تلعب الجينات دورًا مهمًا في تحديد السمات الجسدية - والكثير من الأشياء الأخرى المتعلقة بنا . إنها تحمل معلومات تجعلك من أنت وكيف تبدو : شعر مجعد أو ناعم ، أرجل طويلة أو قصيرة ، حتى كيف قد تبتسم أو تضحك . تنتقل العديد من هذه الأشياء من جيل إلى آخر في الأسرة عن طريق الجينات .
ما هو الجين ؟
تحمل الجينات المعلومات التي تحدد سماتك ، وهي الصفات أو الخصائص التي تنتقل إليك - أو موروثة - من والديك . على سبيل المثال ، إذا كان لدى والديك عيون خضراء ، فقد ترث منهم سمة العيون الخضراء . أو إذا كانت والدتك تعاني من النمش ، فقد يكون لديك نمش أيضًا لأنك ورثت سمة النمش . لا توجد الجينات في البشر فقط - فجميع الحيوانات والنباتات لها جينات أيضًا .
تتكون الجينات من الحمض النووي . تعمل بعض الجينات كتعليمات لصنع جزيئات تسمى بروتينات . ومع ذلك ، فإن العديد من الجينات لا تقوم بترميز البروتينات . في البشر ، تختلف الجينات في الحجم من بضع مئات من قواعد الحمض النووي إلى أكثر من مليوني قاعدة . قدر جهد بحثي دولي يسمى مشروع الجينوم البشري ، والذي عمل على تحديد تسلسل الجينوم البشري وتحديد الجينات التي يحتويها ، أن البشر لديهم ما بين 20000 و 25000 جين .
الجينات صغيرة جدًا ولا يمكنك رؤيتها . تم العثور على الجينات في هياكل صغيرة تسمى الكروموسومات . وتوجد الكروموسومات داخل الخلايا. يتكون جسمك من مليارات الخلايا . الخلايا هي الوحدات الصغيرة جدًا التي تتكون منها جميع الكائنات الحية . الخلية صغيرة جدًا بحيث لا يمكنك رؤيتها إلا باستخدام مجهر قوي .
تأتي الكروموسومات في مجموعات متطابقة من زوجين وهناك المئات - أحيانًا الآلاف - من الجينات في كروموسوم واحد فقط . وتتكون الكروموسومات والجينات من الحمض النووي ، وهو اختصار للحمض deoxyribonucleic .
تحتوي معظم الخلايا على نواة واحدة . النواة عبارة عن هيكل صغير على شكل بيضة داخل الخلية يعمل مثل دماغ الخلية . يخبر كل جزء من الخلية بما يجب القيام به . وتحتوي على كروموسوماتنا وجيناتنا . على الرغم من صغر حجمها ، تحتوي النواة على معلومات أكثر من أكبر قاموس رأيته على الإطلاق .
في البشر ، تحتوي نواة الخلية على 46 كروموسومًا فرديًا أو 23 زوجًا من الكروموسومات . يأتي نصف هذه الكروموسومات من أحد الوالدين والنصف الآخر من الوالد الآخر .
تحت المجهر ، يمكننا أن نرى أن الكروموسومات تأتي بأطوال وأنماط مختلفة . عندما تصطف حسب الحجم ونمط الشريط المماثل ، فإن أول اثنين وعشرين زوجًا من الأزواج يطلق عليها اسم autosomes ؛ يسمى الزوج الأخير من الكروموسومات بالكروموسومات الجنسية ، X و Y. تحدد الكروموسومات الجنسية ما إذا كان المولود فتى أو فتاة : تمتلك الإناث اثنين من الكروموسومات X بينما لدى الذكور واحد X وواحد Y .
لكن ليس كل كائن حي يحتوي على 46 كروموسومًا داخل خلاياه . على سبيل المثال ، تحتوي خلية ذبابة الفاكهة على أربعة كروموسومات فقط .
كيف تعمل الجينات
كل جين لديه وظيفة خاصة للقيام بها . يوضح الحمض النووي في الجين تعليمات محددة - تشبه إلى حد كبير وصفة كتاب الطبخ - لصنع البروتينات في الخلية . البروتينات هي اللبنات الأساسية لكل شيء في جسمك . تتكون العظام والأسنان والشعر وشحمة الأذن والعضلات والدم من البروتينات . تساعد هذه البروتينات أجسامنا على النمو والعمل بشكل صحيح والبقاء بصحة جيدة . يقدر العلماء اليوم أن كل جين في الجسم قد يصنع ما يصل إلى 10 بروتينات مختلفة .
مثل الكروموسومات ، تأتي الجينات أيضًا في أزواج . يمتلك كل من الوالدين علي نسختين من كل الجينات ، ويمرر كل والد نسخة واحدة فقط لتكوين الجينات لدي الطفل . تحدد الجينات التي تنتقل إليك العديد من سماتك ، مثل لون شعرك ولون بشرتك .
يمكنك أيضًا رؤية الجينات وكيف تعمل إذا فكرت في كل سلالات القطط المختلفة . لديهم جميعًا الجينات التي تجعلهم قططاًَ بدلاً من الكلاب أو الأسماك أو البشر . لكن تلك الجينات نفسها التي تجعل من القط قطاً تصنع أيضًا سمات مختلفة للقط . لذا فإن بعض السلالات صغيرة والبعض الآخر كبير . بعضها له فرو طويل والبعض الآخر قصير الفراء .
المشاكل والامراض المرتبطة بالجينات
العلماء مشغولون جدا بدراسة الجينات . إنهم يريدون معرفة البروتينات التي يصنعها كل جين وماذا تفعل هذه البروتينات . يريدون أيضًا معرفة الأمراض التي تسببها الجينات التي لا تعمل بشكل صحيح . تسمى الجينات التي تم تغييرها بالطفرات . يعتقد الباحثون أن الطفرات قد تكون مسؤولة جزئيًا عن مشاكل الرئة والسرطان والعديد من الأمراض الأخرى . تحدث أمراض ومشاكل صحية أخرى عندما تكون هناك جينات مفقودة أو أجزاء إضافية من الجينات أو الكروموسومات .
يمكن أن تكون بعض هذه المشاكل الجينية موروثة من أحد الوالدين . على سبيل المثال ، خذ الجين الذي يساعد الجسم على إنتاج الهيموغلوبين . الهيموجلوبين هو بروتين مهم ضروري لخلايا الدم الحمراء لنقل الأكسجين في جميع أنحاء الجسم . إذا قام الآباء بنقل جينات الهيموجلوبين المعدلة إلى أطفالهم ، فقد يتمكن الطفل فقط من صنع نوع من الهيموجلوبين لا يعمل بشكل صحيح . يمكن أن يتسبب هذا في حالة تعرف باسم فقر الدم او الانيميا ، وهي حالة يكون فيها الشخص لديه عدد أقل من خلايا الدم الحمراء السليمة . فقر الدم المنجلي هو أحد أنواع فقر الدم الذي ينتقل عبر الجينات من الآباء إلى الأبناء .
التليف الكيسي ، هو مرض آخر يرثه بعض الأطفال . يمكن للآباء الذين لديهم جين متغير نقله إلى أطفالهم . يعاني الأشخاص المصابون بالتليف الكيسي غالبًا من صعوبة في التنفس لأن أجسامهم تصنع الكثير من المخاط , والتي تعلق في الرئتين . يحتاج الأشخاص المصابون بالتليف الكيسي إلى العلاج طوال حياتهم للحفاظ على صحة رئتيهم قدر الإمكان .