طرق انتقال الصفات الوراثية

تنتقل الصفات الوراثية في الاحياء بنوعين من الانتقال العمودي وهو توارث المواد الوراثية من الاباء الى الابناء بواسطة تضاعف المادة الوراثية للخلايا الابوية ثم توزيعها على الخلايا الناتجة الذي يكون متساويا لذلك تظهر الخلايا البنوية بنمط مظهري مشابه لآبائها. والطريق الثاني هو الانتقال الأفقي او الانتقال الجانبي (LGT) Lateral gene transfer وهو المستعمل في الهندسة الوراثية وتحسين السلالات. والانتقال الجانبي او الافقي يمكن ان يحصل طبيعيا بين الاحياء. وسواء كان الانتقال عموديا او بشكل افقي في الحالات الطبيعية فانه بالإضافة الى ضرورته في انتاج احياء جديدة فانه يزيد من احتمالية الطفرات النادرة وتجمعها في كائن واحد ليبرز تحت الضغط الانتخابي او الانتخاب الطبيعي تحت ظروف لا تلاؤم الاباء.

ان الانتقال الافقي والتداخل بين الاحياء المجهري يساعد في تطور الاحياء بسرعة اكبر من اعتماد الاحياء على حدوث الطفرات لوحدها. وهذه تكون ذات اوجه فبالنسبة للخلايا تعد مهمة كي تتلاءم مع بيئتها وبالنسبة للإنسان تكون هذه ذات اوجه أيضاً فبواسطتها يمكن الحصول على احياء كفوءة في مجالات الانتاج الحيوي ولكن في المجال الطبي تكون كارثية، فان تبادل المعلومات الوراثية او حصول اعادة ترتيب جينومات الاحياء ادى الى ظهور وانتشار البلازميدات والقافزات المسئولة عن مقاومة الأدوية والمضادات الحيوية على وجه الخصوص المستعملة في علاج الامراض الناتجة عن الاصابات كما أدت الى زيادة ضراوة بعض الممرضات مثل تغاير طور المستضدات السوطية في salmonella او تغير المستضدات السطحية للبكتريا Neisseria و Borrelia.

وعمليات تبادل المعلومات الوراثية في الخلايا بدائية النواة التي قد يستعار بعضها للاستعمال في الخلايا حقيقية النواة قد يؤدي الى إحلال أليل Allele او نسخة الخلايا الواهبة مكان جين الخلايا المستلمة، وتتم العمليات بإحدى الطرق : وهي التحول Transformation والتنبيغ Transduction والاقتران Conjugation والموضحة في الشكل (1)

شكل 1 : طرق انتقال المعلومات الوراثية في البكتريا

ونظرا لكون DNA الخلايا الواهبة لا يمكنه الاستمرار على البقاء في الخلايا المستلمة (في بعض الأحياء) الا ان يكون جزءا من متضاعف لذلك فحصول التأشب لقطع DNA الداخلية مع جينوم الخلايا المستلمة يكون ضروريا لانتاج جين ثابت، والحقيقة ان عملية التأشب تحصل بكفاءة عند تكون الخلايا الواهبة والمستلمة من النوع نفسه او من انواع متقاربة نظراً لتأثير نظام الإصلاح MMR  ولا تحصل عملية انتاج جينوم ثابتة الا بعد مدة، اذ ان الكشف عن الخلايا المتأشبة والتي حصل تغير في مادتها الوراثية تكون بنمط مظهري يختلف عن الخلايا الواهبة والمستلمة وهذا يعني ان الخلايا يجب ان تنمو وتنقسم وهذه المادة توصف بتلكؤ الانعزال Segregation التي يتبعها تلكؤ النمط المظهري Phenotypic lag وبعد المرور بهذه الاطوار يمكن الكشف عن الخلايا المستلمة التي نجحت في استلام قطع من DNA الخارجي. ولذلك تربط المواد الوراثية او الجينات من الخلايا الواهبة الى جينات اعلان Reporter gene للاستدلال على عمليات نجاح نقلها .ومن الجدير بالذكر ان العديد من البكتريا تملك أنظمة للتقطيع والتحوير Restriction modification systems التي تتكون من انزيمات تحوير تقوم بمثيلة الادنين والسايتوزين في تواليات محددة من DNA  اما انزيمات القطع مثل انزيمات القطع الداخلي التي تقوم بفلق DNA  الغريب الذي لا يحوي على مثل هذه التحويرات في التواليات المحددة والخاصة، اضافة الى ان بعض انزيمات القطع يمكن ان تقطع حتى DNA الحاوي على مجاميع المثيل.

ان هذه الانظمة قد تكون نشأت في البكتريا لحمايتها من غزو العاثيات والبلازميدات هي تشكل حاجزا وراثيا مهما امام عمليات التبادل الوراثي بين السلالات والانواع. ويمكن ان توجد الانظمة على البلازميدات Plasmid borne RM systems والتي تبقى في الخلايا لحمايتها وذلك لان فقد البلازميدات وسائلها الدفاعية يمكن ان يؤدي الى قتل الخلايا بالمواد المنقولة إليها.

المصادر

الخفاجي , زهرة محمود (2008) . التقنية الحيوية الميكروبية (توجهات جزيئية ) . معهد الهندسة الوراثية والتقنية الحيوية . جامعة بغداد .

مواضيع ذات صلة

الحوامض النوويـــة

تنظيم جينوم الاحيـــاء

التعبير الجيني العام Gene Expression

الانتساخ والترجمـة

جينوم الخلايا بدائية النواة

مشاركة التواليات القصيرة في التطور

البلازميدات

القافزات Transposons

جينوم الخلايا حقيقية النواة

جينومات الفيروسات

تنظيم التعبير الجيني

المنظمات ونقل الاشارات Regulons and signal transduction