نبذة عن الكروموسومات:
الكروموسومات (Chromosome) هي مجموعات من الجزيئات الوراثية المتشابكة، وهي موجودة في نواة الخلايا. وتحتوي كل خلية على مجموعة من الكروموسومات التي تحمل معلومات وراثية متنوعة. وتتألف الكروموسومات من الحمض النووي (DNA) وبعض البروتينات الأخرى، وتتميز الكروموسومات بتصميمها الفريد الذي يسمح لها بالانقسام والتكاثر بطريقة دقيقة.
ويمكن للكروموسومات (Chromosome) أن تتغير بعدة طرق، مثل التحولات الوراثية والإضافات
والحذف، وهذه التغيرات يمكن أن تؤدي إلى تغيرات في الصفات الوراثية للأفراد.
ما هو تعريف الكروموسومات؟
الكروموسومات هي تجمعات من الحمض النووي (DNA) والبروتينات المرتبطة به، تتواجد داخل نواة الخلايا. وهي
تحمل المعلومات الوراثية اللازمة لتحديد صفات الأفراد، مثل اللون الشعر والعين
والطول والوزن وغيرها.
يتم توزيع الكروموسومات بالتساوي عند تقسيم الخلايا، أي عند الانقسام
الخلوي، بحيث تتم إحالة نسخة من كل كروموسوم إلى كل خلية ابنة جديدة. ويختلف عدد
الكروموسومات وترتيبها وشكلها بين الكائنات الحية المختلفة.
وتظهر التغييرات في الكروموسومات أحيانًا بصورة غير طبيعية وتعرف باسم
التحولات الوراثية أو الطفرات.
من هو العالم الذي اكتشف الكروموسومات؟
اكتشف الكروموسومات العالم البلجيكي إدوارد فان بنيدين (Edouard Van Beneden) في عام
1888، حيث قام بدراسة أنواع مختلفة من الحيوانات ورصد تغيرات في عدد الكروموسومات
خلال عملية الانقسام الخلوي.
وقد ساهم هذا الاكتشاف في فهم أساسيات التركيب الخلوي للكائنات الحية، كما
أنه أدى لظهور مجال جديد من الأبحاث يعرف باسم علم الصبغيات (Cytogenetics)، والذي يدرس التركيب والوظيفة الخاصة
بالكروموسومات ودورها في الوراثة والتطور البيولوجي.
ومن ثم، قام العلماء بدراسة أنواع مختلفة من الكائنات الحية، بما في ذلك الإنسان، وتحليل عدد الكروموسومات في الخلايا وتحديد دورها في الوراثة والتكاثر الخلوي. ويعد اكتشاف الكروموسومات (Chromosome) من أهم الاكتشافات العلمية في عالم الأحياء ولا يزال التطور في هذا المجال مستمراً حتى اليوم.
من المسؤول عن تكوين الكروموسومات؟
تتم عملية تكوين الكروموسومات (Chromosome) خلال دورة الحياة الخلوية، وتحديدًا خلال مرحلة التمهيد (Interphase) قبل بدء عملية الانقسام الخلوي.
ويتم تكوين الكروموسومات بواسطة عدة عمليات متتابعة. أولاً، يتم تكرار
الحمض النووي (DNA) وتضاعفه لإنشاء نسخة من الشفرة الجينية. ثم
يتم لف هذه الشرائح المكررة من الـ (DNA) حول
البروتينات الخاصة المسماة الهستونات (Histones) بشكل متكرر، حتى تتشكل
شكلًا متكررًا يشبه اللولب.
وتتأثر عملية تكوين الكروموسومات (Chromosome) بعدة عوامل، مثل الوراثة والبيئة والتغذية. ويؤثر أي تغير في هذه العوامل على عملية تكوين الكروموسومات وقد يؤدي إلى اضطرابات في الانقسام الخلوي وظهور أمراض متعلقة بالتكاثر الخلوي.
وحتى الآن، لا يزال العلماء يدرسون تفاصيل هذه العملية ويحاولون فهمها بشكل
أفضل.
ما هي وظيفة الكروموسومات في الخلية؟
تتمثل وظيفة الكروموسومات (Chromosome) في تخزين المعلومات الوراثية التي تحدد صفات
الأفراد، مثل اللون الشعر والعين والطول والوزن وغيرها. وتحافظ الكروموسومات على
هذه المعلومات الوراثية وتضمن تكرارها بصورة دقيقة عند حدوث الانقسام الخلوي.
وبالتالي، تشكل الكروموسومات جزءًا أساسيًا من الإرث الجيني للخلايا والأحياء.
وعلاوة على ذلك، تؤدي الكروموسومات (Chromosome) أيضًا إلى تنظيم عملية الانقسام الخلوي
من خلال توزيعها بالتساوي بين الخلايا الابنة، وبالتالي تحميض وتنظيم عملية
التضاعف الخلوي. كما يتم استخدام الكروموسومات في الفحوصات الوراثية لتحديد نوعية
الصفات الوراثية للأفراد.
ما الفرق بين كروموسومات الذكر والانثى؟
عند الإنسان، يوجد لدى الذكور والإناث نفس عدد الكروموسومات (46
كروموسومًا) مرتبطة في 23 زوجًا من الكروموسومات. ومع ذلك، هناك فرق في تركيب بعض
هذه الكروموسومات.
أحد هذه الفروق هو أن الإناث لديهن زوج من الكروموسومات X،
في حين يحمل الذكور كروموسومات X و Y. وبالتالي، فإن
جميع الإناث تكون حاملة لصفتي X، في حين
يكون لدى الذكور صفة X وصفة Y. ويرتبط ذلك
بمختلف الصفات الوراثية التي قد تظهر بشكل مختلف لدى الذكور والإناث، مثل الألوان
الوراثية وبعض الأمراض المرتبطة بالجنس.
بمعنى آخر، فإن اختلاف كروموسومات الذكر والأنثى يتمثل في وجود كروموسوم Y
عند الذكر وعدمه عند الأنثى، وهذا يؤدي إلى فروق في تحديد بعض الصفات الوراثية
والمرتبطة بالجنس.
أين توجد الكروموسومات؟
توجد الكروموسومات في معظم خلايا الكائنات الحية، بما في ذلك خلايا
الإنسان. وتوجد الكروموسومات (Chromosome) داخل نواة الخلية، وتتشابك معًا في شكل تجمعات مرئية
تحت المجهر الضوئي.
يتم توزيع الكروموسومات بالتساوي عند حدوث الانقسام الخلوي، حيث يتم إحالة
نسخة من كل كروموسوم إلى كل خلية ابنة جديدة. ويتكون نسيج الأنسجة والأعضاء
والأجهزة من خلايا تحتوي على مجموعات مختلفة من الكروموسومات، والتي تتحكم في صفات
الأفراد وتحافظ عليها أثناء التكاثر والنمو والتطور.
ما هو الخلل في الكروموسومات؟
يمكن أن يحدث العديد من الأخطاء في الكروموسومات، والتي تؤدي إلى تغيرات في
الصفات الوراثية للأفراد. وتسمى هذه التغيرات الوراثية بالتحولات الوراثية أو
الطفرات.
من أمثلة الأخطاء التي يمكن حدوثها في الكروموسومات:
1- التحولات الرقمية: وهي زيادة أو نقصان في
عدد الكروموسومات الموجودة في الخلايا، مثل متلازمة داون (زيادة في عدد كروموسوم
21).
2- التحولات الهيكلية: وهي تغييرات في شكل
الكروموسومات، مثل الانعكاسات والتباديل والحذف والإضافة.
3- التحولات النقطية: وهي تغييرات صغيرة في
التسلسل النووي للحمض النووي، والتي يمكن أن تسبب تغييرًا في الصفة الوراثية
المرتبطة بهذا الموقع.
تعتبر بعض هذه التحولات الوراثية طبيعية وتحدث بشكل عفوي أثناء الانقسام
الخلوي، في حين تحدث أخرى نتيجة لتعرض الخلايا لمؤثرات خارجية مثل المواد
الكيميائية السامة أو الإشعاع. ويمكن لهذه التحولات الوراثية أن تؤدي إلى مجموعة
متنوعة من الأمراض والحالات الصحية، بما في ذلك بعض أنواع السرطان.
من أقوى جينات الأم أم جينات الأب؟
لا يمكن تحديد الجينات الأقوى بين الأم والأب، حيث يتم توريث الصفات
الوراثية من كل من الأم والأب على حد سواء. ولا يوجد جين محدد أو مجموعة من
الجينات التي تكون دائماً الأقوى أو الأساسية.
في كل خلية، يرث الفرد نسخة من كل جين من الأب ونسخة أخرى من الأم، ويمكن
أن تظهر صفات وراثية مختلفة حسب التركيبة الجينية للفرد. كما أن هناك عوامل أخرى
تؤثر على التعبير الجيني لصفات الأفراد، مثل الظروف المحيطة والتغذية والنمط
الحياتي.
وبشكل عام، فإن جميع الجينات الموجودة في الأم والأب تؤثر على صفات الأفراد
بطريقة معقدة ومتداخلة، ولا يمكن تحديد جينات محددة كأقوى أو أساسية بشكل عام.
ما هو رقم الكروموسوم الذي يحدد نوع الجنين؟
يعتمد رقم الكروموسومات الذي يحدد نوع الجنين على نظام تحديد الجنس الموجود
في الكائن الحي.
في الإنسان، فإن الجنس يتم تحديده بواسطة زوج من الكروموسومات الجنسية (X و Y) يحمل الذكور كروموسوم (X و Y)،
في حين تحمل الإناث زوجين من كروموسوم (X).
وبالتالي، فإن رقم الكروموسوم الذي يحدد نوع الجنين هو الكروموسوم الجنسي
الذي يتم إرثه من الأب. إذا كان الأب يحمل كروموسوم (Y)، فإنه سيورث هذا الكروموسوم إلى جميع
أبنائه الذكور، في حين ستحمل الإناث زوجين من كروموسوم (X) من الأم. وإذا كان الأب يحمل كروموسوم (X) فقط، فإن جميع أبنائه سيكونون إناثًا، حيث
سيحمل كل واحدة منهن زوجين من كروموسوم (X).
ويتم تحديد نوع الجنين عادةً خلال فترة الحمل، باستخدام اختبارات الطفرات
الصبغية أو الأشعة فوق البنفسجية أو الفحوصات الجينية.
ما معنى صبغي جسمي؟
يشير مصطلح "صبغي جسمي" إلى الكروموسومات (Chromosomes) التي تحتوي على الجزء الأكبر من المعلومات الوراثية في الخلايا الجسدية للإنسان والكائنات الحية الأخرى.
ويتكون الصبغي الجسمي من 44 زوجًا من الكروموسومات، بالإضافة إلى زوجي
الكروموسومات الجنسية (ْX وY)
في الذكور وزوجي الكروموسومات الجنسية (ْXX) في الإناث.
وتحتوي الكروموسومات الصبغية على آلاف الجينات المسؤولة عن تحديد صفات
الأفراد وتنظيم عمليات الخلية. ويتم توزيع الكروموسومات الصبغية بالتساوي عند حدوث
الانقسام الخلوي، وبالتالي يتم نقل الجينات والمعلومات الوراثية من خلية إلى أخرى
خلال النمو والتطور.
ويختلف الصبغي الجسمي من الصبغي الجنسي، والذي يتحدد بواسطة زوجي
كروموسومات (X و Y) في الإنسان. وعلى عكس الصبغي الجسمي، فإن
الصبغي الجنسي يختلف بين الذكور (XY)
والإناث (XX)، ويحمل
الكثير من المعلومات الوراثية المرتبطة بالجنس.
لماذا الذكر XY؟
تحديد الجنس بواسطة زوجي كروموسومات (X و Y)
يرجع إلى ما يسمى "نظرية التحديد الجنسي الهولندية" (Dutch sex determination theory)، التي اقترحها
أحد العلماء الهولنديين في عام 1905.
وفي هذا النظام، يحمل الذكر كروموسوم (X) واحد من الأم وكروموسوم (Y) من الأب. بينما تحمل الإناث زوجًا من
الكروموسومات (X) واحد من
الأم والآخر من الأب.
وعلى الرغم من أن هذه النظرية ليست دقيقة بشكل مطلق، إلا أنها تشير إلى كيفية
تحديد الجنس عند الإنسان وبعض الكائنات الحية الأخرى. ويعتقد بأن وجود الكروموسوم
(Y) هو المسؤول عن تحديد الذكورة، حيث يحمل
الكروموسوم (Y) جينات
مسؤولة عن تطور الخصائص الجنسية الذكورية. وفي حالة عدم وجود الكروموسوم Y، فإن الجنين يتطور وفقًا للصفات الأنثوية.
ماذا يحدث لو زاد عدد الكروموسومات؟
إذا زاد عدد الكروموسومات (Chromosomes) في خلايا الكائن الحي، فقد يؤدي ذلك إلى تغيرات في التشكيلية والوظائف الخلوية. وهذا يعني أن الظروف التي تؤدي إلى زيادة عدد الكروموسومات قد تسبب تغيرات في الكائن الحي وتؤثر على نموه وتطوره.
وتسمى هذه الظاهرة بـ "التسبب بالأمراض المرتبطة بالصبغيات" (Chromosomal disorders)، حيث يحدث
خطأ في عملية الانقسام الخلوي ويؤدي إلى زيادة أو نقصان في عدد الكروموسومات.
ويمكن أن يحدث هذا الخطأ بسبب عدة عوامل، مثل الوراثية أو العوامل البيئية.
من أمثلة الأمراض المرتبطة بالصبغيات: متلازمة داون (Down syndrome)، حيث يحتوي الجنين على كروموسوم إضافي
للزوج 21، ومتلازمة إدواردز (Edward's
syndrome) ومتلازمة باتاو (Patau syndrome) واللتان تحدثان نتيجة وجود كروموسومات
إضافية في الجنين.
وبالإضافة إلى ذلك، فإن زيادة عدد الكروموسومات (Chromosomes) يمكن أن تؤثر على قابلية
الكائن الحي للتكاثر والإنجاب. وعلى سبيل المثال، يعتبر الإنسان الذي يحمل 47
كروموسومًا (متلازمة داون) غير قادر على التكاثر بشكل طبيعي، في حين يمكن للإنسان
الذي يحمل 48 كروموسومًا (متلازمة إدواردز ومتلازمة باتاو) الإنجاب ولكن بنسبة
أقل.
ما هو عدد الكروموسومات في جسم الإنسان؟
يوجد 46 كروموسوماً في جسم الإنسان. وهذه الكروموسومات (Chromosomes) تتكون من 23 زوجاً، حيث يوجد زوج واحد من الكروموسومات الجنسية (ْX و Y) والباقي من الكروموسومات الصبغية.
وبالتالي، يحتوي الإنسان على 22 زوجاً من الكروموسومات الصبغية المرقمة من 1 إلى 22، وزوج واحد من الكروموسومات الجنسية، ويتم تمييز الكروموسومات الجنسية بالحرف (X و Y)، حيث يحمل الذكر كروموسوم (X و Y) وتحمل الأنثى زوجين من الكروموسوم(X).
ويعتبر وجود العدد الصحيح للكروموسومات (Chromosomes) في الخلايا البشرية أمرًا هامًا،
حيث يؤثر أي تغير في عددها على نمو وتطور الجسم وصحة الفرد. ويمكن أن يؤدي أي تغير
في عدد الكروموسومات إلى ظهور أمراض جينية وتشوهات خلقية مختلفة.
كم عدد ال DNA
في الكروموسوم؟
يتكون الكروموسوم من جزيئات الحمض النووي (DNA) الملفوفة حول
بروتينات خاصة تسمى الهستونات. ويحتوي كل كروموسوم على مجموعة معينة من الجينات
التي تشكل بدورها سلسلة من النيوكليوتيدات في الحمض النووي.
ويعتمد عدد الـ (DNA)
النيوكليوتيدات في الكروموسوم على الحجم والتركيب الخاص بكل كروموسوم، فكل
كروموسوم يحتوي على كمية مختلفة من الحمض النووي.
ومن المعروف أن الإنسان يحتوي على 46 كروموسوماً، ويختلف حجم كل كروموسوم
عن الآخر. ويحتوي الكروموسوم الأكبر (الكروموسوم رقم 1) على نحو 250 مليون من
البارات الأساسية (النيوكليوتيدات) في الحمض النووي، بينما يحتوي الكروموسوم
الأصغر (الكروموسوم رقم 22) على نحو 50 مليون نيوكليوتيد.
ولهذا السبب، فإن كمية الـ (DNA)
التي تحتويها الكروموسومات تختلف بشكل كبير. ومن الممكن قياس عدد النيوكليوتيدات
في كل كروموسوم باستخدام تقنيات معينة، ويمكن استخدام هذه المعلومات لتحديد حجم
الكروموسوم، وبالتالي دراسة الوراثة وعلاقتها بالأمراض والظواهر الحيوية الأخرى.
ما هى علاقة الكروموسومات و الحمل؟
تلعب الكروموسومات دوراً حاسماً في الحمل وتطور جنين الإنسان. ففي كل خلية
جنينية، توجد مجموعة من الكروموسومات تحتوي على الجينات التي تحدد خصائص الطفل
المستقبلي، مثل النمط الوراثي والألوان والتطور العقلي والجسدي.
وتحدث العديد من الأمراض الوراثية نتيجة لعيوب في الكروموسومات، ومثال على
ذلك متلازمة داون (Down Syndrome) التي يحدث فيها تضاعف
إحدى الكروموسومات بشكل إضافي ( الكروموسوم 21 ). وتوجد أيضاً أمراض الكروموسومات
الجنسية مثل متلازمة كلاينفلتر (Klinefelter
syndrome) ومتلازمة
تيرنر (Turner Syndrome) وغيرها.
ويمكن للأطباء تحليل الكروموسومات في الأجنة خلال الحمل باستخدام تقنية
تدعى فحص الكروموسومات الجنينية، والذي يساعد في تحديد ما إذا كانت هناك أي مشاكل
في العدد أو الترتيب الجيني للكروموسومات. وقد يستخدم هذا الفحص في تشخيص بعض
المشاكل الوراثية في الأطفال والتي يمكن تحديدها قبل الولادة، ما يساعد على اتخاذ
الإجراءات اللازمة للحد من مخاطر هذه المشاكل.
ما هو الفرق بين الجين و الجينوم؟
الجين هو جزء من الحمض النووي (DNA)،
وهو مسؤول عن تحديد صفة وراثية معينة للكائنات الحية. ويتألف الجين من تسلسل من
القواعد النيتروجينية الموجودة في الحمض النووي، والتي تترجم إلى بروتين محدد أو
تؤثر في التشغيل الجيني.
أما الجينوم (Genome)،
فيشير إلى مجموعة كاملة من الحمض النووي (DNA)
الموجود في الخلايا الحية. ويتكون الجينوم من مجموعة من الكروموسومات والتي تحتوي
على جميع الجينات التي يحتويها كائن حي ما. وتختلف أحجام وأعداد الكروموسومات
والجينات الموجودة في الجينوم بين الكائنات الحية المختلفة.
وبشكل عام، فإن الجينات تمثل جزءًا صغيرًا من الجينوم، حيث يحتوي الإنسان
على حوالي 20,000 إلى 25,000 جين فقط، بينما يحتوي الجينوم البشري ككل على ملايين
الزوجات من القواعد النيتروجينية. وتحدد الجينات صفات معينة للأفراد، في حين يؤثر
الجينوم ككل على التركيب والوظيفة العامة للكائنات الحية.
ما هو الفرق بين الجين والكروموسوم؟
تختلف الجينات والكروموسومات (Chromosomes) في العديد من النواحي، وهناك اختلافات أساسية
بينهما.
- الجينات: هي وحدات الوراثة الأساسية التي
تحتوي على تعليمات جينية لصنع البروتينات المختلفة. والجينات يتم تحديدها بشكل
فردي، حيث يوجد كل جين في موقع محدد على الحمض النووي (DNA).
- الكروموسومات: هي هياكل بروتينية تحتوي على
شرائح الحمض النووي (DNA)
الملفوفة حولها. وتحتوي الكروموسومات على العديد من الجينات، ويمكن أن يحتوي كل
كروموسوم على مئات أو آلاف الجينات.
بالإضافة إلى ذلك، فإن الجينات تتحكم في خصائص محددة للكائن الحي، بينما
تؤثر الكروموسومات على عدة صفات وخصائص مختلفة، مثل الجنس واللون والطول والمظهر
العام للفرد.
ويتم تحديد عدد الجينات في الكائن الحي بشكل دقيق، حيث يتراوح عددها من
آلاف الجينات إلى الملايين من الجينات، بينما يختلف عدد الكروموسومات في كل نوع
حيواني أو نباتي، حيث يمكن أن يصل عدد الكروموسومات في الإنسان إلى 46 كروموسوماً،
في حين يصل عدد الكروموسومات في الحيوانات الأخرى إلى أرقام مختلفة.
ما هو الفرق بين الكروموسوم والكروماتين؟
الكروموسومات والكروماتين هما عبارة عن شرائح من الحمض النووي (DNA) والبروتينات
الملفوفة حوله، لكنهما يختلفان في بعض النواحي:
1- الكروماتين: هو شكل الحمض النووي (DNA) لمفرد وغير الملتف حول البروتينات، ويتم
العثور عليه في نواة الخلايا خلال معظم دورة الحياة الخلوية. يتكون الكروماتين من
سلسلة من النيوكليوتيدات المتصلة والبروتينات التي تلتف حولها.
2- الكروموسوم: هو الشكل الذي يتبوأه الحمض
النووي (DNA) المنظم
والملفوف حول البروتينات في نواة الخلية، ويكون ظاهرًا خلال مرحلة محددة من دورة
الحياة الخلوية، وهي مرحلة التقسيم الخلوي (Mitosis). يتكون الكروموسوم من كتلة كثيفة من الحمض النووي
والبروتينات الملفوفة حوله متشابكة بصورة محددة.
وبالإضافة إلى ذلك، فإن الكروماتين يحتوي على كل جينات الخلية والتي تتحكم
في خصائص الخلية ووظائفها المختلفة، بينما يتم تقسيم الجينات إلى مجموعات محددة
ومنظمة على الكروموسومات. ويتم تحويل الكروماتين إلى شكل الكروموسوم خلال مراحل
محددة من دورة الحياة الخلوية، لتتمكن الخلايا من التقسيم بشكل صحيح.
رأيك يهمنا