مبادئ عامة في علم الجينات

مبادئ عامة في علم الجينات

مبادئ عامة بلغة بسيطة لكي يفهم الجميع :

1) ما هو الكروموزوم chromosome ؟

الإجابة : عند الأنسان سواء ذركر أم أنثا هناك 46 كروموزوم في نواة الخلية، 23 جاؤوا من الأب و 23 من الأم، الكروموزوم عبارة على حزمة منظمة من الأديان ADN ( الحمض النووي) تحمل جميع المورثات ( على شكل أليلات Allèles ) و هذه الحزمة محمية ببروتينات خاصة ، نستطيع عزل الكروموزوم إلا في حالة الإنقسام الخلوي أما خارج هذه المرحلة يكون الكروموزوم على شكل كروماتين chromatine ذو البنية الطليقة القابلة لنسخ المورثات الى بروتينات خاصة .

 

2) ما هو الكروموزم الذكري chromosome Y ؟

الإجابة : يوجد في الزوج الكروموزومي الجنسي XY رقم 23 في الكاريوتيب caryotype عند الذكور فقط ، و يرمز له بحرف Y و مصدره هو الاب ، هذا الكروموزوم يمثل 2٪ من مجموع المعلومات الوراثية من أصل 46 كروموزوم ، و مصدره هو الأب أما زوجه الكروموزوم X مصدره هو الأم .

 

3) ما هو هبلوغروب الكروموزوم الذكري haplogroupe du chromosome Y ؟

الإجابة : هو مجموعة ضخمة و متتالية من المورثات ( على شكل أليلات Allèles ) تتكون من الحمض النووي الآديان ADN موجودة على الكروموزوم الذكري Y الذي يرثه الأنسان من آبائه أي أن هذه المورثات تتناقل من الآباء للأبناء الذكور من جيل لآخر lignée patrilinéaire .

4) ما هو هبلوغروب الآديان الميتوكوندري haplogroupes de l’ADN mitochondrial ؟ .. (ADN mt) .


الاجابة : الميتوكوندري mitochondrie عبارة على جهاز عضوي داخل سيتوبلازم الخلايا ذات النواة eucaryotes ، هذا الجهاز خاص بتزويد الخلية بالطاقة ATP ، داخل هذا الجهاز الذي يشبه ” البكتيريا” يوجد جينوم دائري الشكل génome circulaire يتكون من الحمض النووي آديان ADN ،

و هذا الجينوم ( يقابله الكروموزوم في نواة الخلية) عند الأنسان يحتوي على 37 مورثة gènes تنسخ منها معلومات لصنع 13 بروتيين خاص ، إنقسام هذا الجينوم الميتوكوندري لا علاقة له بالإنقسام الجنسي المنصف ، فبحكم وجوده في الميتوكوندري الموجودة في جميع الخلاية ،

هذا الجينوم موجود في البويضة أيضا ، و عند التلقيح أي حين يصب الحيوان المنوي معلوماته الوراثية داخل البويضة، تبدء هذه الأخيرة في سلسلة من الأنقسامات لتكوين الجنين و تنقسم معها و بداخلها الميتوكوندري ( مثل ما تنقسم البكتيريا) و بالموازات ينقسم الجينوم الميتوكوندري بصفة مستقلة تماما عن انقسام نواة البويضة الملقحة ، و لهذا الجينوم الميتوكوندري ينتقل فقط من الأم الى الابناء و بفضله نستطيع تحديد السلالة الأمومية لأي إنسان lignée matrilinéaire .

5) ما الفائدة من دراسة هبلوغروب الكروموزوم الذكري Y ؟

الأجابة : بفضلها نستطيع تتبع الأصول الأبوية للأفراد أو المجموعات البشرية سواء الأصول القريبة التي تجمع بين فردين مختلفين يلتقيان في الجد العاشر أو الخامس عشر مثلا، أو الأصول البعيدة التي تربط مجموعة أو قبيلة معينة بمجموعة إثنية معروفة مثل الفرس، الجرمان،الأمازيغ،المصريين ، المشارقة العرب أو الكرد أو الترك….

و أيضا تمكننا هذه الدراسة من فهم أصول مختلف الإثنيات التي تتكون من إثنيات أقدم منها مثل الأوروببين من ذوي الأصول الهندية و القوقازية و الروسية و الشمال أفريقية… أو العرب من ذوي الأصول الشمال أفريقية و المصرية و الحبشية و الهندية و الغرب آسياوية …

و كذلك تتبع الهجرات التي حدثة في الأزمنة القديمة و التي مكنتنا من إكتشاف أول نقطة أنتشر منها البشر بالقرن الأفريقي و تحديد عمر كل أثنية بتحديد عمر الهبلوغروب الخاص بها و ذلك بدراسة نوع و عدد الطفرات الوراثية التي أصابة الهبلوغروب المدروس بحيث تحدث طفرة كل 200 سنة تقريبا.

6) كم هو عدد أنواع هبلوغروب الكروموزوم الذكري Y ؟

الاجابة : 25 هبلوغروب و كل واحد يرمز له بحروف لاتينية A,B,C,E,J,K,O….

 

7) من هو أقدم هبلوغروب الكروموزوم الذكري Y ؟

الاجابة : الهبلوغروب ألف A و يشار لصاحبه الأول بتسمية آدم صبغي واي او آدم كروموسوم واي Adam Y-chromosomique و هو الجد الجامع للبشر الذي عاش في أفريقيا منذ 140.000 أو 338.000 سنة حسب آخر الدراسات لسنة 2013 ، أما حواء الميتوكوندريا Ève mitochondriale وهي المرأة التي ينحدر منها جميع البشر فقد عاشت في أفريقية منذ 140.000 أو 200.000 سنة تقريبا.

الهبلوغروب ألف A موجود في وسط أفريقية و هو يمثل السلالة الرئيسية لزنوج أفريقية.

 

8) ما هو الفرق بين مجموعة الهبلوغروب Y ؟

الاجابة : هو في نوع و عدد الطفرات الوراثية mutation génétique ، فمثلا الهبلوغروب ألف A أصيب بطفرة وراثية حولته الى الهبلوغروب باء B الذي أصيب هو كذلك بطفرة حولته للهبلوغروب سين C و هكذا الى أن وصلنا الى 25 نوع من الهبلوغروب .


9) هل الطفرة الوراثية التي تصيب هبلوغروب الكروموزوم الذكري Y تؤثر سلبا على صحة الإنسان ؟

الاجابة : لا بطبيعة الحال ، لأن مورثات هبلوغروب الكروموزوم الذكري هي من النوع الغير قابل للنسخ أو الغير مشفر gène non codant أي أنها ليست مسؤولة على انتاج أي نوع من البروتينات داخل الخلية .


10) ما هي أسباب الطفرة الوراثية ؟

الأجابة : هو تأثير عوامل المحيط Facteurs d’environnement مثل نوع التغذية ، نوعية الماء، المناخ،الجغرافية ، طريقة العيش، الأختلاط بنوع آخر من البشر…و تتغير هذه العوامل بفضل الهجرة البشرية ، فكل طفرة وراثية تخبرنا عن حدوث هجرة بشرية و بهذا استطعنا معرفة تاريخ الهجرات البشرية القديمة .


11) كيف نحدد عمر السلالات البشرية ؟

الإجابة : يتم ذلك بتحديد عمر الهبلوغروب الذي تنتمي إليه السلالة المدروسة، و نحدد عمر الهبلوغروب بحساب عدد الطفرات الوراثية بحيث كل طفرة تمثل 200 سنة تقريبا، و كل هذا انطلاقا من معرفتنا لأقدم هبلوغروب و هو الهبلوغروب ألف A.

12) ما هي الخطوات الأولى لإجراء الفحص الجيني لمعرفة لأي سلالة ننتمي ؟

 

الإجابة : أول شيئ يفعله الإنسان هو الأتصال بالشركات العالمية المتخصصة في هذا الميدان مثل شركة YFull أو 23andMe أو ForceADN أو FamilyTreeDNA أو AncestryDNA … … و يتجنب كل وسيط يدعي أنه ممثل لهذه الشركات لأنها تتعامل بشكل شخصي مع المعني بل تنشر نتائجه إلا بموافقته ، أما من يدعي في الجزائر أنه ممثل لتلك الشركات و يقوم بجمع العينات فحذروه ما هو إلا صعلوك سيسرق أموالكم فقط فلا وجود لأي فرع لتلك الشركات في الجزائر.

 

ثاني مرحلة ، و بعد دفع الشطر الأول من ثمن التحليل عن طريق البطاقة البنكية الدولية المغناطيسية ( لمختلف البنوك التي تقدم هذا النوع من الخدمات) ،سترسل لكم الشركة المعنية وسيلة جمع العينات و هي عبارة عن أنبوبا إختبار و كاشطان للأنسجة في كل كاشط مادة حافظة للأنسجة الخلوية مانعة للتلف ( أو تكون هذه المادة في الأنبوب حسب المخبر المتعامل معه)،

 

تقومون بفتح الأنبوب، تخرجون الكاشط دون لمس الطرف الكاشط الحاوي على المادة الحافظة، ثم تدخلون هذا الكاشط في الفم ( يكون الفم مفتوح سليم و نظيف من أي شيئ ) ، ثم تكشطون مخاطية الخد ( الأيمن أو الأيسر) ، ثم ترجعون الكاشط المحمل بخلايا مخاطية فمكم في الأنبوب، تقومون بالضغط على الجزئ العلوي للكاشط لكي يسقط الجزئ السفلي الحامل للطرف الكاشط الحاوي على خلاياكم داخل الأنبوب ثم تغلقون بإحكام ،

 

تقومون بنفس العملية باللنسبة للأنبوب الثاني، ثم ترسلون العينات مع كل المعلومات المطلوبة منكم عن هويتكم للشركة المعنية ،ثم دفع الشطر المتبقي من ثمن التحليل لكي ترسل لكم نتائجكم ( الدفع يكون حسب الإتفاق) و النتائج ستظهر بعد عدة أسابيع لغاية بضعة أشهر و ستصلكم عن طريق النات…. عملية بسيطة جدا .

https://www.youtube.com/watch?v=AN07Adpu7Bs

13 ) ما هو دي أن ٱي DNA الذي ستفحصه تلك المخابر و مما يتكون ؟

الإجابة : DNA الموجود في الكروموزومات الموجودة داخل نواة الخلية ( أو داخل الميتوكوندري) هو عبارة على معلومات عن كل شيئ متعلق بكيفية خلقنا أي خصائصنا الفيزيولوجية و المورفولوجية من لون البشرة و الطول و القوة أو الضعف و زمرة الدم و حتى أمراضنا المزمنة التي ستصيبنا و خصائصنا البسيكولوجية الغير مكتسبة ….

و هذه المعلومات مكتوبة بأربعة أحرف ” بيو كيميائية ” تسمى بالنوكليوتيدات Nucléotides و كل نوكليوتيد يتكون من : سكر خماسي ريبوز منقوص الأكسجين + مجموعة فوسفات+ قاعدة النيتروجينية إما أدنين ( A ) أو ثايمين ( T ) أو جوانين ( G ) أو سايتوسين ( C ) ، بحيث كل قاعدة نيتروجينية ” A ” ترتبط بقاعدة نيتروجينية” T” ، وكل قاعدة نيتروجينية ” G” ترتبط بقاعدة نيتروجينية ” C ” .( أنظر الشكل).

هندسيا ادي أن آي DNA أو الحمض النووي يشبه السلم الملولب و درجات هذا السلم هي الأزواج النيتروجينية T-A و C-G التي تربط أطراف هذا السلم المتكونة من بقية مكونات النوكليوتيدات ( سكر خماسي ريبوز منقوص الأكسجين + مجموعة فوسفات).

الفحص الجيني للتعرف على أصل السلالة الجينية التي ينتمي لها المفحوص تقتصر فقط على فحص DNA الغير مشفر non codant للكروموزوم الذكري Y الذي يسمى بهبلوغروب الكروموزوم الذكري Y .

14 ) كيف يتم الفحص الجيني في المختبر لمعرفة الأصول الحقيقية للإنسان؟

الإجابة : بعد عزل الكروموزوم الذكري Y من خلايا العينات ( خلايا مخاطية الفم تكفي ) تجرى سلسلة من التحاليل لمعرفة نوع هبلوغروب الكروموزوم الذكري Y أولا للكشف عن السلالة العلوية (المرتفعة) مثل الكشف عن الهبلوغروب E أو R أو L أو T … ثم تجرى سلسلة أخرى من التحاليل لمعرفة السلالة التحتية مثل E-M81 أو R-M73 أو L1b1a4 أو G-L497…..و ذلك بدراسة نوع التحورات ( الطفرات الوراثية) و أهم هذه التحاليل هي :

-***- الطريقة الأولى ::

فحص تعدد أشكال النوكليوتيدات المفردة أو SNP أو single nucleotide polymorphism : هي دراسة كاشفة ، تكشف عن عدد و نوع و موقع الطفرة الوراثية نوع SNP و هي طفرة تصيب نوع واحد من نوكليوتيدات الحمض النووي DNA (أنظر الشكل) أين يتم كشف عدد و نوع و مواقع الطفرات SNP لتحديد هبلوغروب الكروموزوم الذكري Y ( أو الميتوكوندري) الذي ينتمي إليه الشخص المفحوص ، لكن يجب معرفة ما يلي للمزيد من الفهم :

ـــ1ــ تعدد أشكال النوكليوتيدات المفردة أو SNP هي طفرة وراثية تمس نكليوتيد واحد في مقطع معين و معروف الموقع مسبقا على المورثة و هذه الأخيرة تتكون من عدة مقاطع ( أنظر الشكل) .

 

ــ2ــ وسيلة الكشف عن هذا النوع من الطفرات تتمثل في مصفوفة دي إن إيه الدقيقة DNA microarray أو Puce à ADN و هي شريحة زجاجية 6 سم على 3 سم فيها مقاطع دي أن آي معروفة التركيب مسبقا marqueurs SNP ( طولها 15 ال 20 نيكليوتيد ) و مثبتة في نقاط معروفة sondes مهمتها الكشف عن هوية الطفرة SNP الموجودة في دي أن آي المستنسخ ADNc أو ADN complémentaires من دي أن آي DNA المراد فحصه ،

بحيث كل نقطتان فيهما مقطع غير حاوي على طفرة أما النقطة الثانية فيها مقطع حاوي على طفرة SNP معروفة مسبقا ( أنظر الشكل) ، أما تلك المقاطع المنسوخة تكون موسومة بمادة مشعة (fluorochrome) ( سيانين 3 ذو إشعاع أخضر أو سيانين 5 ذو إشعاع أحمر) و الأشعاع يحدث فقط عند ألتصاق hybridation المقاطع المنسوخة بالمقاطع المثبتة في الشريحة الزجاجية بسبب التكامل الكيميائي بين الأربع قواعد النيتروجينية ( A=t et C///G)

و في النهاية نتحصل على نقاط مشعة تدل على غياب الطفرة و نقاط مظلمة تدل على عدم التكامل الكيميائي الدال على وجود طفرة وراثية و يتم التعرف على نوعها و موقعها بمعرفتنا المسبقة لتركيبة و مواقع مقاطع الدي أن آي الكاشفة المثبتة على الشريحة الزجاجية و الواقعة في نقاط الظل و الحاوية على الطفرة المعروفة المراد كشفها و القرائة تكون آلية لأننا نتكلم على أكثر من مليون نقطة …

و هذا كله شرح مبسط لطريقة de novo لكشف SNP لمختلف التطبيقات و ليس لفحص هبلوغروب الكروموزوم الذكريY و هبلوغروب دي أن آي الميتوكونري فقط.

ـــ3ــ عدد الطفرات الوراثية نوع SNP الخاصة بالكروموزوم الذكري Y هو 63 طفرة معروفة و مدروسة هذا لا يعني أن هناك 63 فقط ، أما عددها في الجينوم البشري 5 ملايين منها 800.000 قيد الدراسة و 177.594 مدروسة و معروفة.

ــ4ــ توجد طفرة وراثية نوع SNP كل 100 الى 1000 نيكليوتيد على طول شريط دي أن آي البشري .

ـــ5ــ بين فردين مختلفين يوجد حوالي 3 مليون طفرة نوع SNP في مجموع الجينوم الخاص لهما و هي تحدد الإختلاف بينهما

ــ6ــ الدي أن آي المفحوص يستنسخ على شكل آي ران آن الرسول ARNm الذي يستنسخ بدوره الى دي أن آي منسوخ ADNc و هو صورة طبق الأصل للدي أن آي DNA المراد فحصه ، و هذه النسخة على شكل شريط double brin نقوم بفصلها الى خيطين متساويين متكاملين ،

ثم نجزء خيط واحد simple brin الى ملايين المقاطع séquences d’ADN طولها من 15 الى 20 نيكليوتيد لكل مقطع , و كمية او عدد هذه المقاطع معروفة و متطابقة مع عدد المقاطع الكاشفة المثبتة في الشريحة الزجاجية puce à ADN ، الطفرات SNP فقط هي المجهولة .

ـــ7ــ هذه الطريقة Principe d’utilisation de la puce à ADN هي أحدث ما توصل اليه الخبراء في الكشف عن الأمراض الوراثية maladies a transmission génétique أي أن استعمالها اوسع بكثير من موضوعنا هذا و لها عدة طرق غير التي ذكرناها…….. .

2) الطريقة الثانية : 

فحص Y-STR أو short tandem repeat أو المايكرو ساتيليت microsatellite : هي دراسة مقارنة ،تقارن بين البصمة الوراثية لسلالة معروفة مسبقا مع البصمة الوراثية للسلالة المدروسة (مثل فحص إثبات الأبوة أين نقارن السلالة الأب المزعوم بالسلالة الجينية للإبن المزعوم أو عملية التعرف على هوية المجرمين) و يكون ذلك بمقارنة تكرار STR أو المايكرو ساتيليت و هي قطع من دي أن آي ,الميكرو ساتيليت يتكون من تكرار نموذج معين (أقل من 10 نماذج مكررة عادتا) ، و النموذج يتكون عادتا من أربعة نيكلوتيدات متسلسلة تتكرر هذه النماذج في الميكرو ساتيليت .

و تتم الإشارة لنوع تلك النماذج بواسطة مركرات نوع DYS ..تعني ( D = تعني دي أن آي، Y= تعني الكروموزوم الذكري ، S= أو الميكرو ساتيليت أو STR ) و هذه النماذج من النوع الغير مشفر non codant تختلف من شخص لآخر و هي مشتركة لنفس نوع هبلوغروب الكروموزوم الذكري Y ، و كل واحدة لها موقع خاص و معروف إما على الذراع الطويل “q” أو القصير “p” للكروموزوم الذكري Y فمثلا :

الماركر DYS391 يرمز للموذج TCTA .
الماركرDYS393 يرمز للموذجAGAT.
الماركرDYS505 يرمز للموذج TCCT .
الماركرDYS458 يرمز للموذج GAAA.

و هناك ماركرا ترمز لأكثر من نموذج ، و هناك 111 من هذه الماركرات التي بفضلها نتعرف على نوع هبلوغروب الكروموزوم الذكري (و هناك من هي خاصة للتعرف على البصمة الوراثية لشخص معين للكشف عن هويته) .

ــــ مثال عن طريقة قرائة النتائج :

مجموع هذه النماذج موجودة في مناطق معروفة من الكروموزوم الذكري ( موقع كروموسومي locus ) ، بعد عزلها تخضع تلك القطعة من الحمض النووي المراد دراستها لعملية تكثيف amplification type PCR ثم الوسم ثم تستخدم تقنية الرحلان الكهربي في وسط هلامي électrophorèse sur gel لفصل المادة الوراثية حسب حجمها بحيث تتم الرحلة نحو القطب الموجب لأن الحمض النووي سالب الشحنة ، ثم نقرء النتائج ( أنظر الشكل) , هناك تقنية جديدة عوضت هذه التقنية لها نفس المبدأ لكن الرحلة تتم في قنواة دقيقة جدا électrophorèse capillaire .

ـــــ مثال عن سلالة يهود كوهين :

الماركر نوع DYS393 مكرر 12 مرة.
الماركر نوع DYS390 مكرر 23 مرة.
الماركر نوع DYS19 مكرر 14 مرة.
الماركر نوع DYS391 مكرر 10 مرة.
الماركر نوع DYS388 مكرر 16 مرة.
الماركر نوع DYS392 مكرر 11 مرة.

فمن لديه نفس الماركرات بنفس التكرار فهو من يهود كوهين المنحدرين من هارون أخ سيدنا موسى أي من قبيلة لاوي بن يعقوب بن إسحاق بن ابراهيم عليهم السلام .

 
Share on facebook
Share on google
Share on twitter
Share on whatsapp
Share on linkedin
Share on email
Share on skype

اترك تعليقاً