الأسس الكروموسومية لقانون انعزال الصفات: ربط انفصال الأليلات بسلوك الكروموسومات أثناء الانقسام المنصف

قانون انعزال الصفات: المبدأ الأساسي لانفصال الأليلات

ينص قانون انعزال الصفات، الذي يُعد أحد أهم قوانين الوراثة التي اكتشفها غريغور مندل من خلال تجاربه على نبات البازلاء، على ما يلي:

"ينفصل زوج الجينات المتقابلة (الأليلات) المكونة للصفة الواحدة في أثناء تكوين الأمشاج (الخلايا الجنسية)، بحيث يحمل كل مشيج أليلاً واحداً فقط من هذين الزوجين."

دعونا نفصل هذا القانون ونوضحه بشكل أعمق:

أزواج الجينات المتقابلة (الأليلات):

• لكل صفة وراثية في الكائنات الحية ثنائية المجموعة الكروموسومية (diploid organisms)، مثل نبات البازلاء والإنسان، زوج من الجينات.
• يقع هذان الجينان على موقعين متقابلين (loci) على زوج من الكروموسومات المتماثلة (homologous chromosomes).
• قد يكون الجينان في هذا الزوج متماثلين (يحملان نفس المعلومة الوراثية لنفس شكل الصفة، ويُطلق على الفرد في هذه الحالة متماثل الزيجوت homozygous) أو مختلفين (يحملان معلومات وراثية مختلفة لنفس الصفة، ويُطلق على الفرد في هذه الحالة متباين الزيجوت heterozygous).
• تُعرف الأشكال المختلفة لنفس الجين باسم الأليلات. على سبيل المثال، لصفة لون البذور في البازلاء، قد يكون هناك أليل للبذور الصفراء (Y) وأليل للبذور الخضراء (y).

أثناء تكوين الأمشاج (الانقسام المنصف):

• تتكون الأمشاج (حبوب اللقاح والبويضات في النباتات، الحيوانات المنوية والبويضات في الحيوانات) من خلال عملية خاصة من انقسام الخلايا تُعرف باسم الانقسام المنصف (meiosis).
• أثناء الانقسام المنصف، تنفصل الكروموسومات المتماثلة، وبالتالي ينفصل زوج الأليلات الموجود على هذه الكروموسومات.
• نتيجة لهذا الانفصال، يحصل كل مشيج على نسخة واحدة فقط من كل جين، أي أليل واحد فقط من زوج الأليلات الأصلي الموجود في الخلايا الجسمية للأب.

كل مشيج يحمل أليلاً واحداً فقط:

• هذا هو جوهر قانون انعزال الصفات. عندما ينتج فرد متباين الزيجوت لصفة معينة (مثل Yy) أمشاجاً، فإن نصف هذه الأمشاج سيحمل الأليل السائد (Y) والنصف الآخر سيحمل الأليل المتنحي (y).
• بالمثل، إذا كان الفرد متماثل الزيجوت (مثل YY أو yy)، فإن جميع أمشاجه ستحمل نفس الأليل (Y في حالة YY، و y في حالة yy).

أهمية قانون انعزال الصفات:

• تفسير نتائج التلقيح الأحادي: يساعد هذا القانون في تفسير النسب المظهرية والجينية التي تظهر في الجيل الثاني (F2) من التلقيح الأحادي بين أفراد هجينين (كما رأينا في مثال طول الساق في نبات البازلاء).
• التنبؤ باحتمالات الأنماط الوراثية للأبناء: من خلال معرفة الطرز الجينية للآباء، يمكننا استخدام قانون انعزال الصفات للتنبؤ بأنواع الأمشاج التي سينتجها كل والد واحتمالات اجتماع هذه الأمشاج لتكوين طرز جينية معينة في الأبناء.
• الفهم الأساسي للوراثة: يُعد هذا القانون مبدأً أساسياً لفهم كيفية انتقال الصفات الوراثية على المستوى الجيني.

مثال توضيحي لقانون انعزال الصفات:

لنفترض أن لدينا نبات بازلاء متباين الزيجوت لصفة لون البذور (Yy)، حيث يمثل (Y) أليل اللون الأصفر السائد ويمثل (y) أليل اللون الأخضر المتنحي.

• أثناء تكوين الأمشاج في هذا النبات، سينفصل الأليل (Y) عن الأليل (y).
• سينتج هذا النبات نوعين من الأمشاج:

1. أمشاج تحمل الأليل (Y) بنسبة 50%.
2. أمشاج تحمل الأليل (y) بنسبة 50%.

عندما يحدث الإخصاب بين هذه الأمشاج (في حالة التلقيح الذاتي أو التزاوج مع نبات آخر يحمل نفس الطراز الجيني)، فإن الاحتمالات الناتجة للجيل الثاني تكون كما يلي:

• اتحاد مشيج (Y) من أحد الأبوين مع مشيج (Y) من الأب الآخر ينتج نباتاً بطراز جيني (YY) (بذور صفراء).
• اتحاد مشيج (Y) من أحد الأبوين مع مشيج (y) من الأب الآخر ينتج نباتاً بطراز جيني (Yy) (بذور صفراء).
• اتحاد مشيج (y) من أحد الأبوين مع مشيج (Y) من الأب الآخر ينتج نباتاً بطراز جيني (yY) أو (Yy) (بذور صفراء).
• اتحاد مشيج (y) من أحد الأبوين مع مشيج (y) من الأب الآخر ينتج نباتاً بطراز جيني (yy) (بذور خضراء).

هذا المثال يوضح كيف ينفصل زوج الأليلات (Yy) في الأب وينتج أمشاجاً تحمل أياً من الأليلين بشكل منفصل، مما يؤدي إلى ظهور طرز جينية ومظهرية متنوعة في الجيل الناتج.