"لماذا أشبه أبي؟"، ربما يوما ما سألت نفسك هذا السؤال، وكانت الإجابة أنك لا تشبه أبيك فقط وإنما هناك تشابه ما بينك وبين والديك، طغى تأثير أحدهما على الآخر، ليس هذا فقط، وإنما هناك تشابه ما تحمله من أسلافك وكما يقول المثل "الأطفال يشبهون الوالدين" والسبب في ذلك هي العوامل الوراثية، وذلك وفقا لما جاء في "سبوتنك" عربي. السبب الذي تسمعه دائما أنها "وراثة"، فما هو معنى مصطلح العوامل الوراثية، وكيف عرفناها، وما تأثيرها، وهل يمكن أن تكون سببا لاكتساب صفات معينة؟
هناك أسئلة أخرى قد تبدو سهلة، لكنها أكثر عمقا؛ لماذا تلد المرأة طفلا بشريا؟ بينما تلد أنثى الحصان مهرا؟ وأنثى الكلب جروا؟ بمعنى أشمل لماذا يلد كل كائن كائنا يشبهه؟ أيضا هذه الإجابة ستجدها في علم الوراثة.
في هذا التقرير نحاول تبسيط هذا الفرع الكبير من علم الأحياء، سنتعرف معا على نشأة علم الوراثة، وكيف توصل إليه العلماء؟ وما أهمية وجود خرائط جينية في حياة البشر؟
• ما هو علم الوراثة؟
علم الوراثة هو علم يهدف لدراسة الظاهرة البيولوجية وهي فرع من فروع علم الأحياء، وتعرف العوامل الوراثية على أنها ناقل الصفات عبر الأجيال.
عرف الإنسان الوراثة، قبل أن يظهر تعريف علم الوراثة، ولا آلياته، فالإنسان قديما كان يستخدم بشكل بدائي توريث الصفات الوراثية، استخدم ذلك في النباتات، فمثلا يقوم الفلاحون بانتقاء أفضل البذور لإعادة زراعتها للحصول على محصول أفضل، وكذلك كان رعاة الأغنام والخيل، يحرصون أن يزوجوا الإناث التي تتمتع بصحة جيدة بالذكر القوي الذي يتمتع أيضا بصحة جيدة وقوي بهدف تحسين النسل الحيواني، وحتى في البشر، كان الرجال يحرصون على الزواج من النساء الجميلات بنات الرجال الأقوياء، للحصول على أبناء أقوياء ويتمتعون بدرجة عالية من الجمال، وبالعكس كان الرجال الأقوياء يحرصون على زواج بناتهم برجال أقوياء للسبب نفسه.
هذه الطريقة البدائية التي اتبعها الإنسان لتحسين محصوله أو نسل حيواناته، أو حتى نسله هو شخصيا، مارس ذلك قبل يكتشف الحمض النووي وقبل أن يعرف تركيبه أو الطريقة التي يتناسخ بها، وقبل أن يفهم الانقسام المنصف في الخلايا، أو ما عرف بعد ذلك ب"علم الوراثة الكلاسيكي".
وبذلك تعرف المراجع الطبية "علم الوراثة "بأن هذا فرع من العلوم يهتم بدراسة التوارث التي تتناقلها الأجيال المتعاقبة من الأحياء، وكيفية انتقالها، وتأثيرها على صفات الكائنات، وهو ما يتم عن متابعة ما يسمى وحدات التوارث (الجينات)، وهو أحد الفروع الأساسية لعلوم الحياة، يهتم بدراسة التشابه والاختلاف بين الأجيال المتعاقبة للكائن الواحد.
بشكل مبسط، يمكن تعريف علم الوراثة بأنه ذاك الفرع من العلوم الذي يدرس الجينات وما ينتج عنها من تنوع الكائنات.
ولا يدرس علم الوراثة هذه الصفات للإنسان فقط، وإنما لكل الكائنات، بل بداية معرفة علم الوراثة بشكله الحديث، كانت بمراقبة النباتات، وهو ما قام به غريغور مندل مؤسس علم الوراثة الحديث.
• تاريخ علم الوراثة
عرف الإنسان علم الوراثة منذ قديم الزمن، لكنه لم يكن يعرف الآلية التي يتم بها، بل لم يكن هناك وقتها مسمى بهذا "علم الوراثة"، وكانت تطلق عليها مسميات أخرى. حتى جاء القرن التاسع عشر، وظهرت أبحاث الراهب النمساوي غريغور مندل، الذي وضع فيها أفكاره بشأن الوراثة، والتي يمكن وصفها بأنها القوانين الأساسية لعلم الوراثة، والتي عمل عليها العلماء من بعده وبفضلهم وصلنا إلى ما وصلنا إليه اليوم في هذا العلم الواسع.
مندل الذي درس الفلسفة في جامعة "ألمونز"، ثم درس الدين ليصبح راهبا مسيحيا، والتحق برهبنة الاب أغسطينوس في دير القديس توماس في برنو، على غير رغبة عائلته، ثم أرسله الدير لدراسة الرياضيات والفيزياء وعلم النبات في جامعة فيينا، عاد إلى الدير بعدما أتم دراسته، وكان لديه اهتمام خاص بالنباتات، وبين عامي 1856 و1863 أجرى تجارب نبات البازلاء، في محاولة منه لمعرفة تأثيرات العوامل الوراثية على النباتات الهجين، أجرى مندل دراسته على نحو 5000 نتبة من البازلاء زرعها في حديقة الدير.
وعمل الراهب مندل على تهجين نباتات البازلاء التي تحتوي على صفات متناقضة واضحة، وتابع ما سينتج عن ذلك، وعن الكيفية التي يتم بها انتقال الصفات الوراثية من الآباء إلى الأبناء.
وخلص مندل إلى ما أطلق بعد ذلك "الوراثة المندلية" أو قوانين مندل في الوراثة، وهي ببساطة تلك القواعد التي تبين الآلية أو الطريقة التي تنتتقل بها الجينات للأجيال المتعاقبة.
ووضع مندل قانونيين هامين، هما قانون "عزل الصفات/ الفصل"، ويرى فيه مندل إن هناك نوعين من الصفات تكون الجينات (الأليل)، الصفات السائدة والصفات المتنحية، ويرى أن هذه الصفات تورث للأجيال بشكل عشوائي.
أما القانون الثاني فأطلق عليه اسم "التوزيع المستقل/ التوزيع الحر"، يرى فيه أن هذه الصفات "الأليل" تُورث إلى الأبناء بصورة مستقلة عن بعضها البعض، مقترحا أن هذا الانتقال يتم وفق قوانين إحصائية أساسية.
لم يتم الاحتفاء بما وصل إليه مندل في البداية، ومات مندل في عام 1884 عن عمر يناهز 61 عامًا، دون أن يحصل على أي تقدير فيما توصل إليه في هذا العلم.
• أنصاف العالم مندل
في عام 1900 قام ثلاثة علماء أوروبيين وهم هوغو دي فريس، كارل كورينس، إريك فون تششرماك، بنسخ تجارب مندل واستنتاجاته نفسه، زاعمين أنهم هم من توصلوا إلى هذه النتائج، وأثار هذا موجة اعتراض واسعة بين باقي العلماء، إلا أن اعترف العلماء الثلاثة بأن الأولوية كانت لمندل، وبسبب ما أقدم عليه العلماء الثلاثة أعيد اكتشاف أبحاث مندل، وبات هناك حركة علمية واسعة تعيد قراءة تجاربه وأبحاثه، ومن بينهم ويليام باتسون، (1861 - 1926) عالم الأحياء الإنجليزي، وأحد أهم المؤمنين بأفكار مندل بعد إعادة اكتشافها، وينسب إلى باتسون أنه أول من اقترح مصطلح اسم "علم الوراثة/ الجينات"، واستخدمه لأول مرة في المؤتمر الدولي الثالث لتهجين النبات في لندن عام 1906.
أكمل باتسون على تجارب مندل، وأنشأ مدرسة غير رسمية لعلم الوراثة، وبها أجرى العديد من التجارب التكاثرية في أنواع نباتية وحيوانية مختلفة، وكانت النتائج التي توصل إليها داعمة لقوانين مندل، ومطوره لها، وفي هذه المدرسة أجرى الباحثون المعاونون تجارب تكاثر أخرى على أرانب وطيور، ودعمت كذلك نظرية مندل، وبهذا يكون الانتقاد الأكبر الذي وجه إلى قوانين مندل بأنه لا تصلح لكل الكائنات تم إثبات عكسه، وقوانين مندل تصلح لجميع الكائنات.
ورغم نجاح وسيطرة أفكار مندل لسنوات كثيرة، إلا أنه ظهر في منتصف القرن العشرين، ما أطلق عليه مصطلح "الوراثة غير المندلية"، وهي تلك الدراسات التي تقول بأن هناك عوامل معقدة يمكن أن تتسبب في انتقال الصفات الوراثية من الأباء إلى الأبناء، وأنه لا يكون هناك ما يمكن وصفه بالنتيجة الثالثة، إذ لا يكون فيها "الأليل" السائد، المسيطر دائما على "الأليل" المتنحي ، فمثلا إذا كان لدى الأب أليل سائد لعين سوداء اللون، والأم تمتلك أليل متنحي لعين زرقاء اللون، فيمكن أن ينتج عنهما طفل يملك عينين بنية، فلم يتحكم هذا الأليل ولا ذاك.
• ما هي الجينات؟
كل كائن حي يمتلك جينات، توجد في الخلايا المكونة لجمسه، ويمكن اعتبار هذه الجينات هي "الهارد" الكامل للجسم، إذ تمتلك كل المعلومات بشأنه، والجينات هي جزيء معقد يرمز إلى المعلومات الوراثية لنقل السمات الموروثة، بحسب موقع "medicalnewstoday".
والجينات أجزاء صغيرة جدا تكون مادة ال"DNA"، (الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين) ذي الالتواء المزدوج الطويل، ويتكون من تسلسل خطي لأزواج القواعد، ويختلف هذا الحمض من شخص لآخر.
وكل جين يكون مسؤولا عن توارث صفة معينة، ما الأبوين، فهناك مقطع يحمل لون العينين، وآخر يحمل لون الشعر وثالث الطول وهكذا، وكل خلية من جسم الإنسان مثلا يتواجد بها قرابة 30 ألف جين.
وهذه الجينات هي ما تقرر ما يخص الإنسان، فكل جين أو أكثر يكون له تأثير على صفة معينة، مثل لون البشرة أو شكل الشعر، أو العين أو الطول، وحتى الأمراض التي قد تصيب الإنسان، فهناك الكثير من الأمراض التي تكون موروثة.
• كيف تنتقل العوامل الوراثية (الجينات السائدة والمتنحية)؟
لمعرفة كيف تنتقل العوامل الوراثية للأجيال المتعاقبة لابد أولا من معرفة بعض المصطلحات، ومنها ما يسمى "الأليل" وهو نسخة معينة مختلفة من الجين، حيث يتواجد كل جين في موضع محدد على الكروموسوم في نسختين، تتم وراثة كل نسخة من أحد الوالدين وعندما تختلف هذه النسخ عن بعضها البعض فإنها تُعرف باسم الأليلات .
وتوصف العلاقات الجينية بين زوج الألائل في موضع كروموسومي معين بأنها "سائدة" أو "متنحية"، ومن مسماها فالسائدة تفرض نفسها على المتنحية وبالتالي يكون لها الغلبة.
ولتوضيح مبسط فإذا كان هناك أب يحمل كرموسوم به جين لون الشعر أسود نرمز له ب "A" والأم كرموسوم به جين يحمل لون بني "a"، ومثلا الأليل "A" هو السائد، بينما "a" هو المتنحي، فهناك أربعة احتمالات إما أن يكون "A-a" أو "AA" أو "a-a" أو "a-A"، فهناك 3 احتمالات يكون فيها الأليل "A" سائدا وبالتالي في الغالب سيكون شعر الطفل أسود، وهو ما يمثل 75%، بينما هناك احتمال واحد بأن "يكون شعر الطفل بني في حالة أن كان "aa".
هذه الصفات الوراثية، التي تنتقل إلى الأجيال لا تحمل اللون والحجم والطول فقط، وإنما أيضا تحمل الأمراض، وهي ما يطلق عليها العلماء "الأمراض الوراثية.
• ما هي الأمراض الوراثية؟
يعرف المعهد الوطني لبحوث الجينوم البشري، الأمراض الوراثية بأنها نوع من الاضطراب الجيني ينتج كليا أو جزئيا نتيجة لتغير تسلسل الحمض النووي للفرد، بعيدا عن التسلسل الطبيعي.
ويشير إلى المركز الأمريكي، إلى أنه يمكن أن تحدث هذه الاضطرابات الجينية بسبب طفرة في جين واحد (اضطراب أحادي الجين)، أو طفرات في جينات متعددة (اضطراب الوراثة متعدد العوامل)، أو عن طريق مجموعة من الطفرات الجينية والعوامل البيئية.
وبذلك يمكن تقسيم الأمراض الوراثية إلى ثلاثة أنواع، بحسب نوع الاضطراب الجيني الذي حدث، فاضطرابات الجين الواحد،
ينتج عنها مجموعة من الأمراض المتوارثة، مثل "متلازمة مارفان"، و"فقر الدم المنجلي"، ومرض هنتنغتون (مرض وراثي نادر يتسبب في الانهيار التدريجي للخلايا العصبية في الدماغ)، وكذلك يمكن أن يؤدي هذا الإضطراب إلى التليف الكيسي.
أما الاضطرابات الوراثية الناتجة عن التغير في عدد أو بنية الصبغيات ينتج عنها أمراض مثل "متلازمة داون"، و"متلازمة تيرنر" (اضطراب جيني مزمن، ونادر، وعشوائي، يؤثر في الإناث، ويسبب مجموعة من المشكلات الطبية. منها قصر القامة، وقصور المبايض)، و"متلازمة كلاينفلتر" (وهو اضطراب صبغي يعاني منه الذكور، ويعاني المصابون به بانخفاض مستويات هرمونات الذكورة مقارنة بالمستويات العادية).
أما الاضطرابات متعددة العوامل، فهي الأكثر انتشارا وهي تلك الاضطرابات الناتجة عن التغير في بنية جينات متعددة ومن أهمها أمراض القلب وارتفاع ضغط الدم ومرض "ألزهايمر".
وتحدث هذه الاضطرابات في الغالب نتيجة تفاعل معقد مع العوامل البيئية وبعض العوامل المتعلقة بنمط الحياة، من بينها النظام الغذائي المتبع، والتدخين.
• أهم الأسئلة الشائعة حول العوامل الوراثية
- هل الذكاء وراثة؟
نعم ولكن، فقد حير هذا السؤال الكثير من العلماء منذ عشرات السنين، وتوصلت الكثير من هذه الدراسات إلى أنه بالفعل هناك علاقة بين الأطفال الأذكياء وآبائهم، لكن أيضا هناك عوامل أخرى، تؤثر كالبيئات التي يتم فيه التربية، أو المشاكل الصحية التي قد يتعرض لها الطفل.
- لماذا أشبه جدي وليس أبي؟
لأنه الجينات ممكن تنتقل من جيل إلى آخر، دون أن تكون ظاهرة على الجيل الوسيط، فإذا كان جدك يحمل "أليل" للون عين زرقاء، فهي موجودة في جين والدك لكنها لم تكن ظاهرة، وهذا اللون من الأليل موجود أيضا عند والدتك، وعندما تزوجا اجتمه الأليلين وأصبح ظاهرا عندك.
- هل يمكن أن تنقذك الجينات من كورونا؟
نعم، حيث أشارت دراسة نشرت في فبراير 2021، أن الأشخاص الذين نجوا من "كورونا" بأعراض خفيفة أو حتى بدون أعراض، ربما يعود ذلك إلى أنهم يحملون جينات من أسلافهم البدائيين، "إنسان نياندرتال".
