، وللعامل المتنحي بحرف صغير،وعندما يكون هذان العاملا متشابهان فيقال عندها : إن الصفة المتنحية متماثلة الجينات ( نقية ) وعندما يكونان متخالفين يقال عندها إن الصفة الوراثية غير متماثلة الجينات (غير نقية) .
عند انتاج الامشاج )حبوب اللقاح والبويضات( فإن العاملين الوراثيين في كل زوج من العوامل يجب أن ينفصل بحيث يحتوي المشيج الواحد على عامل واحد لكل صفة . فإذا رمزنا للون الأزهار الأرجواني نقي الصفة بالحرفين ( pp ) فإن الامشاج تحتوي على عامل واحد فقط (p) . وإذا رمزنا للون الأزهار الأبيض بالحرفين ( pp ) فإن الامساج تحتوي على عامل واحد فقط (p) .
إن هذه الفرضيات قادت الى قانون مندل الأول في الوراثة الذي يسمى قانون انعزال الصفات . وينص على أن :
“ زوج العوامل ( الجينات ) المتقابلة تنفصل عند تكوين الامشاج في عملية الانقسام المنصف . لاحظ أن نباتات الجيل الاول ظهرت في تجربة مندل أرجوانية الأزهار على الرغم من أن الطراز الجيني لهذه الصفة ( Pp ) ، وهذا يعني أن جين اللون الأرجواني لزهرة البازيلاء ( P ) قد ستر او أخفى أثر جين اللون الأبيض ، لذا نسميه الجين السائد ، أما جين اللون الأبيض ( p ) الذي اختفى أثره عند التقائه مع الجين السائد فيسمى الجين المتنحي .( مصطلح جين يقابل عامل عند العالم مندل).
وهكذا فإنك تلاحظ أنه بسبب السيادة والتنحي فإن مظهر الكائن الحي لا يعكس طرازه الجيني ، وعليه يجب أن نميز بين مظهر الكائن الحي ويسمى الطراز الشكلي ( phénotype )او المظهر الخارجي ، وبين الجينات التي تحدد هذه الصفات المظهرية، وتسمى الطراز الجيني ( génotype ) او النمط الوراثي ، وفي حالة لون الأزهار في نبات البازيلاء فاإن النباتات ( pp ) و ( PP ) لهما الطراز الشكلي نفسه (ارجواني ) ، لكنهما مختلفان في الطراز الجيني .
وتلاحظ مما سبق أن الصفة الواحدة في نبات البازيلاء يحددها زوج من الجينات ، وهذا هو الحال في عدد من الصفات في الكائنات الحية الأخرى .
ولكن قد تتحدد بعض الصفات بأكثر من زوج من الجينات ، كما في صفة الطول لدى الانسان. أن وجود جينين متضادين متقابلين محمولين على كروموسومين متماثلين لنفس الصفة تسمى الجينات المتضادة و كل جين يسمى حليل ( Allèle ) للجين المقابل له، فمثلاً في الطراز الجيني Pp يكون جين اللون الأرجواني P حليل لجين اللون الأبيض p والعكس صحيح
الكروموسومات والعوامل الوراثية :
عندما تم اكتشاف المجاهر المتقدمة الذي جاء بعد موت مندل ، أصبح بالامكان مشاهدة محتويات النواة بما فيها من كروموسومات،وتم دراسة سلوك الكروموسومات خلال الانقسام المنصف، الذي قاد الى الاستنتاج بأن هذه الكروموسومات تحمل العوامل الوراثية التي وصفها مندل في تجاربه،حيث وجد أن : العوامل الوراثية تكون في أزواج،وكذلك نجد أن الكروموسومات تكون في أزواج متماثلة في المرحلة الأولى من الانقسام المنصف .
العوامل الوراثية تنفصل بعضها عن بعض عند تكوين الغاميتات بحيثيحتوي الغاميت على عامل واحد فقط من زوج العوامل، وكذلك الغاميتات تحتوي نصف العدد الاصيل من الكروموسومات . فالكروموسومات المتماثلة تنفصل خلال عملية الانقسام المنصف . عدد العوامل الوراثية وكذلك عدد الكروموسومات يعود للاكتمال عند حدوث الاخصاب ، أي عند اتحاد الغاميت الذكري والغاميت الأنثوي إن هذه الأمور الثلاثة برهنت أن الكروموسومات تتصرف كالعوامل الوراثية التي وصفها مندل . وقد تبين بعد ذلك أن هذه الكروموسومات تحوي الكثير من العوامل التي سميت بالجينات . ويعد الجين وحدة الوراثة،ويشكل جزءاً من DNA ، ويكون مسؤؤلاً عن صفة وراثية معينة .
مندل وعلم الوراثة تجارب مندل الكروموسومات والعوامل الوراثية
يعد جريجور مندل واضع حجر الاساس لعلم الوراثة، و أول من توصل الى نتائج ذات أهمية في هذا العلم . وقد عمل مندل . وخلال فترة عمله مدرساً للفيزياء والأحياء وعلم التاريخ الطبيعي في مدرسة برون الثانوية في تشيكو سلوفاكيا .
كان مندل يزرع نبات البازيلاء في حديقة الدير الذي يعيش فيه ، بهدف البحث عن الكيفية التي يتم بها انتقال الصفات الوراثية من الآباء الى الأبناء .
في عام 1866 م استطاع مندل تفسير نتائجه التي جمعها في السنوات السابقة ولكنها أهملت حتى بداية 1900 م حين اكتشف العلماء أهمية تلك التجارب بعد وفاته .
وقد عمل مندل في وقت لم تكن الكروموسومات أو انقسام الخلايا قد عرفت بعد، ومع ذلك فقد أعطى تفسيرات تتطابق مع ما يتوافر حالياً من معلومات عن آلية التوارث .
أسباب استخدام مندل لنبات البازيلاء في تجاربه :
الزهرة خنثى،حيث أن هذا التركيب يتيح اجراء عمليتي التلقيح الذاتي عن طريق تغطية الأزهار بأكياس من الحرير ، كما يتيح عملية التلقيح الخلطي بإزالة الاسدية قبل انفتاحها وتزويد ميسم الزهرة بحبوب لقاح من نبات آخر باستخدام ريشة ألوان .
وجود عدة أزواج من الصفات المتضادة التي يمكن ملاحظتها ودراستها فمثلا تكون البذور مجعدة او ملساء ،خضراءأو صفراء وتكون السيقان طويلة أو قصيرة ،شكل قرن البازيلاء أملس مجعد لون الزهرة أرجواني بيضاء وضع الزهرة طويل قصير.
قصر دورة حياة النبات، مما مكن مندل من الحصول على نتائج سريعة لتجاربه .
سهولة زراعة نبات البازيلاء وجمع بذوره .
تجارب مندل
اتبع مندل المنهج العلمي في البحث والتجريب ، وهذه احدى خطوات تجارب مندل .
زرع مندل عدداً من بذور البازيلاء أزهارها أرجوانية، واخرى بيضاء، وترك أزهار كل منها تلقيح ذاتياً للحصول على سلاللة نقية للصفة . ثم قام بإجراء عملية التلقيح الخلطي،حيث نقل حبوب لقاح من سداة نبات أرجواني الأزهار إلى مياسم نبات أبيض الأزهار،ثم عكس العملية،وسمى هذين النباتين الآباء ( parent génération ) وقد ضمن عملية التلقيح الخلطي بقطع أسدية النبات المنقول اليه حبوب اللقاح .
زرع البذور الناتجة من النباتات السابقة،فنمت ،ووجد أن النباتات جميعها وهي أفراد الجيل الأول f1 (first filial génération) كانت أرجوانية الأزهار مما يعني أن الارجواني صفة سائدة .
لمعرفة ما حصل لصفة اللون الأبيض ، زرع بذور نباتات الجيل الأول،وسمح لها بالتلقيح الذاتي، فحصل على ¾ الجيل الناتج بأزهار أرجوانية، وال 4/1 الباقي أزهار بيضاء، بنسبة عددية تقارب 3 أرجوانية : 1 بيضاء وسمى النباتات الناتجة بأفراد الجيلا الثاني f2 ( second filial génération ).
قام مندل بإعادة الخطوات السابقة على الصفات السبعة الأخرى، مثل لون القرون،وطول الساق،ولون البذور،وغيرها . وكان يحصل على نتائج مماثلة في كل حالة بالنسبة لأفراد الجيل الأول،والثاني، حيث كان يظهر في كل مرة صفة أحد الأبوين في الجيل الأول وتختفي الصفة الثانية ، وسمى الصفة التي تظهر بالصفة السائدة والصفة التي اختفت بالصفة المتنحية . عندما كان مندل يلقح نباتين لدراسة صفة معينة كان يهمل باقي الصفات،فمثلاً، عندما كان يدرس لون القرون كان يهمل طول الساق وشكل البذور وغيرها من الصفات،مما ساعد في التوصل إلى قانون الوراثة الأول
كيف فسر مندل هذه النتائج؟ وضع مندل مجموعة من الفرضيات لتفسير النتائج التي توصل إليها خلال تجاربه :
افترض مندل أن ما يجعل نبات البازيلاء أرجواني الأزهار أو ابيض الأزهار يعتد على عوامل داخلية سماها العوامل الوراثية ، وهذه العوامل بالمفهوم المعاصر هي الجينات التي تحملها الكروموسومات .
الصفة الوراثية يحددها عاملان ( جينان) على الزوج الكروموسومي المتماثل، ورمز مندل للعامل السائد بحرف كبير، وللعامل المتنحي بحرف صغير،وعندما يكون هذان العاملا متشابهان فيقال عندها : إن الصفة المتنحية متماثلة الجينات ( نقية ) وعندما يكونان متخالفين يقال عندها إن الصفة الوراثية غير متماثلة الجينات (غير نقية) .
عند انتاج الامشاج )حبوب اللقاح والبويضات( فإن العاملين الوراثيين في كل زوج من العوامل يجب أن ينفصل بحيث يحتوي المشيج الواحد على عامل واحد لكل صفة . فإذا رمزنا للون الأزهار الأرجواني نقي الصفة بالحرفين ( pp ) فإن الامشاج تحتوي على عامل واحد فقط (p) . وإذا رمزنا للون الأزهار الأبيض بالحرفين ( pp ) فإن الامساج تحتوي على عامل واحد فقط (p) .
إن هذه الفرضيات قادت الى قانون مندل الأول في الوراثة الذي يسمى قانون انعزال الصفات . وينص على أن :
“ زوج العوامل ( الجينات ) المتقابلة تنفصل عند تكوين الامشاج في عملية الانقسام المنصف . لاحظ أن نباتات الجيل الاول ظهرت في تجربة مندل أرجوانية الأزهار على الرغم من أن الطراز الجيني لهذه الصفة ( Pp ) ، وهذا يعني أن جين اللون الأرجواني لزهرة البازيلاء ( P ) قد ستر او أخفى أثر جين اللون الأبيض ، لذا نسميه الجين السائد ، أما جين اللون الأبيض ( p ) الذي اختفى أثره عند التقائه مع الجين السائد فيسمى الجين المتنحي .( مصطلح جين يقابل عامل عند العالم مندل).
وهكذا فإنك تلاحظ أنه بسبب السيادة والتنحي فإن مظهر الكائن الحي لا يعكس طرازه الجيني ، وعليه يجب أن نميز بين مظهر الكائن الحي ويسمى الطراز الشكلي ( phénotype )او المظهر الخارجي ، وبين الجينات التي تحدد هذه الصفات المظهرية، وتسمى الطراز الجيني ( génotype ) او النمط الوراثي ، وفي حالة لون الأزهار في نبات البازيلاء فاإن النباتات ( pp ) و ( PP ) لهما الطراز الشكلي نفسه (ارجواني ) ، لكنهما مختلفان في الطراز الجيني .
وتلاحظ مما سبق أن الصفة الواحدة في نبات البازيلاء يحددها زوج من الجينات ، وهذا هو الحال في عدد من الصفات في الكائنات الحية الأخرى .
ولكن قد تتحدد بعض الصفات بأكثر من زوج من الجينات ، كما في صفة الطول لدى الانسان. أن وجود جينين متضادين متقابلين محمولين على كروموسومين متماثلين لنفس الصفة تسمى الجينات المتضادة و كل جين يسمى حليل ( Allèle ) للجين المقابل له، فمثلاً في الطراز الجيني Pp يكون جين اللون الأرجواني P حليل لجين اللون الأبيض p والعكس صحيح
الكروموسومات والعوامل الوراثية :
عندما تم اكتشاف المجاهر المتقدمة الذي جاء بعد موت مندل ، أصبح بالامكان مشاهدة محتويات النواة بما فيها من كروموسومات،وتم دراسة سلوك الكروموسومات خلال الانقسام المنصف، الذي قاد الى الاستنتاج بأن هذه الكروموسومات تحمل العوامل الوراثية التي وصفها مندل في تجاربه،حيث وجد أن : العوامل الوراثية تكون في أزواج،وكذلك نجد أن الكروموسومات تكون في أزواج متماثلة في المرحلة الأولى من الانقسام المنصف .
العوامل الوراثية تنفصل بعضها عن بعض عند تكوين الغاميتات بحيثيحتوي الغاميت على عامل واحد فقط من زوج العوامل، وكذلك الغاميتات تحتوي نصف العدد الاصيل من الكروموسومات . فالكروموسومات المتماثلة تنفصل خلال عملية الانقسام المنصف . عدد العوامل الوراثية وكذلك عدد الكروموسومات يعود للاكتمال عند حدوث الاخصاب ، أي عند اتحاد الغاميت الذكري والغاميت الأنثوي إن هذه الأمور الثلاثة برهنت أن الكروموسومات تتصرف كالعوامل الوراثية التي وصفها مندل . وقد تبين بعد ذلك أن هذه الكروموسومات تحوي الكثير من العوامل التي سميت بالجينات . ويعد الجين وحدة الوراثة،ويشكل جزءاً من DNA ، ويكون مسؤؤلاً عن صفة وراثية معينة .
وشكرا لك مجددا 
^^.