ماذا يعني مفهوم تعدد المجموعة الكروموسومية polyploidy

ماذا يعني مفهوم تعدد المجموعة الكروموسومية polyploidy

يُعبر مصطلح تعدد المجموعة الكروموسومية polyploidy  عن حالة وراثية لامتلاك أكثر من مجموعتين كاملتين من الكروموسومات بمجموعة واحدة أو أكثر.

تحتوي جميع الكائنات الحية على مادة وراثية تُعرف بـالـ DNA / RNA وبنيانها الأساسي هو الجينات، وهي المادة المسؤولة عن:

• تحديد كلًا من المظهر الخارجي للكائن الحي.
• إظهار الطبيعة الجنسية الخاصة بالكائن الحي.

الجينات (Genes) هي الوحدات الأساسية التي يقوم عليها علم الوراثة والمرتبة على هيئة كروموسومات والتي تنتقل من إحدى الوالدين أو كلاهما إلى الابن عن طريق التزواج الجنسي أو اللاجنسي، ويتم من خلالها تحديد الصفات الجنسية والجسدية الخاصة بالمولود.

وتتتمثل وظيفة الجينات الأساسية في تعريف الخلية بشكلٍ كامل عن طريق المشاركة في صنع البروتينات المسؤولة عن اظهار أو اخفاء الصفات الظاهرية مثل لون الشعر والعين والطول أو الوظائف الخلوية داخل الجسم مثل عملية الأيض والتكاثر.

وتختلف الكائنات الحية في عدد المجموعات الوراثية الموجودة بالخلايا، فقد يكون الكائن الحي:

• Haploid وتعنى أحادي الصبغة. X
• Diploid وتعني ثنائي الصبغة مثل hg الانسان. 2X
• Polyploid أي مُتعدد الصبغات الوراثية. [1]

Haploid : ويعني احتواء الخلية على مجموعة واحدة من الكرموسومات  مثل الخلايا الجنسية في الانسان.[2]

Diploid: ويعني احتواء الخلية على مجموعتين كاملتين من الكرموسومات  مثل الخلايا الجسدية بالإنسان. [3]

Polyploidy: يتكون مصطلح Polyploidy من مقطعين هما:

• مقطع Poly ويعنى متعدد.
• مقطع ploidy وهي مجموعة الكروموسومات الموجودة في نواة الخلية. [1][4]

وتنتشر فكرة التعدد الصبغي بشكل كبير بين النباتات وذلك نتيجة لوجود أكثر من جينومين بالنواة عن طريق التسلسل الصبغي، مما يخلق نباتات:

• ثلاثية الصبغة 3X
• ثمانية الصبغة الوراثية octaploid مثل الفراولة 8X.
• سداسية الصبغة الوراثية مثل القمح.6X.

هل توجد أجناس نباتية مُتعدد الصيغ الصبغية

نعم، توجد العديد من الأجناس النباتية مُتعددة الصيغ الصبغية مثل العنب والفراولة.

ولتبسيط الأمر دعنا ننظر إلى الورود من جنس Rosa حيث يمتلك هذا النوع من الورود أحادي الصبغة على سبعة مجموعات من الصبغة الوراثية ولكن عند فحص أنواعًا مُختلفة من هذا النوع وُجدت أنواع:

• ثنائية الصبغة = 2× (7X) = 14 كوموسوم.
• ثلاثية الصبغة = 3× (7X) = 21 كوموسوم.
• رباعية الصببغة= 4× (7X) = 28 كوموسوم.
• خماسية الصبغة = 5× (7X) = 35 كوموسوم.
• سداسية الصبغة = 6× (7X) = 42 كوموسوم.
• سُباعية الصبغة = 7× (7X) = 56 كوموسوم.

الاستننتاج:  يحدث تنوع في الصبغة الوراثية بالخلايا الجسدية بين هذا النوع من الورود تحت سياق تسلسي مُعين هو 7X وهو مايعرف بتعدد المجموعة الكروموسومية للنوع الواحد. [1]

هل يُمكن حدوث ظاهرة تعدد المجموعة الوراثية بين الحيوانات

يوجد احتمال ضعيف بحدوث ظاهرة تعدد المجموعة الوراثية بين الحيوانات إلا أنه شائعٌ بشكل كبير بين الأجناس النباتية.

في حقيقة الأمر تصل نسبة النباتات متعددة الصبغة الوراثية إلى أكثر من 30٪ بالمقارنة مع النباتات ثنائية الصبغيات، وتختلف النباتات مُتعددة الصبغة الوراثية عن النباتات الشبيهة لها من نفس والأقل في عدد الصبغة الجينية في عدد من النقاط مثل:

• حجم الأعضاء المُختلفة من أوراق وخلايا.
• القدرة على مُقاومة الظروف البيئية المُختلفة.

أولًا، اختلاف الحجم: يكون حجم الأعضاء المختلفة مثل الأوراق والخلايا في النباتات متعددة الصبغيات أكبر من مثيلاتها من النباتات ثنائية الصبغة مثلًا.

مُقاومة الظروف البيئية: تستطيع النباتات متعددة الصبغيات مقاومة الظروف البيئية المعاكسة أكبر من مثيلاتها من النباتات ثنائية الصبغة مثلًا. [1]

كيف يصبح الكائن الحي متعدد الصيغ الصبغية

يصبح الكائن الحي مُتعدد الصيغ الصبغية عند حدوث خلل في مرحلة مـا من الانقسام الخلوي.

تمر الخلية الحيوية بعدد من المراحل الداخلية للحصول على خلية جديدة تحتوي على نفس المادة الوراثية الخاصة بالخلية الأبوية مرورًا بعددًا من الانقسامات، ويؤدي حدوث خلل في احدى هذه المراحل إلى ظهور خلايا مُتعددة الصيغ الصبغية مثل:

• عدم ارتباط الأمشاج ببعضها البعض.
• فشل السيتوبلازم في الانقسام. [4]

عدم حدوث ارتباط بين الأمشاج لتكوين الكروموسوم الواحد: مما يؤدي إلى تكون أمشاج أحادية الصبغة الوراثية تتحد بشكل تلاقئي مع أمشاج ثنائية الصبغة مكونة خلايا ثلاثية الصبغة الوراثية 3X.

الانقسام الستوبلازمي: يحدث الإنقسام السيتوبلازمي في المرحلة النهائية من الانقسام الخلوي إلى خليتين، عند فشل الخلية في احداث هذا الانقسام تتشكل خلايا رباعي الصيغة الصبغية 4X.

ما هي أنواع التعدد الصبغي الحادث في الكائنات الحية

• مُتَغَايِرُ الصيغ الصبغية Allopolyploids
• ذاتِيُّ متعدد الصيغ الصبغية Autopolyploids
• Autoallopolyploids.

يتم تصنيف الكائنات الحية مُتعدد الصيغ الصبغية إلى نوعين أساسين بُناءً على كون التكاثر الحادث قد تم بين نوعين مُتشابهين في المحتوى الجيني أو مختلفين وهما:

مُتَغَايِرُ الصيغ الصبغية / Allopolyploids: هو المحتوى الجيني المُشتق عن اندماج مجموعات هجينة من الكروموسومات ومن ثم تكرارها بشكل مُستمر.

يستلزم لخلق هذا النوع من الكائنات احداث دمجٍ بين نوعين مُختلفين من البداية وعادة مايتم ذلك بشكل صناعي لتحسين السلالة الناتجة.

ذاتِيُّ متعدد الصيغ الصبغية / Autopolyploids: هو المحتوى الجيني المُشتق عن اندماج نفس المجموعة الأساسية من الكروموسومات ومن ثم تكرارها بشكل مُستمر.

على سبيل المثال: إذا كان النوع المدروس من الكائنات الحية يمتلك صيغة ثنائية متشابهة من الكروموسومات (AA) فعند حدوث طفرات جينية تؤدي إلى تكون خلوي مُتعدد الصبغة الوراثية فإننا نتوقع ظهور تراكيب جينية:

• ثلاثية صيغتها AAA.
• رباعية صيغتها AAAA

ويُعتبر كلًا من الطماطم والفراولة والعنب أجناس ذاتية الصيغة مُتعدد الصبعية.

وعند الحديث عن النوع الأخير من أنواع التعدد الصبغي Autoallopolyploids فإننا نتحدث عن الدمج بين النوعين الأساسين المشروحين سالفًا لظهور نوع جديد يحمل الطبيعة الجينية لكلا النوعين. [1][4]