Language
Country/Area
No result found
لغز عائلات الجينات: كيف يتغير البشر من جين واحد إلى عائلات جينية متعددة؟
تظهر أبحاث العلماء حول الجينات أن عائلات الجينات تتكون من عدة جينات متشابهة تتشكل عن طريق تضاعف جين أصلي واحد وعادة ما يكون لها وظائف كيميائية حيوية مماثلة. على سبيل المثال، يعد جين الوحدة الفرعية للهيموجلوبين البشري أحد عائلات الجينات المعروفة، وتتوزع هذه الجينات العشرة على كروموسومات مختلفة وتسمى α-globin و β-globin loci. ويُعتقد أن مجموعتي الجينات قد نشأتا من ازدواجية جين سابق منذ حوالي 500 مليون سنة.
قد يكون توسع أو تقلص عائلات الجينات نتيجة العشوائية أو الانتقاء الطبيعي، إلا أنه من الصعب جدًا التمييز بين الاثنين في التطبيقات العملية.
في مواجهة مثل هذه التغيرات، كيف تتشكل عائلات الجينات؟ تنشأ عائلات الجينات من ازدواجية متعددة لجين الأسلاف، ثم تخضع بعد ذلك للطفرات والتباعد. يمكن أن تحدث هذه الازدواجية داخل السلالة، حيث، على سبيل المثال، تظهر نسختان من الجين الذي قد يكون لدى البشر مرة واحدة فقط في الشمبانزي، أو من خلال تضاعف الجينات من خلال الانتواع.
يمكن أن تحتوي عملية ترجمة الجين بأكمله على أربعة مستويات من الازدواج: ازدواج الإكسوسوم والربط، وازدواج الجينات الكاملة، وازدواج عائلة متعددة الجينات، وازدواج الجينوم الكامل. تحدث أحداث إعادة التركيب المتبادل عندما يصبح اثنان من الكروموسومات غير متوازيين، مما يؤدي إلى زيادة عدد الجينات الموجودة على أحد الكروموسومات وانخفاض عدد الجينات على الآخر. تتوسع مجموعات الجينات هذه، لتشكل في النهاية عائلات جينية أكبر.
توجد أوجه تشابه وثيقة في جينات السلف المشترك للإنسان والشمبانزي، مما يوضح تطور عائلات الجينات.
بالإضافة إلى الازدواجية، تخضع الجينات للتنوع بعد الطفرة، وتشكل في النهاية وظائف ومستويات تعبير مختلفة. سبب آخر لهذا التنوع هو الطفرات غير المترادفة داخل الجينات، والتي تسمح للنسخ الجينية المكررة باكتساب وظائف جديدة دون التسبب في آثار سلبية مفرطة على الكائن الحي.
تكون بعض عائلات الجينات المتعددة متجانسة جدًا، مع وجود تسلسلات متطابقة تقريبًا بين أعضاء الجينات، وهي ظاهرة تُعرف باسم "التطور المشترك".
تلعب عائلات الجينات دورًا مهمًا في التطور والتنوع. مع مرور الوقت، تستمر عائلات الجينات في التوسع والتقلص، وستنسخ الجينات الموجودة داخل العائلة وتتمايز إلى جينات جديدة، وقد تواجه أيضًا خطر الضياع. تسمح هذه العمليات الديناميكية للكائنات الحية بالتكيف مع التغيرات في البيئة الخارجية.
بالنسبة للتصنيف الوظيفي، قامت لجنة تسميات الجينات في HUGO (HGNC) أيضًا بتطوير طريقة تسمية لعائلات الجينات، ولا تعتمد هذه التسمية على البنية فحسب، بل ترتبط أيضًا ارتباطًا وثيقًا بوظيفة الجين. على سبيل المثال، يتم تصنيف جينات BRCA1 وBRCA2 المرتبطة بسرطان الثدي، على الرغم من عدم وجود صلة بينهما، في نفس الفئة بناءً على نفس الوظيفة.
باختصار، تعد عائلات الجينات مستوى تنظيميًا معقدًا ورائعًا للغاية في الجينوم البشري، مما يؤثر على تطور الحياة وتنوعها. هل هناك قصص تطورية مخفية وراء هذه العائلات الجينية؟
