مفهوم الساكنة والمحتوى الجيني

I- الساكنة

نعني بالساكنة مجموعة أفراد من نفس النوع ينتمون لنفس الحيز الجغرافي والزمني يفترض بينهم التزاوج العشوائي وبنفس الحظوظ عند الذكور والاناث. إن الساكنة كيان غير ثابت، حيث يخضع لدينامية تخص تدفق الأفراد منها وإليها، عبر الولادات والوفيات والهجرة

II- المحتوى الجيني للساكنة

يعبر المحتوى الجيني للساكنة عن مجموع حليلات الساكنة والتي يتم تناقلها عبر الأجيال المتعاقبة، ويتميز بخضوعه للتغيير حسب الزمن، حيث تكون ترددات هذه الحليلات في الغالب غير ثابتة.

حساب الترددات داخل الساكنة:

لتبسيط الدراسة ندرس انتقال مورثة واحدة في حالة السيادة التامة، حيث يعبر A عن الحليل السائد و a عن الحليل المتنحي فيكون بالتالي: ونرمز لترددات الأنماط الوراثية المختلفة ب: بينما تكون ترددات الحليلات كالتالي: وبصفة عامة:

قانون هاردي وينبرغ

أ- كيفية حساب الترددات لدى الساكنة

ب- قانون هاردي وينبرغ

ج- تفسير قانون هاردي وينبرغ

1- قانون Hardy-Weinberg

يعتبر العالمان أن ترددات الحليلات والأنماط الوراثي تبقى مستقرة من جيل لآخر داخل الساكنة إذا توفرت على مجموعة من الخصائص النظرية والمثالية وبالتالي توصف الساكنة بأنها متوازنة أو في حالة توازن.

2- خاصيات الساكنة النظرية المثالية

يمكن البرهنة على قانون هاردي وينبرغ باعتماد مثال توضيحي:

3- العلاقة بين تردد الحليلات وتردد ألنماط الوراثية حسب قانون Hardy-Weinberg

بما أن مجموع ترددات مجموع الحليلات مساو للاحتمال 1 وهو نفس احتمال مجموع ترددات جميع الأنماط الوراثية، فإن هذا يعني أن تغير تردد كل حليل هو مرتبط بتغير تردد الحليل الثاني داخل نفس الساكنة، ويوضح المبيان التالي العلاقة بين تطور الترددات فيما بينها وترددات الحليلات عند انتقال مورثة في حالة السيادة التامة. يعتمد انجاز هذا المبيان على الصيغ التالية: f(AA)= p²= (1-q)² f(Aa) = 2pq = 2q(1-q) f(aa) = q² إذا اعتمدنا على تغيرات التردد q فإن تطور ترددات الأنماط الوراثية الثلاث المختلفة تظهر على الشكل الملاحظ بالمبيان: عند القيمة q=0,5 تكون قيمة p=0,5 وترددات الأنماط الوراثية الثلاث كالتالي: f(AA)=0,25 و f(aa)=0,25 و f(Aa)= 0,5 وتعتبر هذه حالة خاصة تشبه حالة تطبيق القوانين الإحصائية عند انتقال مورثة واحدة في حالة السيادة التامة عند تزاوج أفراد مختلفي الاقتران.

انتقال مورثة مرتبطة بالصبغيات اللاجنسية داخل الساكنة

أ- انتقال مورثة واحدة في حالة السيادة التامة

ب- انتقال مورثة واحدة في حالة تساوي السيادة

تطبيق قانون H-W على انتقال بعض الصفات الوراثية

حالة مورثة مرتبطة بالصبغيات اللاجنسية

1- حالة السيادة التامة

مثال:

2- حالة تساوي السيادة

مثال:

انتقال مورثة مرتبطة بالصبغيات الجنسية داخل الساكنة

انتقال مورثة مرتبطة بالجنس داخل الساكنة

تطبيق قانون H-W على انتقال بعض الصفات الوراثية

حالة مورثة مرتبطة بالصبغيات الجنسية

اذا اعتبرنا ساكنة متوازنة حيث تردد الحليلات متساو عند الجنسين سيكون لدينا:

عند الذكور: ترددات الأنماط الوراثيةXAY و XaY هي نفسها ترددات الحليلات A و a على التوالي p و q
عند الإناث: ترددات الأنماط الوراثيةXAXA و XaXA و XaXa هي على التوالي p²و 2pq و q²
وبالتالي تكون النتائج في الجيل الموالي خاضعة للتزاوجات بين مختلف الأنماط الوراثية للذكور والإناث داخل هذه الساكنة:

تمكن هذه التزاوجات من توقع مدى انتشار مرض وراثي عند الذكور والإناث داخل ساكنة، حيث:

عوامل تغير الساكنة

إذا كان تطبيق قانون هاردي وينبرغ داخل ساكنة معينة يفرض أن تكون هذه الساكنة نظرية مثالية، فإن هذا الشرط لا يتحقق في غالب الأحيان وذلك لتدخل مجموعة من العوامل المغيرة للساكنة ومنها:

1- الطفرات

تعتبر الطفرات عاملا مغيرا لترددات الحليلات ووبالتالي الأنماط الوراثية داخل ساكنة، وتعبر الطفرات عن تغير مفاجئ يلحق المتتاليات النيكليوتيدية لجزيئة ADN، قد يكون هذا التغير عبارة عن إضافة أو نقصان في عدد النيكليوتيدات أو طبيعتها أو ترتيبها، وبالتالي فالطفرات أنواع: أ- الطفرات الصبغية: وتعبر عن كل تغير قد يلحق بنية أو عدد الصبغيات ب – الطفرات الموضعية: وهي عبارة عن تغير لا يلحق عدد أو بنية الصبغيات بل يكون التغير مقتصرا على إضافة أو نقصان نيكليوتيد او تغير في ترتيب النيكليوتيدات أو استبدال نيكليوتيد بآخر. لا تؤدي الطفرات الموضعية دائما إلى تغيير في طبيعة الصفة ونسميها طفرة صامتة قد تظهر نتيجتها عند تكرارها أكثر من مرة، ويمكن تفسير ذلك أنه من الممكن أن يشير أكثر من نيكليوتيد واحد إلى نفس الحمض الأميني، ويرجع السبب إلى كون عدد الأحماض الأمينية محدود فيما يقارب 20 حمض أميني مختلف، بينما عدد التركيبات الممكنة للثلاثيات النيكليوتيد يصل 64 تركيبة مختلفة. ( جدول الرمز الوراثي).

2- الانتقاء الطبيعي

يعبر الانتقاء الطبيعي عن نقصان تدريجي في أحد المظاهر الخارجية (وبالتالي نمط وراثي معين) بتدخل عامل خارجي كالافتراس الذي تتعرض له بعض الكائنات الحية بسبب مظهرها الخارجي المميز والأكثر وضوحا بالنسبة للعنصر المفترس. يؤدي الانتقاء الطبيعي إلى تغير في ترددات الحليلات حيث يتم تثبيت أحد الحليلات على حساب الآخر.

3- الانحراف الجيني

يمثل الانحراف الجيني التقلبات العشوائية لترددات الحليلات من جيل إلى اخر داخل الساكنات الصغيرة، و يرجع ذلك الى التعيان العشوائي من بين الأمشاج.(كلما كانت الساكنة صغيرة كان احتمال سحب امشاج من نفس النوع كبيرا)، فالمدة الزمنية الكافية لحذف او تثبيت حليل معين تنخفض كلما صغر حجم الساكنة. يقلص الانحراف الجيني من التغير الوراثي داخل الساكنة باختفاء حليلات وتثبيت اخرى .

4- الهجرة

تمكن الهجرة من:

تغيير البنية الوراثية للساكنات المستقبلة بالرفع من التغير الوراثي عبر وصول حليلات جديدة من ساكنات بعيدة.
التخليط الوراثي بين ساكنات متباعدة مما يؤدي الى تقليص التباين الوراثي بين هذه الساكنات.

يتوفر نموذجان مختلفان للهجرة، حيث يمكن أن تكون خطية أو متقاطعة أ- الهجرة الخطية: وخلالها يأخذ تبادل الأفراد (مظاهر خارجية وأنماط وراثية وحليلات) منحى خطيا، حيث يحصل التبادل بين كل ساكنتين متقاربتين جغرافيا. ب- الهجرة المتقاطعة في هذه الحالة فالتخليط يكون كبيرا، حيث يحصل التبادل بين جميع الساكنات

النوع: مفهومه والمعايير المحددة له

يرتكز تحديد مفهوم النوع على مجموعة من المعايير من بينها:

1- معايير مورفولوجية:

وهو أول معيار يمكن اعتماده نظرا لسهولته حيث تكون الأنواع مختلفة إذا كان شكلها الخارجي مختلفا، لكنه ليس معيارا أساسيا حيث من الممكن أن يكون أفراد ينتمون لأنواع مختلفة لكنهم متشابهون في شكلهم الخارجي (خاصة عند بعض الطيور) .

2- معايير سلوكية

رغم التشابه المرفولوجي الذي يمكن أن يحصل بين أفراد تنتمي لأنواع مختلفة، فإن بعض المعايير السلوكية كطريقة بناء العش وموقعه وطريقة التغريد ... تمكن من التمييز بين الأنواع المختلفة.

3- معايير بيوكيميائية وراثية وهو معيار يقيس كمية بعض المواد المنتجة من طرف الجسم وخاصة البروتينات المنتجة على اعتبار ارتباط تركيب البروتينات بطبيعة الخبر الوراثي.

4- معايير فيزيولوجية

وهو معيار يخص وظائف الأعضاء حيث يمكن أن نميز بين أنواع متشابهة مرفولوجيا مثلا بكمية CO2 التي يطرحها كل نوع خلال عملية التنفس وارتباطها بعامل خارجي كدرجة الحرارة.

5- معايير ايكولوجية

تتوفر أفراد نوع معين على خصائص تكيفية مميزة كالمحيا والسلوك الغذائي والدفاعي والجنسي، مما يساعد على الاندماج داخل عشيرة إحيائية.

6- معايير صبغية

يتشابه أفراد نفس النوع في عدد الصبغيات، لكن يمكن أن نجد أنواعا مختلفة ولها نفس عدد الصبغيات

7- معيار الخصوبة

ويمثل أهم معيار يمكن من تحديد النوع ويتجلى في قدرة الأفراد على التوالد وإعطاء خلف خصيب.

مفهوم النوع:

اعتمادا على المعايير السابقة، وبصفة خاصة معيار الخصوبة، يمكن اقتراح التعريف التالي للنوع: " النوع هو ساكنة أو مجموعة من الساكنات يكون أفرادها قادرون على التزاوج فيما بينهم وإنجاب خلف قابل للحياة وخصيب في الظروف الطبيعية العادية...." تعريف Ernst Mayr

مدخل لدراسة وراثة الساكنة

عند المجموعات النباتية والحيوانية، لا تنتقل الصفات بين فردين فقط، بل يحصل ، في الغالب، تزاوج عشوائي بين ذكور المجموعة وإناثها، وبالتالي فالقوانين الإحصائية وقوانين ماندل لوحدها لا تمكن من فهم آليات انتقال الصفات الوراثية داخل المجموعات. يمكن علم وراثة الساكنة من التعرف على آليات انتقال الخبر الوراثي داخل مجموعات الأفراد وبالتالي توقع النتائج الممكن الحصول عليها قصد استغلالها اقتصاديا. تساؤلات:

ما هو مفهوم الساكنة؟
هل الساكنة كيان ثابت؟
هل يمكن تطبيق القوانين الإحصائية داخل الساكنة؟
ما هي العوامل المساهمة في توازن الساكنة ؟
ما هي العوامل المتدخلة في تغيير الساكنة؟

مفهوم الساكنة والمحتوى الجيني

مفهوم الساكنة والمحتوى الجيني

I- الساكنة

II- المحتوى الجيني للساكنة

حساب الترددات داخل الساكنة:

قانون هاردي وينبرغ

أ- كيفية حساب الترددات لدى الساكنة

ب- قانون هاردي وينبرغ

ج- تفسير قانون هاردي وينبرغ

1- قانون Hardy-Weinberg

2- خاصيات الساكنة النظرية المثالية

3- العلاقة بين تردد الحليلات وتردد ألنماط الوراثية حسب قانون Hardy-Weinberg

انتقال مورثة مرتبطة بالصبغيات اللاجنسية داخل الساكنة

أ- انتقال مورثة واحدة في حالة السيادة التامة

ب- انتقال مورثة واحدة في حالة تساوي السيادة

تطبيق قانون H-W على انتقال بعض الصفات الوراثية

حالة مورثة مرتبطة بالصبغيات اللاجنسية

2- حالة تساوي السيادة

انتقال مورثة مرتبطة بالصبغيات الجنسية داخل الساكنة

انتقال مورثة مرتبطة بالجنس داخل الساكنة

تطبيق قانون H-W على انتقال بعض الصفات الوراثية

حالة مورثة مرتبطة بالصبغيات الجنسية

عوامل تغير الساكنة

عوامل تغير الساكنة

1- الطفرات

2- الانتقاء الطبيعي

3- الانحراف الجيني

4- الهجرة

النوع: مفهومه والمعايير المحددة له

1- معايير مورفولوجية:

2- معايير سلوكية

3- معايير بيوكيميائية وراثية وهو معيار يقيس كمية بعض المواد المنتجة من طرف الجسم وخاصة البروتينات المنتجة على اعتبار ارتباط تركيب البروتينات بطبيعة الخبر الوراثي.

4- معايير فيزيولوجية

5- معايير ايكولوجية

6- معايير صبغية

7- معيار الخصوبة

مفهوم النوع:

مدخل لدراسة وراثة الساكنة

مدخل لدراسة وراثة الساكنة

مراجعة وتمارين علم وراثة الساكنة

تمرين علم وراثة الساكنة