لغز الوراثة و تجارب مندل ٣ - قانون مندل الاول : انعزال الصفات

تزاوجات أحادي الهجين (أحادي الصفات): مبدأ الانعزال

إن تزاوج أحادي الهجين Cross Monohybrid هو تزاوج يتتبع دراسة متغايرين أو شكلين فقط للصفة نفسها، مثل اللونين الأبيض والبنفسجي للأزهار. بمقدور هذا النوع من التزاوج، الذي يبدو وكأنه بسيط أن يقود إلى استنتاجات 

مهمة تتعلق بطبيعة الوراثة. 

إن الصفات السبع التي قام بدراستها مندل في تجاربه تتضمن سلالتين تختلف كل واحدة منهما عن الأخرى اختلافا واضحا سهل الملاحظة والتسجيل. 

يظهر الجيل ٢ صفة واحدة فقط من الصفتين، ودون خلط.

عندما زاوج مندل نباتات ذوات زهرة بيضاء pp مع نباتات ذوات زهرة بنفسجيةPP، حصل على نسل هجين ارجواني Pp لم يكن يحمل لونا وسطيا. كما كانت تقول فرضية الخلط الوراثي. بدلا من ذلك، وفي كل حالة. كان لون زهرة النسل يشبه لون زهرة أحد 

الأبوين. وقد عرف هذا النسل تقليديا باسم الجيل البنوي الأول filial First generation أو F. ففي تزاوج نباتات ذات زهرة بيضاء وذات زهرة بنفسجية، ظهرت زهرات كامل نسل F باللون البنفسجي، وهذا يتطابق مع ما حصل عليه 

العلماء السابقون. 

قام مندل بتعريف شكل كل صفة تم التعبير عنها في نباتات الجيل الأول F1 بالسائدة Dominant. في حين عرف الشكل البديل غير المعبر عنه بالصفة المتنحية Recessive.

في كل الأزواج السبعة من الصفات التي قام مندل بفحصها، أثبت أن أحد فردي الزوج كان سائدا والأخر متنح.

يظهر الجيل الثاني F2 كلا الصفتين بنسبة 3: 1 

بعد السماح لأفراد نباتات F1 بالنضج والإخصاب الذاتي، جمع مندل بذور الجيل الأول وزرعه، ليرى كيف سيظهر نسل الجيل البنوي الثانيF2. فوجد أنه على الرغم من أن معظم نباتات الجيل الثاني أزهارها بنفسجية، إلا أن بعضا منها أظهر أزهارا بيضاء، أو الصفة المتنحية. 

وعلى الرغم من أن الصفة المتنحية كانت مختفية في جيل F1 إلا أنها عادت لتظهر في أفراد F2.

لان مندل كان يعتقد أن نسب أنواع F2  قد تسهم في تفسير آلية الوراثة، فقد قام بإحصاء أعداد كل نوع ضمن نسل F2.
مثال :
في التزاوج بين نباتات F1 ذوات الأزهار البنفسجية، حصل على ما مجموعه 929 من أفراد F2. وجد ان 705 (%75.9) منها لديها أزهار بنفسجية، و 224 (24.1%) لديها أزهار 

بيضاء. وبذلك يكون أفراد F2 تقريبا قد أظهر الشكل المتنحي لهذه الصفة.

وقد حصل مندل على النتائج الرقمية نفسها، عندما فحص الصفات الست الأخرى. فكانت النسبة ثابته: 3/4 سائدة: 1/4  متنحية.

نسبة 3: l هي في الواقع نسبة 1: 2 :1 

عندما فحص مندل كيفية انتقال الصفات من F2 إلى الأجيال اللاحقة وجد أن النباتات التي تظهر الصفات المتنحية تكون دائما نقية السلالة. فمثلا. أفراد F2 ذوات الأزهار البيضاء تنتج بشكل مؤكد دائما نسلا له أزهار بيضاء عند السماح لها بالإخصاب الذاتي.

في المقابل، أثبتت أفراد F2 السائدة ذوات الأزهار البنفسجية فقط أنها نقية السلالة، في حين لم تكن كذلك. المجموعة الأخيرة من النباتات أنتجت أفرادا سائدة وأخرى متنحية في الجيل البنوي الثالث F3 بنسبة 3:1.

اقترحت هذه النتائج أنه لكامل العينة، كانت نسبة 3 :1 التي لاحظها مندل في F2 هي في الحقيقة 1: 1:2 مموهة، فالربع أفراد نقية السلالة سائدة PP، والنصف أفراد غير نقية السلالة سائدة Pp، والربع أفراد نقية السلالة متنحية pp.

تفسير نتائج مبدأ الانعزال لمندل: 

• النباتات التي تم تزاوجها لم تنتج نسلا يحمل مظهرا وسطا. كما كانت تتوقع فرضية الخلط الوراثي. هي المقابل. ورئت النباتات كل صفة بشكل سليم وكامل، بوصفها سمة منفصلة. 

• لكل زوج من الأشكال البديلة للصفة، هناك بديل لم يعبر عنه في هجين F1. على الرغم من عودته للظهور في بعض أفراد F2 . لذا. فإن الصفة «غير الظاهرة، لا بد أن تكون مستترة (موجودة. ولكن غير معبر عنها) هي أفراد F2.

• إن أزواج الصفات البديلة التي فحصها قد تم انعرالها بين النسل لتزاوح معين. فبعض الأفراد يظهرون صفة ما. في حين يظهر بعضها الآخر الصفة الأخري البديلة. 

• ظهرت الصفات البديلة في F2 بنسبة 3/4 سائد :1/4 متنحي. و هذه النسبة ثابته لجميع تزاوجات الصفات المندلية و تعتبرالنسبة المندلية المثالية.

نموذج العناصر الخمسة لمندل 

وضع مندل نموذجا بسيطا لتفسير النتائج التي حصل عليها. وقد أصبح هذا النموذج من أشهر ما عرف هي تاريخ العلوم. احتوى هذا النموذج على خمسة عناصر، هي، 

1. لأباء لا ينقلون صفات فسيولوجية لذريتهم بشكل مباشر. بل ينقلون معلومات محددة عن هذه الصفات التي سماها مندل «عوامل». نسمي اليوم هده العوامل الجينات Genes. 

2. يستقبل كل فردد عاملين أو جينين يشفران الصفة الواحدة. ونحن نعلم اليوم أن هذين العاملين محمولان على الكروموسومات.

3. ليست كل نسخ الجين متطابقة. تسمى الأشكال البديلة من الجين أليلات ومفردها أليل Allele. عندما يندمج جاميتان أحاديا العدد يحتويان على الأليل نفسه خلال عمليةالإخصاب. فإن النسل الناتج يدعى متماثل الجينات Homozygous. وإذا كان العاميتان الأحاديا العدد يحتويان علي أليلين مختلفين. فإن النسل الناتج يدعى غير متمائل الجينات Heterozygous. 

4. يبقي الأليلان منفصلين ولا يختلطان معا ولا يغير أحدهما الأخر. وعندما يكبر الفرد ويصبح قادرا على إنتاج جاميتات خاصة به. فإن الأليلات تنعزل بشكل عشوائي خلال عملية الانقسام المنصف (الاختزالي).

5. إن وجود أليل معين لا يعني بالضرورة أنه سوف يقوم بالتعبير عن الصفة التي يشفرها. ففي الأفرتد غير متماثلة الجينات. يتم التعبير عن أليل واحد فقط (السائد). أما الأليل الآخر (المتنحي) فهو موجود. لكن لا يتم التعبير عنه. 

مصطلحات:

يعرف علماء الوراثة مجموعة الأليلات التي يحتويها الفرد بأنها الطراز الجيني Genotype للفرد.

 المظهر الخارجي والصفات الملحوظة للفرد التي تنتج عن التعبير عن الأليل، فتدعى الطراز الظاهري Phenotype (المظهري أو الشكلي) للفرد. 

 مبدأ الانعزال:

 يعرف هذا المبدأ بقانون مندل الأول هي الوراثة أو مبدأ الانعزال segregation of Principle وينص على: زوج الاليلات ينعزلان او ينفصلان عند تكوين الغاميتات خلال عملية الانقسام المنصف. و يتم جمعهما بشكل عشوائي عند حدوث تزاوج و تلقيح، بحيث يرث الابن اليل واحد من كل اب. 

استخدم مندل مربع بانيت square Punnet لتمثيل و تحليل تجاربه.

بدأ مندل بالتعبير عن تجاربه علي شكل مجموعة رموز بسيطة. بعد ذلك، استخدم الرموز لتفسير نتائجه. 

مثال: عند تزاوج نباتات ذوات أزهار بنفسجية مع ذوات أزهار 

بيضاء. على هذا النحو، سنستعمل الرمز P (الحرف الكبير) لكي نشير إلى الأليل السائد والمرتبط بإنتاج الأزهارالبنفسجية، في حين نستعمل الحرف p (العرف الصغير) كي نشير إلى الأليل المتنحي المرتبط بإنتاج الأزهار البيضاء. 

في هذا النظام، سيشار إلى الطراز الجيني لفرد السلالة النقية الذي يعمل صفة لون الزهرة الأبيض المتنحية pp. وبالمثل سيشار إلى الطراز الجيني لفرد السلالة النقية الذي يحمل صفة اللون البنفسجي ب PP. وفي المقابل. فان الفرد 

غير متمائل الجينات يكون رمزه Pp (الأليل السائد يكتب أولا). و يشار لعملية التراوج بالحرف او الاشارة (X). عند انتاج الغاميتات اذا كانت متماثلة، اكتفى باحدها. اما اذا كانت غير متماثلة فاستخدم كلتهما.

 لذا يمكننا أن نرمز للتزاوج الأساسي البنفسجي مع الأبيض كالتالي:

الابوين P

طراز مظهري:   ارجواني   X    ابيض

طراز جيني: pp          X       PP

 الغاميتات: p          X           P

افراد الجيل الاول:    Pp 

                           ارجوانية هجينة او غير نقية

ثم استخدم مندل مخطط بسيط يسمى مربع بانيت Punnet square. الذي سمي نسبة إلى العالم الذي قام بابتكاره. واسمه Punnet .R.C. حيث سهل على مندل تمثيل و توقع نتائجه.

يتبع، صفات مندلية لدى البشر،،،،،،،،،، 

دمتم بخير