ما هي ظاهرة العبور الجيني ؟.. ومتى تحدث وأين

ما هي ظاهرة العبور الجيني

إن  ظاهرة العبور الجيني هي عبارة عن عملية تبادل للمواد الجينية بين الكروماتيدات غير الشقيقة

الكروموسوم

ات المتماثلة أثناء الانقسام الاختزالي المعروف في

الإنجليزية

باسم (MEIOSIS)، ويحدث ذلك أثناء تكوين خلايا البويضات والحيوانات المنوية، ويحدث في الكائنات التي تتكاثر جنسيًا ولا جنسيًا أيضًا، والغرض من ظاهرة العبور الجيني هو حدوث خلط للمادة الوراثية بين الكائنات الحية وذلك بهدف حدوث اختلاف جيني بين النسل، ولقد تم اكتشاف عملية العبور الجيني من خلال

ذبابة الفاكهة

السوداء المعروف باسم حشرة الدروسفيلا، والتي لوحظ عليها حدوث الانقسام الاختزالي، وذلك على يد طبيب يدعى ميلانجوستر (D. melanogaster) في عام 1925م، لكن لم يتم إرفاق أي شرح تفصيلي لهذه الظاهرة بالتالي حاول العلماء من بعده وضع العديد من الافتراضات عن كيفية حدوث هذه الظاهرة ومنها ما قالوا أن ظاهرة الطفرة النقطية قد حدثت لأن هناك بعض الجينات التي تمتلك القدرة على التخلص من الكروموسوم الذي تتواجد عليه، لكن في عام 1936 قام

العالم

كورن ستيرت (Curt Stern) بوضع شرح تفصيلي عن كيفية حدوث هذه الظاهرة وأن عبور الجينات ما هو إلا نتيجة حدوث انقسام اختزالي مباشر.

طريقة حدوث ظاهرة العبور الجيني

تحتوي كل خلية ثنائية الصبغيات على نسختين من كل كروموسوم، واحدة مشتقة من الأمشاج الأم والأخرى من شتقة أمشاج الأب، وتسمى هذه الأزواج بالكروموسومات، كل كروموسوم منها مشتق من أحد الوالدين، وعندما تخضع الكائنات ثنائية الصبغيات للتكاثر الجنسي، فإنها تنتج أولًا أمشاج أحادية الصيغة الصبغية من خلال الانقسام الاختزالي، وذلك خلال المرحلة الأولى منه، ومن هنا تحدث ظاهرة العبور الجيني أثناء الانقسام الاختزالي، وذلك عندما تصطف الكروموسومات المتجانسة التي هي من نفس النوع على الصفائح الانتصافية، كما تكون هذه الكروموسومات متماسكة بسبب ألياتها البيولوجية، تصطف الكروموسومات المتجانسة، ثم تنكسر خيوط الكروموسومات المتماثلة المضاعفة وتتحد مع نفس الخيط المتماثل الآخر وتكون ما يعرف بالكروماتيد وهو الذي يحتوي على الصفات الجينية التي تنتج عن ظهورها نمط ظاهري، هذا النمط يتم

تحديد

شكله بُناءً على الطريقة التي تصطف بها الكروموسومات في المرحلة التي تحدث مباشرةً قبل الانقسام وتسمى مرحلة الطور البيني، لذلك إن كان لديك كروموسوم 1 في صف واحد، فسوف تنكسر خصلة واحدة من هذا الكروموسوم، وسوف يحصل لها تجدد مع الكسر المماثل في الكروموسوم الآخر 1، بالتالي تتكون بعض الكروموسومات الناتجة عبارة عن مؤتلف – يحتوي على مزيج من الجينات المشتقة من كروموسومات الأم وكذلك الأب.

متى يمكن أن يحدث العبور الجيني

يعرف العبور الحيني في الإنجليزية باسم


(Crossing over)


وهو عملية يحدث فيها تبادل للجينات الوراثية عن طريق محاذاة الكروموسومات المقترنة من كل والد بحيث تتقاطع تسلسلات الحمض النووي المتشابهة من الكروموسومات المزدوجة مع بعضها البعض، وذلك أثناء عملية تكوين البويضات والحيوانات المنوية أثناء حدوث الانقسام الاختزالي، ومثل هذه العملية تؤدي إلى حدوث خلط للمادة الوراثية وبسبب هذا يحدث ما يعرف بالاختلاف الجيني الملاحظ بين النسل.

أين تحدث ظاهرة العبور الجيني

تحدث ظاهرة العبور الجيني في الخلية، ويحدث ذلك خلال دورة حياة الخلية، ولكن قبل وصولها لطور الانقسام المنصف، ويحدث ذلك أثناء تكوين خلايا البويضات والحيوانات المنوية، ويحدث في الكائنات التي تتكاثر جنسيًا ولا جنسيًا أيضًا، أي أنه ليس مقتصرًا على كائن معين بل هو يحدث لجميع الكائنات الحية وذلك حتى تضمن هذه الكائنات بقاء صفاتها الوراثية لأجيالٍ وأجيال. [1] [2]

آلية حدوث عملية العبور الجيني

أثناء حدوث الانقسام تكون الكروموسومات في حالة مضغوطة ومعقدة للغاية، ولكي يتم حدوث النسخ المتماثل للكروموسومات يجب أن يحل التعقيد أولًا، ويتم حلها عندما تنكسر الإنزيمات في عدة نقاط على طول الكروموسومات ، مما يسمح لها بالاسترخاء والنسخ، وبعدها تقوم مجموعة أخرى من الإنزيمات بإعادة تثبيت الأجزاء المكسورة من الحمض النووي، وتصطف أزواج الكروموسومات على مقربة من بعضها البعض أثناء هذه العملية، وعندما تكون الكروموسومات غير ملتفة ومجزأة يمكن تبديل أجزاء الحمض النووي ذات الأحجام المتساوية ثم إعادة لصقها، وذلك حتى يتشكل لنا كروموسوم بمزيج من الأليلات المختلفة عن الأليلات التي بدأ بها.

اهمية العبور الوراثي للكائن الحي

يمكن تعريف الجين على أنه

الوحدة

الوراثية التي تنقل الصفات من جيل لآخر، وتتألف هذه الجينات من سلاسل طويلة تعرف بالكروموسومات، وتتكون هذه الكروموسومات من الحمض النووي، ويقوم علماء الوراثة بتعريف عملية العبور على أنها عملية تبادل جيني تحدث خلال دورة حياة الخلية ويحدث ذلك أثناء تكوين خلايا البويضات والحيوانات المنوية، حيث تحتوي كل خلية ثنائية الصبغيات على نسختين من كل كروموسوم، واحدة مشتقة من الأمشاج الأم والأخرى من شتقة أمشاج الأب، وتسمى هذه الأزواج بالكروموسومات، ويحدث في الكائنات التي تتكاثر جنسيًا ولا جنسيًا أيضًا، والغرض من ظاهرة العبور الجيني هو حدوث خلط للمادة الوراثية بين الكائنات الحية وذلك بهدف حدوث اختلاف جيني بين النسل.

لذلك تعتبر عملية حدوث العبور الوراثي شيء مهم جدًا للكائن الحي، فهي العملية التي تحافظ على التنوع الجيني بين البشر، مما يسمح لملايين التوليفات الجينية المختلفة بالانتقال من الآباء إلى الأبناء، والتباين الجيني مهم جدًا لاستمرار

الحياة

البشرية على المدى الطويل، فمن دون حدوث عملية العبور لا يمكن للانقسام الاختزالي والانقسام الفتيلي أن يحدث مما لا يسمح بوجود التنوع الجيني، والتنوع الجيني الضروري للكائنات الحية فهو الذي يضمن لنا استمرارية البقاء على قيد الحياة في جميع الظروف التي قد تطرأ علينا مما يسمح لنا بالتكيف معها مثلما تكون، لذلك يمكن اختزال أهمية العبور الجيني في أنه زيادة فرص التنوع فى الصفات الوراثية بين أفراد النوع الواحد مما يساعد على بقائها وتطورها.

كما أن ظاهرة العبور الجيني مهمة جدًا من حيث أن لها دور كبير في حدوث عملية إصلاح التلف المزدوج الذي قد يصيب الحمض النووي، بالتالي هي ذات أهمية للكائن الحي، وذلك لأن وجود ما يعرف بـ الأليلات السائدة المتجانسة له فعالية أكبر من الأليلات الغير المتجانسة، وهذا يعتبر من الأساليب الشائع استخدامها في التجارب العلمية للجينات في الكائنات الحية مثل حشرة الدروسفيلا، وغيرها من الكائنات التي يحدث فيها عملية العبور الجيني.

الضرر من حدوث ظاهرة العبور

سبق وعلمنا عن مدى أهمية حدوث ظاهرة العبور، والتي هي مهمة من أجل بقاء الكائن الحي على قيد الحياة، لكنها على الرغم من ذلك لها عيب قاتل، فظاهرة العبور تحدث في خلايا الكائنات الحية سواء التي تتكاثر جنسيًا أو لاجنسيًا، مما يسمح بتكاثر الخلايا حتى وإن كانت ضارة بالكائن الحي، والمقصود بها هنا هي الخلايا السرطانية التي تتناقل عن طريق حدوث ظاهرة العبور متسببة في انتشار السرطان في جميع أنحاء

الجسم

مما قد يسبب الإصابة بالأورام السرطانية المميتة، أو أنه من الممكن أن تقوم الخلية بإنتاج طفرة متجانسة للجين الحامل للورم السرطاني مما يؤدي إلى انتشار الورم أيضًا. [3]