جين

هذه الموضوعة تحتاج لتدقيق لغوي أوإملائي. فضلًا ساعد في تحسين هذه الموضوعة بإجراء التسليمات اللغوية المطلوبة.

يوضح الشكل العلاقة بين جين وأحد الكروموسومات. ويبدوالكروموسوم مشابه ل X حيث أنه في حالة الانقسام، وتعمل الأجزاء المسماة إكسون على إنتاج البروتين. ويصف الشكل جزءاً للجين يتكون من 50 من النوكليوتيدات، في حين حتى معظم الجينات قد تكون أكبر بحوالي 100 مرة. الصورة توضح أيضا الهجريب اللولبي المزدوج للدنا.

صورة تبين الهجريب الكيميائي لجزء قصير من الدي حتى إيه.

المُوَرِّثَة (الجمع: مورثات) أوالجينة أوالجين (الجمع: جينات) (بالإنجليزية: Gene)‏ هي الوحدات الأساسية للوراثة في الكائنات الحية. وضمن هذه المورثات يتمُّ تشفير المعلومات المهمة لتكوين أعضاء الجنين والوظائف العضوية الحيويّة له. تتواجد المورثات عادة ضمن المادة الوراثيّة للمتعضية التي تمثلها الدنا (DNA) أوفي بعض الحالات النادرة في الرنا (RNA) .

بالتالي فإن هذه المورثات هي التي تحدد تشكيل وتطور وسلوكيات الكائن الحي. والفوارق الجسدية وبعض الفوارق النفسية بين الأفراد تعود لفوارق في المورثات التي تحملها هذه الأفراد.

المورثة هي بترة من إحدى سلسلتي الدنا تحتل موضعاً معيناً على هذه السلسلة. وتحدد المورثة بعدد النوكليوتيدات الدّاخلة في هجريبها ونوعها وترتيبها، وهي قابلة للتغير نتيجة الطفرات التي قد تحدث فيها.

تنتقل المادة الوراثيّة من جيل لآخر، خلال عملية التكاثر، بحيث يكتسب جميع فرد حديث نصف مورثاته من أحد والديه والنصف الآخر من الوالد الآخر. في بعض الحالات يمكن للمادة الوراثيّة حتى تنقل بين أفراد غير أقرباء بعمليات مثل التعداء أوعن طريق الحمات (الفيروسات).

تتحكم الجينات في الوراثة من الوالدين إلى الأبناء، كما تتحكم أيضاً في تكاثر الخلايا وفي وظائفها اليومية المستمرة، وتحكم الجينات وظائف الخلية بتحديد المواد التي هجربها في داخل الخلية، من تحديد البنيات والإنزيمات والمواد الكيميائية التي ستتولد فيها بشكل أساسي.

تحوي المورثات المعلومات الأساسية لبناء البروتينات والإنزيمات والمواد الحيوية اللازمة لبناء أعضاء الجسم، وإنتاج المواد (البروتينات والإنزيمات) في الأعضاء المتنوعة لتقوم بوظائفها، كما أنها تحمل الساعة البيولوجية التي يتطور بها الكائن الحي من بويضة مخصبة إلى تكوين الأعضاء إلى فترة الطفولة ثم البلوغ والنضج والشيخوخة.

مورثات في النبات والحيوان

المورثات (جينات) هي حوامل صفات الآباء إلى الأبناء، وينطبق ذلك على جميع النباتات والحيوانات ووحيدات الخلايا، تحمل الصبغيات المورثات وبها يتحدد نوع الجيل التالي وصفاته، ويرجع اكتشاف انتنطق الصفات من الآباء إلى الأبناء إلى الراهب النمساوي جريجور مندل الذي اهتم بدراسة نبات البازلاء خلال الأعوام 1860 - 1868، لكن مندل لم يعهد الصبغيات أوتفاصيل تكوينها، فقد اقتصرت تجاربه على حبوب اللقاح نفسها. 'تشهجر النباتات والحيوانات في تكوينها الأصلي المكون من أربعة قواعد وهي :'

عدد المورثات وعدد الأزواج القاعدية

كائن حي / نظام حيوي	عدد الجينات	عدد الأزواج القاعديةبالكامل
بقة الماء	30.907	2·10⁸
نبات	>25.000	10⁸–10¹¹
إنسان	~22.500	3·10⁹
ذبابة	12.000	1,6·10⁸
فطر	6.000	1,3·10⁷
بكتيريا	180–7.000	10⁵−10⁷
إشريكية قولونية	~5.000	4,65·10⁶
بكتيريا Carsonella ruddii	182	160.000
DNA-Virus	10–300	5.000–200.000
RNA-Virus	1–25	1.000–23.000
فيروس شكلي	0	150–400

بالنسبة للإنسان فتحتوي نواة الخلية في الكرموسومات على الدنا الذي يتكون من ثلاثة مليار زوجا قاعدياً، في حين حتى الجينات وهي المسؤولة عن هجريب الجسم وأعضائه والنمووالبلوغ وتكوين البروتينات المتنوعة والإنزيمات ذات الوظائف المتعددة فيبلغ عددها 22.500 جين، وهي موزعة على 46 من الكروموسومات في الإنسان، ومجموعهم يشكل الدنا. إذا وقع خلل في هجريب أحد الجينات فإنه من الممكن حتى تكون له عواقب وخيمة على سلامة وصحة الفرد.

يختلف طول الجينات إلى حدود كبيرة، فبعضها له طول يصل إلى مئات الأزواج القاعدية وأخرى قد يصل طولها إلى آلاف من الأزواج القاعدية، وهي تقوم بإنتاج أنواع مختلفة من البروتينات والإنزيمات اللازمة لتكوين الجسم والقيام بالوظائف الحيوية، بين الجينات على الدنا توجد آلاف من أزواج القواعد لا يزال البحث في دراستها جاريا، فهي تبدوحالياً كما لولم يكن لها وظيفة.

المخطط العام للتحكم الجيني

كل جين هوحمض نووي يسمى الحمض الريبي النووي منقوص الأكسجين (الدنا) DNA، يحكم أوتوماتيكياً تكوين حمض نووي آخر يسمى الحمض الريبي النووي (الرنا) RNA الذي ينتشر في الخلية ويتحكم في تكوين بروتين نوعي. وبما أنه يوجد حوالي 22.000 جين تقريباً في خلايا الإنسان فمن الممكن من الناحية النظرية تشكيل عدد كبير من البروتينات الخلوية المتنوعة، وبعض هذه البروتينات هي بروتينات بنيوية structural proteins تكوِّن بالترافق مع مختلف الدهون والكربوهيدرات بنيات مختلف العُضيات organlles. ولكن أكثر البروتينات هي إنزيمات تحفز مختلف العمليات الكيميائية في الخلايا، مثل الإنزيمات التي تنشط جميع العمليات التأكسدية التي تجهز الطاقة للخلية والتي تنشط هجريب مختلف المواد الحيوية كالدهون والجليكوجين والأدينوزين ثلاثي فوسفات ATP، وما شابه ذلك.

وتوجد الجينات بشكل تكون فيه ملتصقة ببعضها البعض عند نهاياتها بأعداد كبيرة مكونة جزيئات حلزونية طويلة جداً، ومزدوجة الخيوط، ومكونة من الحمض الريبي النووي منقوص الأكسجين DNA، وله وزن جزيئي يقاس بالبلايين، يبين الشكل بترة صغيرة من هذا الجزيء الذي يتكون من مركبات عديدة بسيطة ومرتبة بنمط منظم كما يلي.

The صورة تبين الهجريب الكيميائي للدي حتى إيه.

الكتل البنائية الأساسية للـ DNA

يبين الشكل المركبات الكيميائية الأساسية المشهجرة في هجريب الـ DNA وهي تضم:

حمض الفوسفوريك
سكر يسمى الريبوز منقوص الأكسجين deoxyribose
أربع قواعد نيتروجينية؛ اثنان منها من البيورينات هما الأدينين ( A ) adenine والجوانين ( G ) guanine، والآخران من البيريميدينات وهما الثيمين ( T ) thymine والسيتوزين ( C ) cytosine .

ويكَوِن حمض الفسفوريك والريبوز المنقوص الأكسجين خيطين حلزونيين لجزيء الـ DNA، وتوجد بين الخيطين قواعد تربطهما ببعضهما.

النوويدات (النيكليوتيدات) nucleotides

إن الفترة الأولى لتكوين الـ DNA هي اتحاد جزيء واحد من حمض الفسفوريك مع جزيء واحد من سكر الريبوز منقوص الأكسجين مع واحد من القواعد الأربعة لتكوين نوكليوتيد (نويد) واحد . وبذلك يمكن حتى تتكون أربعة أنواع مختلفة من النوويدات واحد لكل نوع من القواعد الأربع ؛ وهي الحمض النووي أدينيليك منقوص الأكسجين والحمض النووي جوانيليك منقوص الأكسجين والحمض النووي سيتيدليك منقوص الأكسجين.

تنظيم النوويدات لتكوين خيطي DNA مرتبطين برابطة رخوة

ترتبط الأعداد المضاعفة من النوويدات مع بعضها البعض لتكوين الـ DNA بشكل يتناوب فيه حمض الفوسفوريك مع سكر الريبوز منقوص الأكسجين في الخيطين المنفصلين. ويرتبط هذان الخيطان مع بعضهما بروابط رخوة من قاعدتي البيورين والبيريميدين؛ ولكن من الملاحظ أن:

القاعدة البيورينية (أدينين) ترتبط دائما مع القاعدة البيريمدينية (ثيمين).
القاعدة البيورينية (جوانين) ترتبط دائما مع القاعدة البيريميدينة (سيتوزين).

فيكون سياق الأزواج المتتامة للقواعد هو: CG ، CG ، GC ، TA ، GC ، AT ، AT. وترتبط هذه القواعد مع بعضها البعض بروابط هيدروجينية رخوة تمثلها الخطوط المتبترة الشكل، وتتمكن هذه الخيوط بسبب رخاوة هذه الروابط من الانفصال عن بعضها بسهولة وهي تقوم بذلك مرات عديدة أثناء دورات عملها في الخلية. ولوضع الـ DNA في منظوره الفيزيائي المناسب يتم التقاط نهايتيه وفتلهما بشكل حلزوني؛ حيث توجد عشرة أزواج من النوويدات في جميع دورة كاملة من الحلزون في جزيء الـ DNA.

نموذج لمبتر من الدي حتى إيه على شكل حلزون مزدوج في فضاء ثلاثي الأبعاد

الرمز الجيني genetic code

تنبع أهمية الـ DNA من قابليته على التحكم في تكوين المواد الأخرى في الخلية، ويقوم بذلك عن طريق مايسمى بالترميز الجيني genetic code. فعندما ينفصل خيطا جزيء الـ DNA عن بعضهما تنكشف قاعدتا البيورين والبيريميدين، وتبرز لجهتي جميع من الخيطين، وتكوِّن هذه القواعد البارزة الترميز الجيني .

وقد أوضحت دراسات بحثية في الأعوام الأخيرة بأن الترميز الجيني يتكون من سلسلة من ثلاثيات القواعد، أي حتى جميع ثلاث قواعد متعاقبة تكوِّن حدثة رمزية جينية واحدة تسمى كودون. وتتحكم الثلاثيات المتعاقبة (الكودونات) في تكوين الأحماض الأمينية في جزيء البروتين أثناء تكوينه في الخلية؛ حيثقد يكون كلاً من خيطي جزيء الـ DNA يحمل رمزه الجيني الخاص به. فمثلاً يحمل الخيط العلوي الرمز الجيني (الذي يقرأ من اليسار إلى اليمين) CTT ،AGA ،GGC، وتكون الثلاثيات مفصولة عن بعضها البعض بالأسهم، وهذه الثلاثيات الخاصة السابقة مسؤولة عن الأحماض الأمينية الثلاثة: حمض البرولين، وحمض السيرين، وحمض الجلوتاميك، في جزيء البروتين.

هجريب الـ RNA

توضيح هجريب الرنا ( وهوسلسلة منفردة) مركب من كودونات متتالية . جميع كودون مكون من ثلاثة نوكليوتيدات ويمثل حمض أميني سهل . يمكن لعدد من الكودونات تكوين بروتين معقد معين .

ينفصل خيطا جزيء الـ DNA عن بعضهما مؤقتا أثناء تكوين الـ RNA، ويستعمل أحدهما بعدئذ كمرصاف لهجريب جزيئات الـ RNA، وتؤدي الثلاثيات الرمزية في الـ DNA إلى تكوين ثلاثيات رمزية code triplets تكميلية (تتميمة) تسمى روامز codons في الـ RNA، وتتحكم هذه الروامز بدورها في نسق الأحماض الأمينية في البروتين الذي سيركب بعد ذلك في سيتوبلازم الخلية. وعندما يستعمل أحد خيطي الـ DNA بهذه الطريقة لتكوين الـ RNA يبقى الخيط الآخر معطلاً، وخيط الـ DNA في الصبغي chromosome هوجزيء كبير جدا لدرجة أنه يحمل رموز لحوالي 4000 جين في المعدل .

المجموعات البنائية الأساسية للـ RNA

إن المجموعات البنائية الأساسية للـ RNA هي تقريبا نفس تلك التي للـ DNA فيما عدا اختلافين اثنين، أولهما هوحتى سكر الريبوز المنقوص الأكسجين لايستعمل في تكوين الـ RNA ويدخل بدلا منه سكر ثان ذوهجريب مختلف قليلا، والاختلاف الثاني هوحلول بريميدين آخر هواليوراسيل uracil بدلا من الثيمين في تكوين الـ RNA.

تكوين نوويدات الـ RNA

تكون الكتل البنائية القاعدية للـ RNA أولا نوويدات شبيهة بالتي تم وصفها في هجريب الـ DNA.

وهنا تستعمل أيضا أربعة نوويدات في تكوين الـ RNA وتحوي هذه النوويدات القواعد النووية الأدينين والجوانيين والسيتوزين واليوراسيل، ومن الملاحظ أنها هي نفس قواعد الـ DNA فيما عدا واحداً منها إذ استخدم اليوراسيل في هجريب الـ RNA عوضا عن الثيمين المستعمل في تكوين الـ DNA.

تنشيط النوويدات

إن المستوى الثانية في هجريب الـ RNA هي تنشيط النوويدات، ويتم ذلك بإضافة جذرين فوسفاتيين لكل نوويد لتكوين ثلاثيات الفوسفات، ويتحد الفوسفاتان الأخيران مع النوويد بروابط فوسفاتية عالية الطاقة مشتقة من ATP الخلية، وتنتج عن عملية التنشيط هذه كميات كبيرة من الطاقة التي توفر لكل من النوويدات، وتستعمل هذه الطاقة في تحريض التفاعلات الكيميائية التي تؤدي إلى تكوين سلسلة الـ RNA.

تحول رمز الدنا إلى رمز الرنا في عملية الانتساخ

نظرا لأن الدنا كله تقريبا يوجد في نواة الخلية، ونظرا لأن معظم وظائف الخلية تجري في السيتوبلازم، فلابد من وجود وسائل لجينات النواة للتحكم في حدوث العمليات الكيميائية الخلوية في سيتوبلازم الخلية، ويتحقق ذلك بتوسط نوع آخر من الأحماض النووية وهوالحمض الريبي النووي (الرنا) الذي يتحكم الدنا في النواة بتكوينه.

وتتحول الرموز في هذه العملية التي تسمى الانتساخ transcription إلى رنا، ثم ينقل الرنا من النواة إلى منطقة السيتوبلازم حيث يتحكم في هجريب البروتين .

ويتم تجميع جزيء الرنا من النوويدات المنشطة باستعمال أحد خيطي الدنا كمرصاف (نطقب) خلال عملية الانتساخ؛ حيث تتم عملية تجميع جزيء الرنا بتأثير إنزيم بوليميراز الرنا؛ وهوإنزيم كبير جدا ذوخواص وظيفية ضرورية لتكوين جزيء الرنا، وهذه الخواص هي:

يوجد في خيط الـ DNA وأمام الجين الأولي مباشرة نسق نوويدات يسمى المحَرِض promoter، ويوجد لبوليميراز الـ RNA بنية تكميلية مناسبة تعهد على هذا المحرض وتلتصق به، وهذه هي خطوة ضرورية لبدء تكوين جزيء الـ RNA.
يتم التفاف حوالي لفتين من حلزون الـ DNA، وتنفصل الأجزاء غير الملتفة من الخيطين.
يتحرك بعد ذلك البوليميراز على طول خيط الـ DNA، ويفك ويفصل خيطي الـ DNA مؤقتا في جميع فترة من مراحل حركته، وعندما يتحرك متقدما يكوَّن جزيء الـ RNA حسب المراحل التالية.
يتم أولا توليد روابط هيدروجينية بين قواعد خيط الـ DNA ونوويدات الـ RNA المناسبة لها في داخل نواة الخلية.
ومن ثم يبتر بوليميراز الـ RNA جذرين من جذور الفوسفاتية الثلاثة واحدا جميع مرة بعيدا عن جميع من هذه النوويدات محررا بذلك كميات كبيرة من الطاقة من الروابط الفوسفاتية عالية الطاقة المقطوعة.

وتستعمل هذه الطاقة لتوليد ارتباط تساهمي covalent linkage للفوسفات الباقية على النوويد مع سكر الريبوز على نهاية جزيء الـ RNA المتنامي.

عندما يصل بوليمراز الـ RNA إلى نهاية جين الـ DNA فإنه يقابل نسقاً جديدا من نوويدات الـ DNA يسمى النسق المنهي للسلسلة chain - terminating sequence، فيسبب بذلك انقطاع البوليميراز بعيدا عن خيط الـ DNA، ومن ثم يتمكن البوليميراز من الالتصاق في محل آخر لاستعماله مرة بعد أخرى لتكوين جزيئات جديدة من الـ RNA.
عندما يتم تكوين خيط حديث من الـ RNA تنبتر روابطه الهيدروجينية مع مرصاف template الـ DNA لأن لخيط الـ DNA التكميلي طاقة ربط أعلى، فترخي خيط الـ RNA الجديد وتعيد ربط خيطي الـ DNA. وبهذه الطريقة يطلق جزيء الـ RNA إلى داخل جبلة النواة .

ومن الضروري فهم حتى هناك أربعة أنواع مختلفة من قواعد الـ DNA، كما حتى هناك أربع قواعد نوويدية من الـ RNA، وعلاوة على ذلك تتحد هذه القواعد دائماً مع بعضها البعض باتحادات نوعية، ولذلك ينتقل الراموز الذي يوجد في خيطي الـ DNA بشكل تكاملي إلى جزي الـ RNA. تتحد قواعد نوويد سكر الريبوز دائما مع قواعد الريبوز منقوص الأكسجين بشكل الاتحادات التالية:

قاعدة الـ DNA	قاعدة الـ RNA
جوانين	سيتوزين
سيتوزين	جوانين
أدينين	يوراسيل
ثيمين	أدينين

لابد لجزيئات الـ RNA التي تطلق إلى جبلة النواة من حتى تعامل ثانية قبل دخولها الهيولي، ويعود سبب ذلك إلى حتى الـ RNA المنسوخ حديثا يحوي الكثير من نسق جزيئات نوويد الـ RNA غير المرغوب فيها، والتي يقع بعضها عند نهايتي خيط الـ RNA، ولكن البعض الآخر منها يقع في وسط خيط الـ RNA. وتكون هذه المواد غير المرغوب فيها أكثر من 90 بالمئة من مجموع خيط الـ RNA .

كما حتى هناك سلسلة من الإنزيمات الموجودة ضمن جبلة النواة لها القدرة على بتر هذه النسق غير المرغوب فيها وتعيد بعد ذلك وصل خيط الـ RNA، وتسمى هذه العملية باسم وصل الـ RNA أوRNA splicing، ويصبح الـ RNA عند ذاك جاهزاً لتكوين البروتينات.

أنواع الـ RNA الثلاثة

هناك ثلاثة أنواع مختلفة من الـ RNA يقوم جميع منها بدور مستقل ومختلف عن النوعين الآخرين في تكوين البروتين وهي:

الـ RNA الرسول messenger RNA ؛ وهوالذي يحمل الرمز الجيني إلى سيتوبلازم الخلية للتحكم في تكوين البروتينات .
الـ RNA الناقل transfer RNA ؛ وهوالذي ينقل الأحماض الأمينية المنشطة إلى الريبوسومات لاستعمالها في هجريب جزيئات البروتين.
الـ RNA الريبوسومي ribosomal RNA ؛ وهوالذيقد يكون مع حوالي 75 بروتيناً مختلفا الريبوسومات، وهي البنيات الفيزيائية والكيميائية التي تتجمع عليها جزيئات البروتين.

الـ RNA الرسول

تتكون جزيئات الـ RNA الرسول من خيوط طويلة معلقة في سيتوبلازم الخلية، وهي تتكون عادة من عدة مئات إلى عدة آلاف من النوويدات على هيئة خيوط غير مزدوجة، وتحتوي على رموز النوويدات في خيوط غير مزدوجة، وتحتوي على رموز codons تكميلية كاملة للثلاثيات الرمزية للجين.

ويبين الجدول التالي رموز الـ RNA للأحماض الأمينية العشرين المتنوعة الشائعة التي توجد في جزيئات البروتين:

الحمض الأميني	رموز الـ RNA
ألانين	GCU GCC GCA GCG
أرجنين	CGU CGC CGA CGG AGA AGG
أسبارجين	AAU AAC
سيستئين	UGU UGC
حمض الجلوتاميكك	GAA GAG
جلوتامين	CAA CAG
جليسين	GGU GGC GGA GGG
هستيدين	CAU CAC
أيزوليوسين	AUU AUC AUA
ليوسين	CUU CUC CUA GUA GUC UUA UUG
ليزين	AAA AAG
مثيونين	AUG
فينيل ألانين	UUU UUC
برولين	CCU CCC CCA CGG
سيرين	UGU UCC UCA UCG AGCAGU
ثريونين	ACU ACC ACA ACG
تربتوفان	UGG
تيروزين	UAU UAC
فالين	GUU GUC GUA GUG
قاعدة البدء( CI )	AUG
قاعدة الانتهاء ( CT )	AUU UAG UGA

ويلاحظ من الجدول السابق حتى معظم الأحماض الأمينية ممثلة بأكثر من رمز codon واحد. كما حتى رمز واحد يمثل الإشارة إبدأ تكوين جزيء البروتين، وتمثل ثلاث رموز الإشارة أوقف تكوين جزيء البروتين. ويمثل هذان النوعان من الرموز في الجدول السابق بالرمز CI ( من chain - initiating ) ، وبالرمز CT ( من chain - terminating ) أي إنهاء السلسلة .

الرنا الناقل

يسمى النوع الآخر من الرنا الذي يقوم بدور مهم في هجريب البروتين الرنا الناقل transfer RNA ، لأنه ينقل جزيئات الحمض الأميني إلى جزيئات البروتين عند تكوينها، وهناك أنواع عديدة مختلفة من الـ RNA الناقل ولكن جميع نوع منه يتحد نوعياً بواحد فقط من الأحماض الأمينية العشرين التي تضمن في البروتينات، ثم يعمل الـ RNA الناقل كحامل carrier ينقل نوعه المعين من الحمض الأميني إلى الريبوسومات حيث يكوَن البروتين . ويتعهد جميع نوع خاص من الـ RNA الناقل في الريبوسومات على رمز خاص على الـ RNA الرسول ؛ وبهذا يوصل الحمض الأميني المناسب إلى موضعه المناسب في سلسلة جزيء البروتين الذي يتكون حديثاً . والـ RNA الناقل الذي يحوي تقريباً 80 نوويداً فقط هومجرد جزيء صغير إذا ما قورن بالـ RNA الرسول . وهوسلسلة مطوية من النوويدات ذات مظهر شبيه بورقة البرسيم . ويوجد في إحدى نهايتي الجزيء دائماً الحمض النووي أدينيليك، وبهذا يتصل الحمض الأميني المنقول ويلتصق بمجموعة الهيدروكسيل في ريبوز حمض الأدينيليك . ويولد هذا الالتصاق إنزيماً نوعياً معيناً لكل نوع من أنواع الـ RNA الرسول . كما يعين هذا الإنزيم نوع الحمض الأميني الذي سيلتصق بكل نوع مناسب من أنواع الـ RNA الناقل . ولما كانت وظيفة الـ RNA الناقل هي لصق حمض أميني معين بسلسلة بروتين في دور التكوين يصبح من الضروري حتىقد يكون لكل نوع من أنواع الـ RNA الناقل نوعية خاصة برمز خاص في الـ RNA الرسول . والرمز النوعي في الـ RNA الناقل الذي يتمكن من التعهد على رمز معين هوأيضاً مكون من قواعد نووية ثلاثية تسمى لقاءة الرمز anticodon . وتقع هذه في وسط جزيء الـ RNA الناقل تقريباً . وتتحد أثناء تكوين جزيء البروتين قواعد لقاءات الرمز بصورة رخوة بواسطة رابطة الهيدروجين مع قواعد الـ RNA الرسول . وبهذه الكيفية تصطف الأحماض الأمينية المناسبة واحداً بعد الآخر على طول سلسلة الـ RNA الرسول مولدة بذلك نسقاً مناسباً من الأحماض الأمينية في جزيء البروتين .

الـ RNA الريبوسومي

النوع الثالث من RNA الخلية هوالـ RNA الريبوسومي ribosomal RNA الذيقد يكون حوالي 60% من ريبوسومات الخلية تقريبا، ويتكون القسم الباقي منها من البروتين الذي يحوي حوالي 75 نوعا مختلفا من البروتينات البنيوية والإنزيمية الضرورية لإنتاج جزيئات البروتين، والريبوسومات هي البنيات الفيزيائية في سيتوبلازم الخلية، والتي تتولد عليها جزيئات البروتين ولكنها تعمل دائما بالترافق مع نوعي الـ RNA الآخرين، فينقل الـ RNA النقل الأحماض الأمينية إلى الريبوسومات لتضمينها ضمن جزيئات البروتين المولد بينما يوفر الـ RNA الرسول المعلومات الضرورية لترتيب نسق الأحماض الأمينية بترتيب مناسب لكل نوع معين من أنواع البروتينات المولدة، وتتكون ريبوسومات الخلايا المنواة من وحدتين ثانويتين، وهما الوحدة الثانوية الصغيرة وهي تحوي جزيء واحد من الـ RNA و33 بروتيناً، والوحدة الثانوية الكبيرة وهي تحوي ثلاثة جزيئات RNA وأكثر من 40 بروتيناً، وبالرغم من حتى كيفية آلية خلق البروتين في الريبوسومات محدودة الفهم، إلا أنه من المعروف حتى الـ RNA الرسول والـ RNA الناقل يتحدان أولاً مع الوحدة الثانوية الصغيرة، وتجهز بعد ذلك الوحدة الثانوية الكبيرة معظم الإنزيمات التي تعزز الارتباط الببتيدي بين الأحماض الأمينية المتتالية؛ ولهذا فإن الريبوسوم يعمل كمصنع يتم فيه تصنيع جزيئات البروتين.

تكوين الريبوسومات في النوية

توجد جينات الـ DNA الخاصة بتكوين الـ RNA الريبوسومي في هيئة خمسة أزواج صبغية مختلفة في النواة. ويحتوي جميع صبغي الكثير من النسخ المضاعفة من هذه الجينات بسبب الحاجة الشديدة لكميات كبيرة من الـ RNA الريبوسومي التي تتطلبها الوظائف الخلوية . ويتجمع الـ RNA الريبوسومي عند تكوينه في النُوية nucleolus، وهي بنية خاصة تقع بجوار الصبغيات chromosomes، وعندما يتم خلق كميات كبيرة من الـ RNA الريبوسومي، كما يحدث في الخلايا التي تولد كميات كبيرة من البروتين، فتصبح النوية كبيرة جدا. وعلى العكس من ذلك فإنها تكون صغيرة جدا بحيث لا ترى أبدا في الخلايا التي تصنع كميات صغيرة من البروتين، ويعامل الـ RNA الريبوسومي بصورة خاصة في النوية ويتحد مع البروتينات الريبوسومية ليكون نتاجات حبيبية مكثفة، وهي الوحدات الثانوية البدئية للريبوسومات، ثم تحرر هذه البنيات من النوية وتنقل خلال الثغور الكبيرة لغلاف النواة إلى جميع أقسام السيتوبلازم تقريبا. وتجمع هذه الوحدات الثانوية لتكون ريبوسومات وظيفية ناضجة عندما تدخل السيتوبلازم فقط ولذلك لا تتولد البروتينات في النواة لأنها لا تحوي ريبوسومات ناضجة.

تكوين البروتينات على الريبوسومات في عملية الترجمة

عندما يلامس جزيء الـ RNA الرسول ريبوسوم ما فإنه يرتحل على طوله ابتداء من نهاية مسبقة التعيين على جزيء الـ RNA ومعينة حسب نسق مناسب من قواعد الـ RNA، ويتكون جزيء بروتينى أثناء ترحيل الـ RNA الرسول على طول الريبوسوم؛ وتسمى هذه العملية باسم عملية الترجمة translation. وبهذه الطريقة يقرأ الريبوسوم روامز الـ RNA الرسول بنفس الكيفية التي يقرأ بها الشريط عندما يمر خلال رأس جهاز الإنضمام، وعندما يمر رمز الإيقاف stop codon ( أورمز إنهاء السلسلة chain - terminating codon ) عبر الريبوسوم، تؤشر نهاية جزيء البروتين ويحرر جميع الجزيء إلى سيتوبلازم الخلية.

عديدات الريبوسومات

يتمكن جزيء الـ RNA الرسول الواحد من تكوين عدة جزيئات بروتين في عدة ريبوسومات مختلفة وفي وقت واحد ،وذلك بمرور خيط الـ RNA على طول ريبوسوم متعاقب مع آخر بعد هجر الريبوسوم الأولي. كما حتى جزيئات البروتين تكون في مراحل تطورية مختلفة في جميع ريبوسوم ؛ وكنتيجة لذلك غالبا ماتتولد عناقيد من الريبوسومات فتلتصق ثلاثة إلىعشرة ريبوسومات ببعضها البعض بواسطة RNA رسول واحد في جميع مجموعة منها، وتسمى هذه العناقيد عديدات الريبوسومات polyribosomes. ويتمكن الـ RNA الرسول من تكوين جزيء بروتين في أي ريبوسوم، وليست هناك أية نوعية خاصة لريبوسومات معينة لنوع معين من البروتينات، فالريبوسوم هوببساطة بنية تتم فيها العمليات الكيميائية.

التصاق عديد الريبوسومات بالشبكة الإندوبلازمية الباطنة:

هناك الكثير من الريبوسومات التي تلتصق بالشبكة الإندوبلازمية الباطنة، ولايحدث ذلك إلا حينما تبدأ الريبوسومات في تكوين جزيئات البروتين، ومع ذلك فإن هناك بعض النهايات البدئية لبعض أنواع الجزيئات البروتينية تلصق نفسها مباشرة بمواقع على مستقبلات نوعية على الشبكة الإندوبلازمية الباطنة مما يؤدي إلى اختراق هذه الجزيئات للجدار الشبكي ودخولها إلى مطرس الشبكة الإندوبلازمية الباطنة، ويحدث هذا طالما حتى الريبوسوم لازال يعمل في توليد جزيء البروتين الذي يسحب الريبوسوم إلى الشبكة الإندوبلازمية الباطنة مما يعطيها مظهرها الحبيبي. ويتحدد ذلك عن طريق العلاقة الوظيفية للـ RNA الرسول مع الريبوسومات والكيفية التي تلتصق بها الريبوسومات بغلاف الشبكة الإندوبلازمية الباطنة، ومن الملاحظ حتى عملية الترجمة هذه تتم في عدة ريبوسومات في نفس الوقت استجابة لنفس خيط RNA الرسول، كما يلاحظ مرور سلاسل عديد الببتيد حديثة التكوين خلال الشبكة الإندوبلازمية الباطنة إلى مطرس الهيولي الداخلي، ومع ذلك يجب الإشارة إلى أنه ماعدا ما يحدث في الخلايا الغدية التي تكون كميات كبيرة من حويصلات إفرازية حاوية للبروتين فإن معظم البروتينات التي تكونها الريبوسومات تحرر مباشرة إلى العصارة الخلوية وهذه هي الإنزيمات وبروتينات البنيات الداخلية للخلية.

تصنيع المواد في الخلية

تتحكم عدة آلاف من إنزيمات البروتين في جميع التفاعلات الكيميائية الأخرى التي تتم في الخلية، وتحفز هذه الإنزيمات تصنيع الدهون والجليكوجين والبيورينات والبيريميدينات والمئات من المواد الأخرى، وتتم بهذه العمليات التصنيعية المتنوعة الكثير من وظائف الخلية.

التحكم في الوظائف الجينية والأنشطة الكيميائية الحيوية في الخلايا

لكي تتحكم الجينات في أنشطة الخلية فلابد من التحكم في تنشيط الجينات نفسها، وإلا فقد يحدث نمومفرط في أحد أقسام الخلية أوقد يطغى نشاط بعض هذه التفاعلات الكيميائية إلى حتى يؤدي إلى موت الخلية. كما يوجد لكل خلية تلقيم راجع (تغذية راجعة) داخلي قوي يتحكم في الآليات التي تحافظ على جميع العمليات الوظيفية المتنوعة للخلية متناسقة مع بعضها البعض. وتوجد لكل جين أولكل مجموعة صغيرة من الجينات (الذي يبلغ مجموعها 100000 جين) آلية تلقيم راجع واحدة على الأقل.

ولقد ساهمت أصغر الفيروسات بشكل كبير في فهم الوظائف الخلوية لأن هذه الكائنات بسيطة جدا تمكن البيولوجيين من دراسة أدق وأكمل التفصيلات تقريبا لكل جزيء فيها وبمستوى أعلى قليلا، ساهمت الجراثيم في تقديم المعلومات القيمة في هذا المجال وخصوصا الإشريكية القولونية Eschcrichia coli التي توجد بكثرة في الأمعاء والغائط، ولكن الخلايا المنواة معقد الهجريب جدا عن هذه الأحياء الدنيا فلم يتمكن الفهماء إلا حديثا من فهم بعض آليات التحكم فيها والتي ابتكرتها هذه الأشكال المتطورة من الحياة، ولتوضيح تعقيد الخلايا المنواة (والتي تسمى حقيقيات النواة eukaryotes) فإن هذه الخلايا تحوي مايبلغ 1000 ضعف من الـ DNA أكثر مما يحويه جرثوم الإشريكية القولونية. وهناك أساسًا طريقتان مختلفتان للتحكم في الأنشطة الكيميائية الحيوية في الخلية، وتسمى إحدى هاتين الطريقتين التنظيم الجيني genetic regulation ؛ حيث يتم التحكم في فعاليات الجينات نفسها، وتسمى الثانية التنظيم الإنزيمي حيث يتم التحكم في أنشطة الإنزيمات داخل الخلية.

التنظيم الجيني

تتحكم النواة في التصنيع الكيميائي الحيوي كوظيفة لها تسمى المحرض الإنزيمي . ويحتاج تصنيع النتاج الكيميائي الحيوي للخلية في العادة إلى سلسلة من التفاعلات، ويحفز جميع واحد منها إنزيم بروتيني خاص . ويتحكم في إنتاج جميع الإنزيمات التي تحتاجها العمليات التصنيعية نسق من الجينات التي توجد في سلاسل الجينات المتتالية على نفس خط الـ DNA الصبغي . وتسمى هذه المنطقة من خيط الـ DNA باسم المَشغَل operator . وتسمى الجينات المسؤولة عن الإنزيمات الخاصة الجينات البنيوية structural genes . فتقوم الجينات خاصة في المشغل بالتحكم في تكوين ثلاثة إنزيمات خاصة تستعمل في عملية تصنيع نتاج معين داخل الخلايا . كما يوجد بترة على خيط الـ DNA المحرَض promoter . وهذه هي سلسلة من النوويدات لتي لها ألفة خاصة لبوليميراز الـ RNA . وعلى البوليميراز حتى يرتبط مع هذا المشغل قبل حتى يتمكن من بدء حلقة على طول خيط الـ DNA ليخلق الـ RNA ؛ ولهذا فإن المحرض هوعامل ضروري في تنشيط المشغل .

تحكم البروتين الكاظم في المَشغَل

يوجد شريط إضافي للنوويدات موجود في وسط المحرض ؛ وتسمى هذه المنطقة باسم العامل الكاظم repressor operator لأنها تعمل كبروتين تحكمي يمكنه الارتباط هنا فيمنع التصاق بوليميراز الـ RNA بالمحرض مانعاً بذلك حدوث انتساخ الجينات . ويسمى مثل هذا النظام البروتيني باسمالبروتين الكاظم repressor protien . وبصورة عامة توجد جميع البروتينات المنظمة الكاظمة بشكلين تجسيميين متباينين، يتمكن أحدهما من الارتباط بالعامل operator ويكظم الانتساخ، أما الثاني فإنه لا يرتبط به . وهذا يعني حتى أحد الشكلين يتمكن من حتى يكَوِن جزيء بروتين مستقيم ويكون الشكل الثاني نفس الجزيء ولكنه محني بزاوية عند وسطه . ويتمكن أحد هذين النوعين فقط من كبت العامل . وبالإضافة إلى ذلك تتمكن مختلف المواد غير البروتينية في الخلية - مثل بعض النتاجات الاستقلابية metabolites الموجودة فيها - من الارتباط مع البروتين الكاظم لتغيير حالة شكلة التجسيمي allosteric state . وتسمى المادة التي تغيره وتؤدي إلى اتحاده مع العامل وتوقَف الانتساخ باسم المادة الكاظمة repressor substance أومادة مثبطة inhibitor substance . ومن الناحية الأخرى تسمى المادة التي تغير البروتين الكاظم وتحفزه على بتر ارتباطه بالعامل باسم مادة منشطة activator substance أومادة محرضة inducer substance لأنها تنشط أوتحرض عملية الانتساخ بإزالة البروتين الكاظم . وكمثال يوضح تحكم البروتين الكاظم بانتساخ الجين ؛ ففي العادة لا يتوفر سكر اللاكتوز كمادة غذائية لخلايا الإشريكية القولونية، ولذلك لا تصنع هذه الجراثيم في العادة الإنزيمات التي يحتاجها التحلل الاستقلابي للاكتوز . ولكن عند توفر اللاكتوز فإنه يولد تغييراً شكلياً مغايراً allosteric في البروتين الكاظم مؤدياً إلى انفصاله عن العامل الكاظم على المشغل الذي ينتسخ الإنزيمات الاستقلابية الضرورية . ولذلك يصبح المشغل مزال الكاظم وتتولد الإنزيمات المناسبة خلال بضعة دقائق في الجرثوم لتحلل اللاكتوز . ومن ثم عندما يبدأ اللاكتوز بالاختفاء من داخل الخلية تقل سرعة تصنيع الإنزيمات أيضاً لتعود إلى المستوى الذي يتطلبه وجود كمية اللاكتوز المتوفر فقط . ويتضح من ذلك منطق وجود مثل هذه الأجهزة التنظيمة في الخلية .

تحكم البروتين المنشط بالمُشغل

يوجد عامل آخر يسمى العامل المُنشط activator operator الذي يقع بجوار المحرض ولكن إلى الأمام منه . فعندما يرتبط بروتين منظم بهذا العامل فإنه يساعد في جذب بوليميرلز الـ RNA إلى المحرض وينشط بذلك المشغل . ولذلك يسمى البروتين المنظم من هذا النوع بروتيناً منشطاً activator protien . ومن الممكن تنشيط المشغل أوتثبيطه بواسطة العامل المنشط بطرق معاكسة تماماً لتحكم العامل الكاظم .

تحكم التلقيم الراجع السلبي بالمشغل

يوجد كمية حرجة من نتاج مُصنَع في الخلية يمكنه من حتى يسبب تثبيطاً بتلقيم راجع سلبي للمشغل المسؤول عن تصنيعه . وهويتمكن من القيام بذلك إما بجعل البروتين المنظم الكاظم يرتبط بالعامل الكاظم أوبجعل البروتين المنظم النشط يبتر ارتباطه مع العامل المنشط . وفي الحالتين يتم تثبيط المشغل . ولهذا فمتى توفرت كميات كبيرة كافية من المركب المصنع يخمد المشغل . وعلى العكس من ذلك فمتى ما تضاءلت كمية النتاج المصنع في الخلية وهبط هجريزه فيها ينشط المشغل ثانية . وبهذه الطريقة يتم التحكم في هجريز الناتج أتوماتيكياً .

آليات أخرى للتحكم في الاستنساخ بواسطة المشغل

لقد اكتشفت خلال السنوات الماضية اختلافات في الآلية الأساسية للتحكم بالمشغل. وفيما يلي بعض هذه الاختلافات:

غالباً ما يتحكم بالمشغل جين منظم regulatory gene يقع في محل آخر في المعقد الجيني للنواة . ويقوم الجين المنظم هذا بتكوين بروتين منظم يقوم بدوره إما كمادة منشطة أوكمادة كاظمة تتحكم بالمشغل .
توجد أحياناً عدة مشاغل مختلفة تتحكم في وقت واحد ببروتين منظم واحد . ويعمل في بعض الأحيان نفس البروتين المنظم منشطاً لأحد المشاغل وكاظماً لمشغل آخر . وعندما تحكم عدة مشاغل في وقت واحد بهذه الكيفية تسمى جميع هذه المشاغل التي تعمل سوية الناظمة regulon .
لا تُحكم بعض المشاغل عند نقطة ابتداء الاستنساخ على خيط الـ DNA بل إنها تُحكم عوضاً عن ذلك بعيداً عنها على طول الخيط نفسه . ولاقد يكون التحكم أحياناً على خيط الـ DNA نفسه ولكنه عوضاً عن ذلكقد يكون في النواة أثناء خلق جزيئات الـ RNA فيها وقبل إطلاقه إلى الهيولى . ونادراً ما يتم التحكم بمستوى ترجمة الـ RNA بواسطة الريبوسومات.
يتكتل DNA النواة في حقيقيات النواة بوحدات بنائية خاصة تسمى الصبغيات chromosomes . ويلتف الـ DNA في جميع صبغي حول بروتينات صغيرة تسمى الهستونات histones التي تتكتل بدورها بإحكام بواسطة بروتينات أخرى . وما دام الـ DNA في هذه الحالة المتكتلة فإنه لا يتمكن من العمل على توليد الـ RNA .

ولكن بدأ الآن اكتشاف الكثير من آليات التحكم التي تتمكن من توليد باحات منتقاة تتفكك في الصبغيات إلى أقسام متتالية قسماً واجداً في جميع مرة بحيث يمكن حتى يتم انتساخ الـ RNA . وتستعمل بذلك أنظمة أعلى مرتبة في حقيقيات النواة لتنظيم وظائف الخلايا فيها . وبالإضافة لذلك تتمكن بعض الإشارات من خارج الخلية - مثل بعض الهرمونات - من تنشيط بعض مناطق الصبغيات فتوفر بذلك آليات كيميائية لبعض الوظائف الخاصة . ونظراً لوجود ما يصل إلى 100000 جين مختلف في جميع خلية بشرية، فليس من المستغرب وجود طرق عديدة ومختلفة للتحكم في الفعاليات الجينية . كما حتى هذه الأنظمة التحكمية الجينية مهمة بصورة خاصة في التحكم في تراكيز الأحماض الأمينية ومشتقاتها وفي الكثير إذا لم يكن في معظم الركائز الوسطية لاستقلاب السكريات والشحوم والبروتينات في داخل الخلية .

تحكم التنظيم الإنزيمي في الوظائف داخل الخلايا

بالإضافة للتحكم في وظائف الخلية بواسطة التنظيم الجيني، من الممكن التحكم مباشرة في بعض الإنزيمات داخل الخلايا نفسها بالمثبطات أوبالمنشطات داخل الخلايا. وهذا التنظيم الإنزيمي يمثل صنفاً ثانياً من الآليات التي يمكن حتى تُحكم بها الوظائف الخلوية الكيميائية الحيوية .

تثبيط الإنزيمات

تمتلك بعض المواد الكيميائية التي تتولد في الخلية تأثيراً تلقيمياً راجعاً مباشراً في تثبيط الأنظمة الإنزيمية الخاصة التي تكونها الخلية . ويعمل النتاج المصنع دائماً تقريباً على الإنزيم الأول في النسق بدلاً من تأثيره على الإنزيمات التالية له . وعادة ما يرتبط هذا النتاج بالإنزيم مباشرة ويولد تغييراً شكلياً مغايراً فيه . ومن الممكن التعهد على أهمية تثبيط الإنزيم الأول فهويمنع تكوين نتاجات وسيطة من دون حتى تستعمل في الخلية . وعملية تثبيط الإنزيم هذه هي مثل آخر على التحكم بالتلقيم الراجع السلبي ؛ فهي مسؤولة عن التحكم في تراكيز بعض الأحماض الأمينية في داخل الخلية كالبيورينات والبيريميدنات والفيتامينات وبعض المواد الأخرى .

تنشيط الإنزيمات

يمكن في الغالب تنشيط الإنزيمات غير الفعالة أوتلك التي أخمد نشاطها ببعض المواد المثبطة . وأحد الأمثلة على ذلك هوعمل أحادي فوسفات الأدينوزين الحلقي cAMP عند شطر جزيء الجليكوجين وإطلاق جزيئات الجلوكوز منه لتكوين الـ ATP المركب عالي الطاقة . فعندما ينفد معظم ثلاثي فوسفات الأدينوزين من الخلية يبدأ تكون كميات كبيرة من cAMP كنتاج تحليلي لـ ATP . ويشير وجود cAMP على هبوط الاحتياطات الخلوية من الـ ATP إلى مستوى قليل جداً . ومع ذلك فإن cAMP ينشط مباشرة إنزيم شطر الجليكوجين الفسفوريلاز محرراً جزيئات جلوكوز سرعان ما تستعمل لسد نقص مخزونات ATP . وهكذا يعمل الـ cAMP كمنشط إنزيمي لإنزيم الفسفوريلاز، ويساعد بذلك في التحكم بهجريز ATP داخل الخلية . وتخحدث حالة مهمة أخرى لتثبيط الإنزيم وتنشيطه عند تكوين البيورينات والبيريمدينات، حيث بحاجة الخلية الحية المنواة لهذه المواد بكميات متساوية تقريباً لتكوين الـ DNA والـ RNA فعندما تولَد البيورينات تثبط الإنزيمات الضرورية لتكوين كميات إضافية منها، ولكن تنشط الإنزيمات اللزمة لتكوين البيريمدينات . وعلى العكس من ذلك فإن البيريمدينات تثبط إنزيماتها ولكنها تنشط إنزيمات البيورين . وبهذه الطريقة يوجد تلقيم راجع عابر ومستمر بين أنظمة التصنيع لهاتين المادتين يؤدي إلى الحفاظ على كميات متساوية نقريباً منهما في جميع الأوقات .

الخلاصة : وباختصار توجد طريقتان رئيسيتان تتحكم الخلايا الحية بهما في الحفاظ على نسب وكميات متناسبة لمختلف المكونات الخلوية ؛ وهما :

آلية التنظيم الجيني
آلية التنظيم الإنزيمي

فمن الممكن تنشيط الجينات أوتثبيطها وكذلك من الممكن تنشيط الإنزيمات أوتثبيطها ؛ وغالباً ما تعمل هذه الآليات التنظيمية كأنظمة تحكم بالتلقيم الراجع الذي يراقب باستمرار مكونات هجريب الخلية الكيميائي الحيوي ويصلحه عند الحاجة إلى ذلك . ولكن تقوم أحياناً بعض المواد من خارج الخلية - وخاصة بعض الهرمونات - بالتحكم في التفاعلات الكيميائية الحيوية في داخل الخلية بتنشيط واحد أوأكثر من أنظمة التحكم داخل الخلايا الحية .

العلاج بالجينات

يتسبب أي خلل في المورثات أحيانا في إصابة الإنسان بأحد الإعاقات أوالأمراض. فقد يؤدي خطأ واحد في جين من بين ثلاثة مليار مورثة (وهي الحصيلة الكلية من مورثات الإنسان) قد يتسبب هذا الخطأ الواحد في الإصابة بالعمى أوبضعف في مناعة الإنسان أوفي عدم استطاعة كرات الدم الحمراء تخزين كمية كافية من الأكسجين.

هنا قد يساعد العلاج بالمورثات في التغلب على مسببات المعاناة. يستخلص الأخصائيون مورثة سليمة من أحد الفيروسات ويغرسونها مكان المورثة البشرية الغير سليمة. وقد بينت الفحوص الأولية التي أجريت خلال التسعينيات من القرن الماضي نجاحات في هذا السبيل، إلا حتى تلك النجاحات كانت مقترنة أيضا ببعض الأعراض الجانبية الجسيمة. فقد أصيب بعض المعالجين بهذه الطريقة بسقم السرطان الخبيث.

وتتابعت حاليا نجاحات في الآونة الأخيرة (2014) . فقد تمكن الباحثون في الولايات المتحدة من معالجة حالة العمى لدى مريض وتحسنت حالته. وتمكن فريق من الأطباء الفرنسيين من معالجة توأمين وأوقفوا سقما عصبيا فيهم كان سيؤدي بحياتهم خلال فترة قصيرة. كما استطاع أخصائيون في ألمانيا معاجة طفل من حالة ضعف شديد في مناعته.

يستخدم الباحثون ما يسمى ناقل من المورثات (أجزاء من المورثات) ويستبترونها من فيروس "أليف" غير ضار ويدخلونها في مورثات المريض في عدة من خلاياه. وتحتوي نواقل المورثات على عناصر تعمل على تنشيط المورثات البشرية بحيث تقوم الخلايا بإنتاج البروتينات السليمة بالكمية المطلوبة للشفاء. ويعكف الباحثون على دراسة نواقل المورثات المستخلصة من الفيروسات بحيث لاقد يكون لها أعراضا جانبية على الإنسان، حيث اتضح حتى ما يتم من تجارب على الحيوان بنجاح لا ينجح دائما عند تطبيقه على الإنسان. يلجأ الباحثون في هذا المضمار على اختيار أجزاء من الفيروس التي تصلح الخطأ في المورثات البشرية من دون حتى تتسبب في نفس الوقت في أعراض جانبية غير مرغوبة.

تجرى في كثير من مختبرات المورثات بالتعاون مع المستشفيات في دول كثيرة في أنحاء العالم بغرض تجميع معلومات كافية عن صلاحية بعض الجينات وللابتعاد عن تلك الجينات التي لم تحقق نتائج إيجابية. ويأمل الباحثون عن طريق زيادة معلوماتهم في هذا الإطار التوصل إلى مساعدة السقمى من دون تعريضهم إلى أعراض جانبية. ومن معضلات ذلك أيضا تفهم كيفية إصلاح الخلل في عدد كبير من خلايا الإنسان بحيث تكفي لعلاجه. ويسعى العلاج بالمورثات إلى معالجة مسببات الأمراض الناتجة عن خلل في الجينات وتطوير استراجيات علاجية لعلاج ليس فقط اختلال في المورثات بل أيضا في مكافحة أسقم السرطان وأمراض الجهاز العصبي.

المورثة FOXP2

اهتم عدد من الفهماء في الفترة الأخيرة بالمورثة FOXP2 حيث يظهر أنها الخاصة بالقدرة على الكلام عند الإنسان . وقد بدأت سيرة هذا الجين حيث وجدت في إنجلترا عائلة واحدة لها صعوبة في الكلام عبر ثلاث أجيال متعاقبة . فكان من الصعب عليهم تكوين جمل وتحريك ألسنتهم . وقام الفهماء بتحليل جيناتهم ووجدوا حرفا واحدا مختلفا في أحد الجينات وهوFOXP2 على الكروموسوم 17 . وقد تفقد الفهماء الجين FOXP2 في عدد كبير من الثدييات ووجدوا انه مستقر ولا يتغير ، إلا انهم وجدوه في حالة الإنسان وفيه تغييرين اثنين مما جعل الفهماء يعتقدون حتى هذا الجين له علاقة بقدرة الإنسان على الكلام .

التليف الكيسي

التليف الكيسي هوسقم وراثي، أي يتسبب فيه خلل في الجينات الموروثة عن الأم والأب. يصيب الرئة والبنكرياس وأعضاء أخرى. كان الأطفال المصابين به لا يعمرون أكثر من عشرة سنوات. وخلال السبعينيات من القرن الماضي تحسنت طرق العلاج بالعقارات المتنوعة وأصبح في مقدور المريض منهم العيش حتى دخول المدرسة وانهاء تعليمه الجامعي، بل والزواج . إلا حتى الفهماء كانوا يعهدون حتى سبب السقم وراثي ولكن لم تكن في استطاعتهم العثور على المواقع الجينية التي تحدث هذا السقم.

كل ما كان الفهماء يعهدونه عن هذا السقم الوراثي حتى خللا في أحد الجينات يأتي من الأم وخلل بنفس الطريقة يأتي من الأب ، ولا يحدث السقم إلى إذا اجتمع جين الأم المختل مع الجين المختل من الأب . فإذا كان جين الأم مختلا مثلا واجتمع مع جين من الأب سليما فلا يظهر السقم.

ويقص عالم المورثات الكبير فرانسيس كولينز - الذي أشرف على مشروع الجينوم البشري - كيف من الممكن أن توصل الفهماء في الثمانينيات من القرن الماضي إلى العثور على التغيرات في الكروموسوم رقمسبعة المتسببة لسقم التليف الكيسي .

في البدء كان الفهماء يعهدون حتى مسبب سقم التليف الكيسي هوتغير حرف واحد على الأقل في منظومة من نحوثلاثة مليارات من حروف الدنا. فكانت العملية مضنية للبحث عنه. وكان جميع ما يعهده الفهماء عن هذا السقم أنه يظهر على الأطفال الذي يجتمع فيهم الجين المختل من الأب مع الجين المختل من الأم . ولا يظهر على الأطفال التي يجتمع فيهم جين مختل من الأب مع جين طبيعي من الأم . وبناء على ذلك بدأ الفهماء في البحث عن توائم من الأطفال ، تظهر في أحد التوأمين أعراض السقم ولا تظهر في التوأم الآخر . وبمقارنة تتابع الأزواج القاعدية في الدنا للتوأمين يمكن التعهد على الحرف أوالحروف التي تغيرت وتسبب السقم.

واشهجرت معامل بحثية كثيرة في الولايات المتحدة خلال الثمانينيات من القرن الماضي في قراءة كروموسومات هؤلاء التوائم . فكانوا يبحثون عن خطأ واحد أوعدة أخطاء في حروف الدنا المكونة من أكثر من ثلاثة مليارات زوج قاعدي . وفي عام 1985 عهد الفهماء حتى مسقط أومواقع معينة على الكروموسوم رقمسبعة هي التي تسبب السقم. ولكن أين يقع هذا الخطأ وما نوعه فكان عليهم مواصلة البحث.

واستخدم الفهماء طريقة القفز على الكروموسوم7 في تتبع الأزواج القاعدية على الكروموسومسبعة لاختصار الوقت بدلا من حتى يفحصوه حرفا حرفا . وفي عام 1989 منيت مجهوداتهم في البحث والتنقيب بالنجاح الابتدائي ، إذ وجدوا ثلاثة حروف مفقودة في الدنا - وهي بالتحديد الحروف CCT على أحد الجينات التي تنتج بروتين.

ويقول فرانسيس كولينز في كتابه "The Lahguage of God" حتى العمل كان مضنيا وتكلف نحو50 مليون دولار أمريكي ولكنهم توصلوا إلى فهم مسببات أمراض متعلقة بسقم التليف الكيسي ، وواصلوا البحث للتوصل إلى طرق في معالجتها عن طريق إصلاح الجينات - وتسليم الخلل.

قص الجينات

بعدما تمت عمليات بنجاح في قص الجينات في الصين والولايات المتحدة قام باحثون من بريطانيا بقص مورثات بأجنة بشرية بواسطة "مقص الجينات" كريسبر/ كاس9 وغيروا بعضها . أراد الباحثون من معهد فرانسيس كريك في لندن بهذه الطريقة استكشاف التطور المبدئي الذي يحدث في الأجنة وفهمها بطريقة أفضل ؛ بحيث يتوصلون إلى نسبة نجاح أفضل عند القيام بالتخصيب الاصطناعي . يعتبر هذا تدخل من الإنسان في تغيير الخلق ، ولهذا فإن الفهماء لم يغرسوا خلاياهم التي قاموا بتغييرات فيها في أرحمام نساء ، وإنما أهلكوها. هناك مناقشات كثيرة تجري بين الأطباء والباحثين والسياسيين والقانونيين والمفكرين في شأن بحوث مثل تلك على الإنسان ؛ في ألمانيا تلك الأبحاث ممنوعة.

الوراثة

ترث الكائنات الحية جيناتها من أبويها، فتحصل اللاجنسية منها ببساطة على نسخة كاملة من جينوم الكائن الأصل الواحد، بينما تمتلك الكائنات الحية الجنسية نسختين من جميع صبغي لأنها ترث مجموعة مكتملة واحدة من جميع من الأبوين.

الوراثة المندلية

حسب الوراثة المندلية، تعود اختلافات الأنماط الظاهرية للكائنات الحية (أي الصفات الجسدية والسلوكية المُشاهدة) جزئياً لاختلاف أنماطها الجينية (مجموعة معينة من الجينات)، إذ يميّز جميع جين صفة معينة بتتالٍ مختلف من الألائل، ما يؤدي لنشوء أنماط ظاهرية مختلفة، وتمتلك معظم الكائنات الحية حقيقية النوى (مثل نبات البازلاء الذي عمل عليه مندل) أليلين لكل صفة، يورث جميع واحد منهما من أحد الأبوين.

وقد تكون الألائل في مسقط جيني ما راجحة أومتنحية، فتؤدي الأولى لنشوء أنماط ظاهرية موافقة لها عندما تقترن مع أي أليل آخر للصفة ذاتها، بينما لا يُعبّر الأليل المتنحي عن نمطه الظاهري الموافق إلّا عندما يقترن بنسخة أخرى من ذاته، وبفهم الأنماط الجينية للكائنات الحية، يمكن تحديد أي من الألائلقد يكون راجحاً أومتنحياً، عملى سبيل المثال، إذا كان الأليل المحدد للساق الطويلة لدى نبات البازلاء راجحاً على أليل الساق القصيرة، ستمتلك نباتات البازلاء التي ترث أليلاً طويلاً من أحد الأبوين وقصيراً من الآخر سوقاً طويلة أيضاً.

فوضّحت أبحاث مندل حتى الألائل تُفرز بشكل مستقل أثناء إنتاج الأعراس، أوالخلايا الجنسية، ما يضمن التنوّع في الجيل التالي، ورغم حتى الوراثة المندلية لا تزال نموذجاً جيداً للعديد من الصفات التي تحددها جينات مفردة (بما يتضمن عدداً من الاضطرابات الوراثية المشهورة)، فإنها لا تضم العمليات الفيزيائية لتضاعف الـ(DNA) وانقسام الخلية.

تضاعف الـ(DNA) وانقسام الخلية

يعتمد جميع من نموالكائنات الحية، وتطورها وتكاثرها على الانقسام الخلوي، وهي العملية التي تنقسم فيها الخلية لخليتين بنتين متطابقتين عادة، ويتطلب ذلك اصطناع نسخة مضاعفة من جميع جين في الجينوم أولاً، من خلال عملية تُدعى بتضاعف الـ(DNA)، وذلك بواسطة إنزيمات متخصصة تُعهد بإنزيمات بوليميراز الـ(DNA)، والتي (تقرأ) أحد طاقي الـ(DNA) الحلزوني المزدوج، ويُعهد بالطاق المرصاف، ومن ثم تصطنع طاقاً جديداً مكملاً له.

ونظراً لأن البنية الحلزونية المزدوجة للـ(DNA) تتماسك بفضل ازدواج الأسس الآزوتية، يُحدد تتالي أحد الطاقين تتالي مكمله بشكل كلّي، وبالتالي يكفي حتى يقرأ الإنزيم أحدهما فقط ليُنتج نسخة موثوقة، وتكون عملية تضاعف الـ(DNA) نصف محافظة، ما يعني حتى نسحة الجينوم التي ترثها جميع من الخليتين البنتين تحتوي على طاق (DNA) أصلي واحد وآخر مُصنع حديثاً.

قيس معدل تضاعف الـ(DNA) في الخلايا الحية لأول مرة كمعدل استطالة (DNA) الفيروس العاثي T4 لدى إشريكية قولونية معديّة به، ولوحظ أنه سريع بشكل مبهر،[57] فخلال مدة التزايد الأسي للـ(DNA) عند درجة حرارة 37°م بلغ معدل الاستطالة 749 نيكلويتيداً في الثانية.

بعد اكتمال تضاعف الـ(DNA)، يتوجب على الخلية ان تفصل نسختي الجينوم فيزيائياً عن بعضهما وتنقسم لخليتين مستقلتين مرتبطتين بالغشاء، ويحدث ذلك لدى بدائيات النوى (الجراثيم والعتائق) عادةً من خلال عملية بسيطة نسبياً تُدعى بالانشطار الثنائي، والتي يلتصق فيها جميع جينوم حلقي بغشاء الخلية وتنقسم الخلية الأم لخليتين بنتين بينما ينغلف الغشاء ليقسم السيتوبلازما لقسمين ملتصقين من خلاله، ويكون الانشطار الثنائي سريعاً للغاية مقارنة مع معدلات انقسام الخلايا لدى حقيقيات النوى.

ينطوي الانقسام الخلوي لدى حقيقيات النوى على عملية أكثر تعقيداً تُعهد بالدورة الخلوية، حيث يطرأ تضاعف الـ(DNA) خلال طور من هذه الدورة يُسمى بطور الهجريب (S)، بينما تحدث عملية فصل الصبغيات وانقسام السيتوبلازما خلال طور الانقسام الفتيلي (M).

الوراثة الجزيئية

يُعتبر تضاعف المادة الوراثية ونقلها من جيل خلوي لآخر أساس الوراثة الجزيئية، والرابط بين المفاهيم التقليدية والجزيئية للجينات، فترث الكائنات الخية خصائص أبويها لأن خلايا النسل تحتوي نسخاً عن جيانتهما.

في بعض الأحيان يمكن حتى يطرأ أثناء الانقسام المنصّف، والذي يُنتج خلايا فردانية تُدعى بالأعراس وتحتوي على نسخة واحدة من جميع جين، وقع يُدعى بالتأشيب الجيني أوالعبور، وفيه يتم تبادل بترة من الـ(DNA) بين شقين صبغيين متوافقين ومتطابقين لكن غير أخوين، وهوما قد يؤدي لإعادة تفارز الأليلات المرتبطة.

ويشير مبدأ مندل للتفارز المستقل إلى حتى كلاً من جينَي أحد الأبوين الخاصّين بكل صفة سيُفرز بشكل مستقل ضمن الأعراس، فلا يتعلق الأليل الذي سيرثه الكائن الحي لصفة ما بالأليل الذي سيرثه لصفة أخرى.

ولكن ذلك يصحّ حقيقة فقط في حالة الجينات التي لا تقع على الصبغي ذاته، أوالتي توجد على ذات الصبغي لكنها تبعد عن بعضها كثيراً، فحدثا اقتربت جينتان من بعضهما أكثر على الصبغي ذاته، ستترافقان أكثر في الأعراس وتظهران معاً بتكرار أكبر (وهوما يعهد بالارتباط الجيني)، فهماً حتى الجينات القريبة من بعضها لا تنفصل مطلقاً، لأنه من غير المرجح أبداً حتى تحدث نقطة اجتياز بينها.

التطور الجزيئي

الطفرات

يكون تضاعف الـ(DNA) مضبوطاً للغاية في معظم الأحيان، ومع ذلك يمكن حتى تحدث أخطاء (طفرات)، فهماً حتى معدل الخطأ لدى حقيقيات النوى قد يحدث بقلة 10-8 خطأ لكل نيكليوتيد في جميع عملية تضاعف، بينما قد يصل لدى بعض فيروسات الـ(RNA) لـ10-3، وهوما يعني أنه في جميع جيل، يراكم الجينوم البشري طفرة إلى طفرتين جديدتين.

ويمكن حتى تنتج طفرات صغيرة عن تضاعف الـ(DNA) وآثار تضرره، وتتضمن الطفرات النقطية التي يتغير فيها أساس واحد، وطفرات انزياح الإطار التي يُضاف فيها أساس حديث أويُحذف، ويمكن لكلا الشكلين حتى يغير الجين بطفرة مغلوطة (تتغير فيها رامزة ما فترمّز لحمض أميني مختلف)، أوهرائية (تنتج رامزة توقف مبكرة). ويمكن حتى تنتج طفرات أكبر عن أخطاء في التأشيب، فتسبب شذوذات صبغية تضم ترفيل (تكرار)، وحذف، وإعادة ترتيب وانقلاب أجزاء كبيرة من صبغي ما، علاوة على ذلك، قد تُنتج آليات إصلاح الـ(DNA) أخطاء أثناء إصلاح الضرر الفيزيائي المُلحق بهذه الجزيئة، ويكون هذا الإصلاح، حتى مع وجود طفرة فيه، أكثر أهمية للبقيا من استعادة نسخة مطابقة للجزيئة، كما في حالة إصلاح التكسرات مضاعفة الطاق.

عندما تتواجد ألائل متعددة مختلفة لجين ما في جمهرة النوع، فإنه يُدعى متعدد الأشكال، وتكون معظم الألائل المتنوعة متكافئة وظيفياً، ومع ذلك قد تُعطي بعضها صفات ظاهرية مختلفة.

يُسمى الأليل الأكثر شيوعاً لجين ما بالنمط البري، بينما تُسمى الألائل النادرة بالطافرة، ويعود التنوع الوراثي في التواترات النسبية لألائل مختلفة في جمهرة ما لكل من الاصطفاء الطبيعي والانحراف الوراثي، وليس من الضرورة حتىقد يكون أليل النمط البري سلف الألائل الأقل شيوعاً، وقد لاقد يكون أكثر لياقة منها. تكون معظم الطفرات ضمن الجينات حيادية، فلا تمتلك أي تأثير على النمط الظاهري للكائن الحي (طفرات صامتة)، وقد لا تغير بعض الطفرات من تتالي الحمض الأميني نظراً لترميز رواميز متعددة للحمض الأميني ذاته (طفرات مرادفة)، كما قد تكون طفرات أخرى محايدةً إذا أدّت لتغيرات في تتالي الحمض الأميني، لكن استمر البروتين بأداء وظائفه بشكل طبيعي حتى مع الحمض الأميني الجديد (طفرات محافظة).

ولكن الكثير من الطفرات تكون ضارة أوحتى مميتة، وتُزال من الجمهرات بالاصطفاء الطبيعي، وتُعتبر الاضطرابات الوراثية نتيجة لطفرات ضارة، وقد تنشأ لدى الفرد المصاب إما بشكل عفوي أوبالوراثة، وأخيراً تُعتبر نسبة صغيرة من الطفرات مفيدة تحسّن من لياقة الكائن الحي، وتكون مهمة للغاية للتطور نظراً لأن اصطفاءها الموجّه سيؤدي لتطور تكيفي.

انظر ايضا

قائمة الجينات البشرية

مواضيع متعلقة

متلازمة لانجر-جيديون
مورثة كاذبة
وراثة
قائمة مفهمات Y-STR
فهم الجينوم
حمض نووي ريبوزي منقوص الأكسجين
حمض نووي ريبوزي
نوكليوتيد
بروتين
تعبير جيني
علاج جيني
عائلة جينية
خوارزميات جينية
علبة تماثلية
مشروع الجينوم البشري
مشروع جينوم الشمبانزي
توصيل جين
تحليل الجينات
تقنية إنتاج حيوانات مهندسة جينيا
FOXM1

المراجع

^ قاموس المورد، البعلبكي، بيروت، لبنان.
^ المعجم الطبي الموحد. نسخة محفوظةعشرة سبتمبر 2017 على مسقط واي باك مشين.
↑ Mignone, Flavio; Gissi, Carmela; Liuni, Sabino; Pesole, Graziano (2002-02-28). "Untranslated regions of mRNAs". Genome Biology. 3 (3): reviews0004. doi:10.1186/gb-2002-3-3-reviews0004. ISSN 1465-6906. PMID 11897027. مؤرشف من الأصل في 29 سبتمبر 2015.
^ John K. Colbourne et al. (4 Februar 2011), "The Ecoresponsive Genome of Daphnia pulex" (in German), Science Vol. 331 (6017): pp. 555–561, doi:10.1126/science.1197761
^ Mihaela Pertea and Steven L Salzberg (2010): Between a chicken and a grape: estimating the number of human genes. Genome Biology 11:206
^ Bicknell AA, Cenik C, Chua HN, Roth FP, Moore MJ (December 2012). "Introns in UTRs: why we should stop ignoring them". BioEssays. 34 (12): 1025–34. doi:10.1002/bies.201200073. PMID 23108796.
^ Pennacchio, L. A.; Bickmore, W.; Dean, A.; Nobrega, M. A.; Bejerano, G. (2013). "Enhancers: Five essential questions". Nature Reviews Genetics. 14 (4): 288–95. doi:10.1038/nrg3458. PMID 23503198.
^ Mortazavi A, Williams BA, McCue K, Schaeffer L, Wold B (July 2008). "Mapping and quantifying mammalian transcriptomes by RNA-Seq". Nature Methods. 5 (7): 621–8. doi:10.1038/nmeth.1226. PMID 18516045.
^ International Human Genome Sequencing Consortium (October 2004). "Finishing the euchromatic sequence of the human genome". Nature. 431 (7011): 931–45. Bibcode:2004Natur.431..931H. doi:10.1038/nature03001. PMID 15496913. مؤرشف من الأصل في 22 يوليو2017.
^ Bennett, PM (March 2008). "Plasmid encoded antibiotic resistance: acquisition and transfer of antibiotic resistance genes in bacteria". British Journal of Pharmacology. 153 Suppl 1: S347–57. doi:10.1038/sj.bjp.0707607. PMC 2268074. PMID 18193080.
^ Braig M, Schmitt CA (March 2006). "Oncogene-induced senescence: putting the brakes on tumor development". Cancer Research. 66 (6): 2881–4. doi:10.1158/0008-5472.CAN-05-4006. PMID 16540631.
^ Bolzer, Andreas; Kreth, Gregor; Solovei, Irina; Koehler, Daniela; Saracoglu, Kaan; Fauth, Christine; Müller, Stefan; Eils, Roland; Cremer, Christoph; Speicher, Michael R.; Cremer, Thomas (2005). "Three-Dimensional Maps of All Chromosomes in Human Male Fibroblast Nuclei and Prometaphase Rosettes". PLoS Biology. 3 (5): e157. doi:10.1371/journal.pbio.0030157. PMC 1084335. PMID 15839726.
^ Dawkins, Richard (1977). The selfish gene (الطبعة Repr. (with corr.)). London: Oxford Univ. Press. ISBN .
^ Dawkins, Richard (1989). The extended phenotype (الطبعة Pbk.). Oxford: Oxford University Press. ISBN .
^ Williams, George C. (2001). Adaptation and Natural Selection a Critique of Some Current Evolutionary Thought (الطبعة [Online-Ausg.].). Princeton: Princeton University Press. ISBN .
^ Huxley, Julian (1942). Evolution: the modern synthesis (الطبعة Definitive). Cambridge, Mass.: MIT Press. ISBN .
^ Adams, Jill U. (2008). "DNA Sequencing Technologies". Nature Education Knowledge. Nature Publishing Group. 1 (1): 193. مؤرشف من الأصل في 30 أكتوبر 2019.
^ Sanger, F; Nicklen, S; Coulson, AR (1977). "DNA sequencing with chain-terminating inhibitors". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 74 (12): 5463–7. Bibcode:1977PNAS...74.5463S. doi:10.1073/pnas.74.12.5463. PMC 431765. PMID 271968.
^ Min Jou W, Haegeman G, Ysebaert M, Fiers W (May 1972). "Nucleotide sequence of the gene coding for the bacteriophage MS2 coat protein". Nature. 237 (5350): 82–8. Bibcode:1972Natur.237...82J. doi:10.1038/237082a0. PMID 4555447.
↑ Benzer S (1955). "FINE STRUCTURE OF A GENETIC REGION IN BACTERIOPHAGE". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 41 (6): 344–54. PMC 528093. PMID 16589677.
↑ Benzer S (1959). "ON THE TOPOLOGY OF THE GENETIC FINE STRUCTURE". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 45 (11): 1607–20. PMC 222769. PMID 16590553.
^ Judson, Horace (1979). The Eighth Day of Creation: Makers of the Revolution in Biology. Cold Spring Harbor Laboratory Press. صفحات 51–169. ISBN .
^ Watson, J. D.; Crick, FH (1953). "Molecular Structure of Nucleic Acids: A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid" (PDF). Nature. 171 (4356): 737–8. Bibcode:1953Natur.171..737W. doi:10.1038/171737a0. PMID 13054692. مؤرشف من الأصل (PDF) في 24 أكتوبر 2017.
↑ Hershey, AD; Chase, M (1952). "Independent functions of viral protein and nucleic acid in growth of bacteriophage". The Journal of General Physiology. 36 (1): 39–56. doi:10.1085/jgp.36.1.39. PMC 2147348. PMID 12981234.
^ Avery, OT; MacLeod, CM; McCarty, M (1944). "Studies on the Chemical Nature of the Substance Inducing Transformation of Pneumococcal Types: Induction of Transformation by a Desoxyribonucleic Acid Fraction Isolated from Pneumococcus Type III". The Journal of Experimental Medicine. 79 (2): 137–58. doi:10.1084/jem.79.2.137. PMC 2135445. PMID 19871359. Reprint: Avery, OT; MacLeod, CM; McCarty, M (1979). "Studies on the chemical nature of the substance inducing transformation of pneumococcal types. Inductions of transformation by a desoxyribonucleic acid fraction isolated from pneumococcus type III". The Journal of Experimental Medicine. 149 (2): 297–326. doi:10.1084/jem.149.2.297. PMC 2184805. PMID 33226.
^ "The Human Genome Project Timeline". مؤرشف من الأصل في 15 فبراير 2019. اطلع عليه بتاريخ 13 سبتمبر 2006.
^ تشارلز ستيوارت جيجر, , page viii. نسخة محفوظة 08 نوفمبر 2017 على مسقط واي باك مشين.
^ هوغودي فريس, Intracellulare Pangenese, Verlag von Gustav Fischer, ينا, 1889. Translated in 1908 from German to English by تشارلز ستيوارت جيجر as , Open Court Publishing Co., Chicago, 1910 نسخة محفوظة 08 نوفمبر 2017 على مسقط واي باك مشين.
^ Henig, Robin Marantz (2000). . Boston: Houghton Mifflin. صفحات 1–9. ISBN . مؤرشف من الأصل فيسبعة يناير 2020. CS1 maint: ref=harv (link)
^ Magner, Lois N. (2002). (الطبعة Third). Marcel Dekker, CRC Press. صفحة 371. ISBN . مؤرشف من الأصل في 14 مارس 2020.
^ Noble D (September 2008). "Genes and causation". Philosophical Transactions. Series A, Mathematical, Physical, and Engineering Sciences. 366 (1878): 3001–3015. Bibcode:2008RSPTA.366.3001N. doi:10.1098/rsta.2008.0086. PMID 18559318. مؤرشف من الأصل (Free full text) في 27 مارس 2020.
^ Pearson H (May 2006). "Genetics: what is a gene?". Nature. 441 (7092): 398–401. Bibcode:2006Natur.441..398P. doi:10.1038/441398a. PMID 16724031.
^ Pennisi E (June 2007). "Genomics. DNA study forces rethink of what it means to be a gene". Science. 316 (5831): 1556–1557. doi:10.1126/science.316.5831.1556. PMID 17569836.
^ Slack, J.M.W. Genes-A Very Short Introduction. Oxford University Press 2014
↑ Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P (2002). (الطبعة Fourth). New York: Garland Science. ISBN . مؤرشف من الأصل في 19 سبتمبر 2019.
^ J. Gene Med. Gene Therapy Clinical Trials Database. http://www.wiley.com/legacy/wileychi/genmed/clinical/
^ Miko, Ilona (2008). "Gregor Mendel and the Principles of Inheritance". Nature Education Knowledge. Nature Publishing Group. 1 (1): 134. مؤرشف من الأصل في 19 يوليو2019.
^ Chial, Heidi (2008). "Mendelian Genetics: Patterns of Inheritance and Single-Gene Disorders". Nature Education Knowledge. Nature Publishing Group. 1 (1): 63. مؤرشف من الأصل في 31 مارس 2019.
^ McCarthy D, Minner C, Bernstein H, Bernstein C (1976). "DNA elongation rates and growing point distributions of wild-type phage T4 and a DNA-delay amber mutant". J. Mol. Biol. 106 (4): 963–981. doi:10.1016/0022-2836(76)90346-6. PMID 789903.
^ Nachman MW, Crowell SL (September 2000). "Estimate of the mutation rate per nucleotide in humans". Genetics. 156 (1): 297–304. PMC 1461236. PMID 10978293. مؤرشف من الأصل فيثمانية أبريل 2011.
^ Roach JC, Glusman G, Smit AF, et al. (April 2010). "Analysis of genetic inheritance in a family quartet by whole-genome sequencing". Science. 328 (5978): 636–639. Bibcode:2010Sci...328..636R. doi:10.1126/science.1186802. PMC 3037280. PMID 20220176. مؤرشف من الأصل في 1 مايو2010.
↑ Drake JW, Charlesworth B, Charlesworth D, Crow JF (April 1998). "Rates of spontaneous mutation". Genetics. 148 (4): 1667–1686. PMC 1460098. PMID 9560386. مؤرشف من الأصل في 21 أغسطس 2010.
^ "What kinds of gene mutations are possible?". Genetics Home Reference. United States National Library of Medicine. 11 May 2015. مؤرشف من الأصل في 15 مارس 2016. اطلع عليه بتاريخ 19 مايو2015.
^ Andrews, Christine A. (2010). "Natural Selection, Genetic Drift, and Gene Flow Do Not Act in Isolation in Natural Populations". Nature Education Knowledge. Nature Publishing Group. 3 (10): 5. مؤرشف من الأصل في 31 مارس 2019.

في كومنز صور وملفات عن: جين

[1] قاموس المورد، البعلبكي، بيروت، لبنان.

[2] المعجم الطبي الموحد. نسخة محفوظةعشرة سبتمبر 2017 على مسقط واي باك مشين.

[genomebiology.com-3] Mignone, Flavio; Gissi, Carmela; Liuni, Sabino; Pesole, Graziano (2002-02-28). "Untranslated regions of mRNAs". Genome Biology. 3 (3): reviews0004. doi:10.1186/gb-2002-3-3-reviews0004. ISSN 1465-6906. PMID 11897027. مؤرشف من الأصل في 29 سبتمبر 2015.

[4] John K. Colbourne et al. (4 Februar 2011), "The Ecoresponsive Genome of Daphnia pulex" (in German), Science Vol. 331 (6017): pp. 555–561, doi:10.1126/science.1197761

[5] Mihaela Pertea and Steven L Salzberg (2010): Between a chicken and a grape: estimating the number of human genes. Genome Biology 11:206

[6] Bicknell AA, Cenik C, Chua HN, Roth FP, Moore MJ (December 2012). "Introns in UTRs: why we should stop ignoring them". BioEssays. 34 (12): 1025–34. doi:10.1002/bies.201200073. PMID 23108796.

[5questions-7] Pennacchio, L. A.; Bickmore, W.; Dean, A.; Nobrega, M. A.; Bejerano, G. (2013). "Enhancers: Five essential questions". Nature Reviews Genetics. 14 (4): 288–95. doi:10.1038/nrg3458. PMID 23503198.

[8] Mortazavi A, Williams BA, McCue K, Schaeffer L, Wold B (July 2008). "Mapping and quantifying mammalian transcriptomes by RNA-Seq". Nature Methods. 5 (7): 621–8. doi:10.1038/nmeth.1226. PMID 18516045.

[IHSGC2004-9] International Human Genome Sequencing Consortium (October 2004). "Finishing the euchromatic sequence of the human genome". Nature. 431 (7011): 931–45. Bibcode:2004Natur.431..931H. doi:10.1038/nature03001. PMID 15496913. مؤرشف من الأصل في 22 يوليو2017.

[bennett-10] Bennett, PM (March 2008). "Plasmid encoded antibiotic resistance: acquisition and transfer of antibiotic resistance genes in bacteria". British Journal of Pharmacology. 153 Suppl 1: S347–57. doi:10.1038/sj.bjp.0707607. PMC 2268074. PMID 18193080.

[Braig-11] Braig M, Schmitt CA (March 2006). "Oncogene-induced senescence: putting the brakes on tumor development". Cancer Research. 66 (6): 2881–4. doi:10.1158/0008-5472.CAN-05-4006. PMID 16540631.

[12] Bolzer, Andreas; Kreth, Gregor; Solovei, Irina; Koehler, Daniela; Saracoglu, Kaan; Fauth, Christine; Müller, Stefan; Eils, Roland; Cremer, Christoph; Speicher, Michael R.; Cremer, Thomas (2005). "Three-Dimensional Maps of All Chromosomes in Human Male Fibroblast Nuclei and Prometaphase Rosettes". PLoS Biology. 3 (5): e157. doi:10.1371/journal.pbio.0030157. PMC 1084335. PMID 15839726.

[13] Dawkins, Richard (1977). The selfish gene (الطبعة Repr. (with corr.)). London: Oxford Univ. Press. ISBN .

[14] Dawkins, Richard (1989). The extended phenotype (الطبعة Pbk.). Oxford: Oxford University Press. ISBN .

[15] Williams, George C. (2001). Adaptation and Natural Selection a Critique of Some Current Evolutionary Thought (الطبعة [Online-Ausg.].). Princeton: Princeton University Press. ISBN .

[16] Huxley, Julian (1942). Evolution: the modern synthesis (الطبعة Definitive). Cambridge, Mass.: MIT Press. ISBN .

[scitable_adams-17] Adams, Jill U. (2008). "DNA Sequencing Technologies". Nature Education Knowledge. Nature Publishing Group. 1 (1): 193. مؤرشف من الأصل في 30 أكتوبر 2019.

[sanger_et_al-18] Sanger, F; Nicklen, S; Coulson, AR (1977). "DNA sequencing with chain-terminating inhibitors". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 74 (12): 5463–7. Bibcode:1977PNAS...74.5463S. doi:10.1073/pnas.74.12.5463. PMC 431765. PMID 271968.

[Min_1972-19] Min Jou W, Haegeman G, Ysebaert M, Fiers W (May 1972). "Nucleotide sequence of the gene coding for the bacteriophage MS2 coat protein". Nature. 237 (5350): 82–8. Bibcode:1972Natur.237...82J. doi:10.1038/237082a0. PMID 4555447.

[pmid16589677-20] Benzer S (1955). "FINE STRUCTURE OF A GENETIC REGION IN BACTERIOPHAGE". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 41 (6): 344–54. PMC 528093. PMID 16589677.

[pmid16590553-21] Benzer S (1959). "ON THE TOPOLOGY OF THE GENETIC FINE STRUCTURE". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 45 (11): 1607–20. PMC 222769. PMID 16590553.

[22] Judson, Horace (1979). The Eighth Day of Creation: Makers of the Revolution in Biology. Cold Spring Harbor Laboratory Press. صفحات 51–169. ISBN .

[watsoncrick_1953a-23] Watson, J. D.; Crick, FH (1953). "Molecular Structure of Nucleic Acids: A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid" (PDF). Nature. 171 (4356): 737–8. Bibcode:1953Natur.171..737W. doi:10.1038/171737a0. PMID 13054692. مؤرشف من الأصل (PDF) في 24 أكتوبر 2017.

[ReferenceA-24] Hershey, AD; Chase, M (1952). "Independent functions of viral protein and nucleic acid in growth of bacteriophage". The Journal of General Physiology. 36 (1): 39–56. doi:10.1085/jgp.36.1.39. PMC 2147348. PMID 12981234.

[Avery_et_al-25] Avery, OT; MacLeod, CM; McCarty, M (1944). "Studies on the Chemical Nature of the Substance Inducing Transformation of Pneumococcal Types: Induction of Transformation by a Desoxyribonucleic Acid Fraction Isolated from Pneumococcus Type III". The Journal of Experimental Medicine. 79 (2): 137–58. doi:10.1084/jem.79.2.137. PMC 2135445. PMID 19871359. Reprint: Avery, OT; MacLeod, CM; McCarty, M (1979). "Studies on the chemical nature of the substance inducing transformation of pneumococcal types. Inductions of transformation by a desoxyribonucleic acid fraction isolated from pneumococcus type III". The Journal of Experimental Medicine. 149 (2): 297–326. doi:10.1084/jem.149.2.297. PMC 2184805. PMID 33226.

[genome-26] "The Human Genome Project Timeline". مؤرشف من الأصل في 15 فبراير 2019. اطلع عليه بتاريخ 13 سبتمبر 2006.

[27] تشارلز ستيوارت جيجر, , page viii. نسخة محفوظة 08 نوفمبر 2017 على مسقط واي باك مشين.

[28] هوغودي فريس, Intracellulare Pangenese, Verlag von Gustav Fischer, ينا, 1889. Translated in 1908 from German to English by تشارلز ستيوارت جيجر as , Open Court Publishing Co., Chicago, 1910 نسخة محفوظة 08 نوفمبر 2017 على مسقط واي باك مشين.

[29] Henig, Robin Marantz (2000). . Boston: Houghton Mifflin. صفحات 1–9. ISBN . مؤرشف من الأصل فيسبعة يناير 2020. CS1 maint: ref=harv (link)

[30] Magner, Lois N. (2002). (الطبعة Third). Marcel Dekker, CRC Press. صفحة 371. ISBN . مؤرشف من الأصل في 14 مارس 2020.

[31] Noble D (September 2008). "Genes and causation". Philosophical Transactions. Series A, Mathematical, Physical, and Engineering Sciences. 366 (1878): 3001–3015. Bibcode:2008RSPTA.366.3001N. doi:10.1098/rsta.2008.0086. PMID 18559318. مؤرشف من الأصل (Free full text) في 27 مارس 2020.

[Pearson_2006-32] Pearson H (May 2006). "Genetics: what is a gene?". Nature. 441 (7092): 398–401. Bibcode:2006Natur.441..398P. doi:10.1038/441398a. PMID 16724031.

[Rethink-33] Pennisi E (June 2007). "Genomics. DNA study forces rethink of what it means to be a gene". Science. 316 (5831): 1556–1557. doi:10.1126/science.316.5831.1556. PMID 17569836.

[34] Slack, J.M.W. Genes-A Very Short Introduction. Oxford University Press 2014

[MBOC-35] Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P (2002). (الطبعة Fourth). New York: Garland Science. ISBN . مؤرشف من الأصل في 19 سبتمبر 2019.

[JGenMed_Database-36] J. Gene Med. Gene Therapy Clinical Trials Database. http://www.wiley.com/legacy/wileychi/genmed/clinical/

[scitable_miko-37] Miko, Ilona (2008). "Gregor Mendel and the Principles of Inheritance". Nature Education Knowledge. Nature Publishing Group. 1 (1): 134. مؤرشف من الأصل في 19 يوليو2019.

[scitable_chial-38] Chial, Heidi (2008). "Mendelian Genetics: Patterns of Inheritance and Single-Gene Disorders". Nature Education Knowledge. Nature Publishing Group. 1 (1): 63. مؤرشف من الأصل في 31 مارس 2019.

[pmid789903-39] McCarthy D, Minner C, Bernstein H, Bernstein C (1976). "DNA elongation rates and growing point distributions of wild-type phage T4 and a DNA-delay amber mutant". J. Mol. Biol. 106 (4): 963–981. doi:10.1016/0022-2836(76)90346-6. PMID 789903.

[Nachman-40] Nachman MW, Crowell SL (September 2000). "Estimate of the mutation rate per nucleotide in humans". Genetics. 156 (1): 297–304. PMC 1461236. PMID 10978293. مؤرشف من الأصل فيثمانية أبريل 2011.

[Science2-41] Roach JC, Glusman G, Smit AF, et al. (April 2010). "Analysis of genetic inheritance in a family quartet by whole-genome sequencing". Science. 328 (5978): 636–639. Bibcode:2010Sci...328..636R. doi:10.1126/science.1186802. PMC 3037280. PMID 20220176. مؤرشف من الأصل في 1 مايو2010.

[Genetics2-42] Drake JW, Charlesworth B, Charlesworth D, Crow JF (April 1998). "Rates of spontaneous mutation". Genetics. 148 (4): 1667–1686. PMC 1460098. PMID 9560386. مؤرشف من الأصل في 21 أغسطس 2010.

[43] "What kinds of gene mutations are possible?". Genetics Home Reference. United States National Library of Medicine. 11 May 2015. مؤرشف من الأصل في 15 مارس 2016. اطلع عليه بتاريخ 19 مايو2015.

[44] Andrews, Christine A. (2010). "Natural Selection, Genetic Drift, and Gene Flow Do Not Act in Isolation in Natural Populations". Nature Education Knowledge. Nature Publishing Group. 3 (10): 5. مؤرشف من الأصل في 31 مارس 2019.

جين