علم الوراثة هو علم ما يجعلك أنت. يشرح علم الوراثة سبب حصولك على شعر أحمر مثل والدك، وابتسامة عريضة مثل والدتك، وأرجل طويلة نحيفة مثل عمتك هيلين. أنت بحاجة إلى مجهر قوي لإلقاء نظرة خاطفة على داخل خلية بشرية لفتح الصيغة السرية التي تحول مجموعة من البروتينات إلى شخص فريد.
بنية الحمض النووي ووظيفته
هل تساءلت يومًا لماذا يكون أخوك التوأم بطيئًا وذراعه شريرة بينما لا يمكنك ضرب الجانب الواسع من الحظيرة، لكن يمكنك الركض مثل الريح؟ ألقي اللوم على ثلاثة أحرف صغيرة لها تأثير كبير على مظهرك ومواهبك وحتى مزاجك.هذه الحروف هي الحمض النووي، وهي تمثل اسمًا علميًا طويلًا للحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (deoxyribonucleic acid). وإليك كيف تقول ذلك: dee-OCK-see-rye-boh-NOO-klay-ick.
الحمض النووي هو جزيء يحتوي على المعلومات اللازمة لتكوين البروتينات. البروتينات، إلى جانب الماء والسكريات والدهون والحمض النووي، تشكل خلاياك وتنتج المواد الكيميائية التي تجعل جسمك يعمل. الحمض النووي الخاص بك هو وصفة البروتين. أنه يحتوي على صيغة فريدة من نوعها بالنسبة لك. إذا نظرت إلى الحمض النووي من خلال المجهر الإلكتروني، ترى بنية تشبه سلمًا ملتويًا على شكل حلزوني يسمى الحلزون المزدوج. خيوط الحمض النووي الملتوية أنيقة وجميلة للغاية. تصميمك يأتي من هذا العمل الفني المذهل، ويكرر نفسه ليخلق نفس النمط الدقيق مرارًا وتكرارًا في كل خلية جديدة أثناء انقسام خلاياك.
فاصوليا جريجور مندل الرائعة
كان راهب نمساوي من القرن التاسع عشر، يُدعى جريجور مندل، أول شخص يحل لغز سبب ظهور السمات جيلًا بعد جيل. أجرى جريجور مندل تجاربه على بازلاء الحديقة في ديره ليكتشف لماذا ينتج نباتان مختلفان من نفس النوع خصائص معينة مرة تلو الأخرى.
لقد مزج البازلاء المستديرة الممتلئة مع البازلاء المتجعدة - وحصل على البازلاء المستديرة بالكامل. ثم قام بتلقيح تلك النباتات ذات البذور المستديرة معًا وحصل على بعض البازلاء المستديرة وبعض البازلاء المجعدة. وهكذا اكتشف الجينات السائدة والمتنحية. عادت السمة المتنحية - البازلاء المتجعدة - إلى الظهور في حوالي كل نبات رابع بعد الجيل الأول. وحدث الشيء نفسه عندما عمل مع النباتات الصفراء والنباتات الخضراء. كانت النباتات الصفراء هي السائدة، وكانت النباتات الخضراء متنحية.
مندل لم يكن لديه مجهر قوي أو يعرف أي شيء عن الجينات والكروموسومات والحمض النووي. ومع ذلك، فقد اكتشف وكتب عن المبادئ التي يستخدمها العلماء لفحص علم الوراثة اليوم، لذلك نسميه "أبو علم الوراثة" لعمله الرائد.
المهيمنة والمتنحية
تعمل الأنماط على النحو التالي: جينتان للعيون الزرقاء، واحدة من الأم والآخر من الأب، ستمنحك عيونًا زرقاء. زوج من الجينات الخاصة بالطول سوف يجعلك تنمو مثل الحشائش. وينطبق الشيء نفسه على سمات مثل الشعر الأشقر أو المجعد، ولون البشرة، والعظام الثقيلة أو الحساسة، وقصر النظر، وبعد النظر. طالما أنك تحصل على نفس الجينات من كلا الوالدين، فإن هذه الخصائص ستظهر مثلك.
الجينات السائدة هي الأقوى وعادة ما يتم تصنيفها بحرف كبير - "B" للون البني، على سبيل المثال. عادةً ما يتم إخفاء الجينات المتنحية بواسطة الجينات السائدة. قم بتسمية الجين المتنحي للعيون الزرقاء "ب" - بأحرف صغيرة. إذا حصلت على جينين مهيمنين للون العين - BB - فأنت جميلة ذات عيون بنية. ورث الجين السائد والمتنحى - Bb - تحصل على اللون السائد: البني. عندما يساهم كلا الوالدين بجين متنحي، في هذه الحالة أزرق مزرق أو bb، فستكون لديك عيون زرقاء.
هذه هي النسخة الأساسية.علم الوراثة أكثر تعقيدا قليلا من ذلك. يمكنك أن ترث السمات الموجودة في الحمض النووي لوالديك ولكن لا يتم التعبير عنها. على سبيل المثال، قد ينقل والدك ذو العيون البنية الجين من جده الأكبر ذو العيون الزرقاء. قم بمطابقة ذلك مع جينة والدتك ذات العيون الزرقاء، وستحصل على الكآبة النفاسية، حتى مع والدك ذو العيون البنية.
كن عالمًا في علم الوراثة
استخرج الحمض النووي الخاص بك باستخدام مكونات منزلية بسيطة! إنها الصفقة الحقيقية - ولكن قد تحتاج إلى بعض المساعدة من هؤلاء الآباء الذين أقرضوك كروموسوماتهم بسهولة. لا يمكنك رؤية الحلزون المزدوج بدون مختبر علمي متطور للغاية ومجهر إلكتروني باهظ الثمن. يمكنك فصل الحمض النووي الخاص بك عن بصاقك باستخدام مشروب رياضي وصابون وكحول بارد.
المواد
- أكواب ورقية صغيرة (حجم مكتب طبيب الأسنان)
- جاتوريد ليمون مثلج، أو أي مشروب رياضي صافي
- صابون الأطباق السائل الشفاف
- ملعقة كبيرة من عصير الأناناس
- كحول الأيزوبروبيل بنسبة 90% إلى 100%
- أنبوب اختبار شفاف (زجاجي أو بلاستيكي) مزود بسدادة
- حامل أنبوب اختبار أو برطمان صغير أو كوب لحمله
- سيخ واحد من الخشب أو الخيزران
الاتجاهات
- ضع الكحول في الثلاجة في الليلة السابقة. (لن يتجمد، لكنك تحتاجه باردًا كالثلج.)
- ضع جميع أجهزتك على طاولة في مكان مضاء جيدًا.
- خذ جرعة كبيرة من المشروب الرياضي وتمضمض بها في فمك، بنفس الطريقة التي تغسل بها أسنانك عند طبيب الأسنان. استخدم أسنانك لكشط جوانب فمك بلطف أثناء المضغ، وذلك لتفكيك المزيد من خلايا الخد.
- احمس كثيرًا - عد حتى 100 على الأقل. ابصق المشروب الرياضي في كوب ورقي.
- صب محتويات الكوب الورقي في أنبوب الاختبار حتى تملأ الأنبوب حوالي الثلث.
- أضف بعناية ما يكفي من صابون الأطباق لملء نصف أنبوب الاختبار. ضع السدادة في الأنبوب.
- ضع إبهامك على السدادة وقم بتدوير الأنبوب ذهابًا وإيابًا، لأعلى ولأسفل، عدة مرات. لا تهزها - فأنت لا تريد مجموعة من الفقاعات أو الرغوة.
- افتح غطاء أنبوب الاختبار. أضف بضع قطرات من عصير الأناناس - فقط قم بتقطير بضع قطرات في المزيج. ثم قم بسداده وأدر أنبوب الاختبار مرة أخرى.
- أخرج الكحول من الفريزر وقم بفك أنبوب الاختبار مرة أخرى. قم بإمالة أنبوب الاختبار حتى تتمكن من صب القليل من الكحول في الأنبوب. تريد أن يطفو الكحول البارد فوق بقية المزيج. يساعد على تنقيط الكحول على جانب الأنبوب - خذ وقتك.
- ضع أنبوب الاختبار في الحامل واتركه في وضع مستقيم لمدة دقيقة واحدة على الأقل.
- بمجرد أن ترى طبقة من المادة اللزجة البيضاء بين عوامة الكحول وبقية كوكتيل بصاق خلايا الخد، أدخل السيخ ببطء في أنبوب الاختبار، بحيث يلامس طرفه المادة اللزجة البيضاء.
- حرك السيخ بلطف في اتجاه واحد، بحيث تلتف المادة اللزجة حوله، ويمكنك سحب عينة الحمض النووي الخاصة بك من أنبوب الاختبار.
ماذا يحدث
يحتوي المشروب الرياضي على أملاح تساعد على تحطيم أغشية الخلايا لإطلاق الحمض النووي. يجذب المنظف جزيئات الدهون والماء، لذا يساعد صابون الأطباق السائل على سحب الدهون والماء من الخلايا بعيدًا عن الحمض النووي. تعمل الإنزيمات الموجودة في عصير الأناناس على تحطيم أغشية الخلايا بشكل أكبر.
الحمض النووي يذوب في الماء ولكن لا يذوب في الكحول. لذا فإن الكحول البارد "يسحب" الحمض النووي من المحلول السائل. لقد تجمع تحت عوامة الكحول مباشرةً، وعندها يمكنك رؤيته. تريد خيوط الحمض النووي أن تلتف بشكل طبيعي، لذلك ستلتف حول سيخ إذا قمت بتدويره في اتجاه واحد فقط.
إذا كنت تريد الاحتفاظ بالحمض النووي الخاص بك لبعض الوقت للاستمتاع به، ضعه في وعاء طعام أطفال نظيف وفارغ مملوء بالقليل من الكحول. يمكنك استخدام هذه التجربة لاستخلاص الحمض النووي من الفاكهة مثل الفراولة أو الكيوي. محطة الخيال تشرح لك ذلك.
حقائق مذهلة وممتعة
- كل الأشخاص ذوي العيون الزرقاء لديهم سلف مشترك عاش في فترة ما بين 10000 و 6000 سنة مضت.
- أندر مزيج من الصفات الوراثية هو الشعر الأحمر والعيون الزرقاء. كلا هذين الجينين متنحيان، وواحد بالمائة فقط من البشر لديهم هذا المزيج.
- كل إنسان لديه بعض الجينات من سلف مشترك، وهي امرأة عاشت قبل 200 ألف سنة على الأقل والتي يسميها العلماء "حواء الميتوكونديا". أنت ترث تلك الجينات من والدتك.
- إذا كنت تكره أكل البروكلي، فاللوم على جيناتك. لقد ورث بعض الناس براعم التذوق التي تتفاعل بقوة مع المرارة الموجودة في الكرنب والبروكلي وغيرها من النباتات في جنس الكرنب. قد يكون البروكلي مفيدًا لك، لكن قل ذلك على لسانك. حظًا موفقًا في مشاركة هذه الحقيقة المفيدة مع والدتك.
- الموز عبارة عن تهجين جيني يسمى الهجين. كان الموز البري، القادم من أفريقيا، قاسيًا، وليس لذيذًا جدًا، ومليئًا بالبذور. جرب البشر أشكالًا مختلفة لإنتاج الفاكهة الحلوة والطرية الخالية من البذور التي نتناولها اليوم.
-
النسب الجيني المشترك الحمض النووي للإنسان والغوريلا متماثلان بنسبة 98 بالمائة. البشر أقرب جينيًا إلى الغوريلا من القرود الأخرى، مثل إنسان الغاب.
- يحدد كروموسوم واحد ما إذا كنت ولدًا أم فتاة. لدى الفتيات اثنين من الكروموسومات "X". XX يساوي أنثى. الأولاد لديهم كروموسوم "X" واحد وكروموسوم "Y" واحد - XY.
- الحمض النووي الموجود في خلية واحدة من جسمك أطول منك. إذا قمت بتمديد جميع خيوط الحمض النووي الخاصة بك بشكل مستقيم ووضعتها من طرف إلى طرف، فسيكون قطر الشريط حوالي ضعف قطر النظام الشمسي بأكمله.
المزيد للاستكشاف
يمتلك المتحف الأمريكي للتاريخ الطبيعي موقعًا تفاعليًا عبر الإنترنت، Ology، يقدم الكثير من الأنشطة على صفحة The Gene Scene. استكشف النماذج الرائعة التي يمكنك إجراؤها، والتجارب التي يمكنك تجربتها، وقسم الاستنساخ الذي يحتوي على كل ما يتعلق بالنعجة دوللي.
DNA موجود لتبقى بقلم الدكتور فران بالكويل، وهو كتاب مناسب للأطفال وموضح بشكل رائع وواضح عن علم الوراثة ويمكن للأطفال في سن المدرسة الوصول إليه ولكنه مكتظ بمعلومات سهلة الفهم للأطفال الأكبر سنًا أيضًا. جرب مكتبتك أو بائع الكتب عبر الإنترنت للحصول على نسخة جديدة أو مستعملة.
الجينات هي البداية فقط
علم الوراثة هو علم رائع ومتطور مع العديد من الألغاز التي يجب كشفها. إنه يكشف الكثير عن سبب ظهور الكائنات الحية وتصرفها بالطريقة التي تعمل بها. يقوم المزارعون وعلماء النبات بتجربة العثور على النباتات الأكثر صحة والتي تحتوي على أكبر عدد من الأزهار أو الفاكهة، أو الحفاظ بعناية على الأنواع الموروثة للأجيال القادمة. يقوم مربي الحيوانات بالمطابقة بين الذكور والإناث من النوع الذي يتمتع بأفضل السمات لإنتاج ذرية قوية.
يمكن أن يخبرك الاختبار أحيانًا ما إذا كنت قد ورثت جينًا عائليًا لمشكلة صحية. علم الوراثة يمنحك معلومات يمكنك استخدامها. لكنها لا تحددك. البيئة الخاصة بك لها تأثير كبير على صحتك، وكيفية تعلمك، والأنشطة التي تختارها، أو ما إذا كان لديك مزاج مشمس أو مهيب.في النهاية، يمكن لعلم الوراثة أن يفسر الكثير عنك. ومع ذلك، فإن قوة الطبيعة الحقيقية التي تقرر كيفية تشكيل حياتك هي أنت.
