الهيمنة غير المكتملة: التعريف والشرح والمثال

الكائنات الحية المتقدمة مثل الحيوانات تتلقى مجموعتين من الجينات مع مجموعة واحدة من كل والد. بينما بشكل عام الكود الجيني هو نفسه ، غالبًا ما يكون لدى الوالدين نسخ مختلفة من نفس الجين. نتيجة لذلك ، قد تحتوي الشفرة الوراثية الموروثة على نسخ من النسختين ؛ قد يكون المرء مسيطر، مهيمن بينما قد يكون الآخر الصفة الوراثية النادرة.

عندما ينتج جين واحد سمة معينة في كائن حي ، الميراث المندلي تطبق القواعد. تم اقتراحهم لأول مرة من قبل الراهب النمساوي جريجور مندل في القرن التاسع عشر وتفاصيل كيفية توريث الجينات الفردية مع بعض القواعد البسيطة. عمل مندل مع نباتات البازلاء وحدد الأليلات السائدة والمتنحية.

ومع ذلك ، فإن معظم خصائص الكائن الحي لا ينتجها جين واحد. بدلاً من ذلك ، تؤثر العديد من الجينات على إحدى السمات ، كما تؤثر بعض الجينات على العديد من سمات الكائن الحي. لأن قواعد مندل البسيطة لا تنطبق في مثل هذه الحالات ، الميراث غير المندلي يتعامل مع هذه العمليات المعقدة. عندما افترض مندل أن أحد نسختين من الجين كان سائدًا ، فإن الوراثة غير المندلية تقبل أن الهيمنة في بعض الحالات غير مكتملة.

ركز عمل جريجور مندل مع نباتات البازلاء على السمات التي يمكن ملاحظتها مثل لون الزهرة وشكل القرون. حاول مندل تحديد الجينات التي أنتجت أزهارًا أرجوانية وبيضاء وغيرها من سمات نبات البازلاء. اختار السمات التي كان سببها في الغالب جين واحد ؛ ونتيجة لذلك ، كان قادرًا على شرح الميراث بعبارات بسيطة.

كانت استنتاجاته الرئيسية على النحو التالي:

• كل كائن حي له نسختان من الجين.
• يساهم كل من الوالدين في إصدار واحد.
• إذا كانت النسختان متطابقتين ، فإن الكائن الحي سيظهر السمة المقابلة.
• إذا كان النسختان مختلفتين ، فإن الكائن الحي سيظهر السمة السائدة.

في وراثة Medelian ، يتم استدعاء نسختين من الجينات الموروثة من الوالدين الأليلات. يمكن أن تكون الأليلات مهيمنة أو متنحية. فرد لديه واحد أو اثنين الأليلات السائدة سيكون لها الصفة المشفرة بواسطة الجين السائد.

للأفراد مع اثنين الأليلات المتنحية، سوف تظهر السمة المتنحية. وفقًا لميندل ، فإن وجود أو عدم وجود جينات مفردة وأليلاتها يفسر السمات التي تم عرضها في نباتات البازلاء.

قبل مندل ، اعتقد معظم العلماء أن السمات تم نقلها على أنها a خليط من صفات الوالدين. كانت المشكلة أنه في كثير من الأحيان لم يكن لدى الأطفال مثل هذا المزيج ، كما هو الحال عندما يكون الوالد ذو العيون الزرقاء والوالد ذو العين البنية يولد طفلًا ذو عيون زرقاء.

اقترح مندل أن السمات كانت نتيجة وجود أو عدم وجود أليل سائد. لا تزال نظريته قابلة للتطبيق على السمات التي ينتجها جين واحد.

على سبيل المثال ، أثبت مندل أن نباتات البازلاء ذات الأب القصير والطويل لا تنتج نباتات متوسطة الطول ولكن فقط نباتات قصيرة أو طويلة. النباتات التي كان أحد الوالدين فيها ناعمًا وأحد الوالدين لديه قرون متجعدة لم تنتج قرونًا مجعدة قليلاً ولكن إما قرونًا متجعدة أو ملساء.

كان يوجد لا مزيج من السمات.

ومع ذلك ، يتم إنتاج معظم السمات بواسطة جينات متعددة. على سبيل المثال ، هناك العديد من النباتات ذات الأطوال ، وليس فقط النباتات القصيرة والطويلة. عندما ينتج نبات قصير وطويل نبتة متوسطة الطول ، يجب أن يكون ذلك بسبب تأثير جينات متعددة أو عدم وجود هيمنة كاملة من قبل الجين المهيمن.

هذا النوع من الميراث يسمى الميراث غير المندلي.

المجموعة الكلية لجينات الكائن الحي هي الطراز العرقى بينما تسمى مجموعة السمات التي يمكن ملاحظتها الناتجة عن النمط الجيني النمط الظاهري. تعتمد الأنماط الظاهرية على النمط الجيني ولكن يمكن أن تتأثر بالعوامل البيئية وسلوك الكائن الحي.

على سبيل المثال ، قد يكون للنبات النمط الوراثي للنمو طويل القامة وخطها ، ولكن إذا نما في تربة فقيرة ، فقد يظل صغيرًا ومتناثرًا.

الكائنات الحية التي لها اثنين أو اثنين من الأليلات المهيمنة هي متماثل لهذا الجين بينما أولئك الذين لديهم أليل سائد ومتنحي هم متغاير الزيجوت. يصبح هذا مهمًا في الوراثة غير المندلية لأن الكائنات المتماثلة اللواقح لها تعبير جيني واضح عن الأليلين المهيمنين أو المتنحيين وتعرض النمط الظاهري المقابل.

في الكائنات الحية غير المتجانسة ذات الأليل السائد والمتنحي ، قد لا تكون العلاقة السائدة / المتنحية كاملة ، ويمكن التعبير عن كلا الأليلين بدرجات متفاوتة.

تشمل العوامل بخلاف التركيب الوراثي التي تؤثر على النمط الظاهري ما يلي:

• الموارد المتاحة مثل العناصر الغذائية والمساحة والمأوى.
• السموم مثل النفايات الصناعية والصرف الصحي.
• الإشعاع ، سواء كان طبيعيًا أو من صنع الإنسان.
• درجات الحرارة القصوى.
• وجود الحيوانات المفترسة.

ينتج عن تفاعل الأليلات السائدة والمتنحية مع العوامل البيئية النمط الظاهري من التركيب الوراثي الأصلي.

تعتمد الطبيعة المعقدة للوراثة غير المندلية على حقيقة أن العديد من السمات هي نتيجة لتأثيرات من العديد من الجينات المختلفة والعوامل البيئية وسلوك الكائن الحي. بالإضافة إلى هذه التأثيرات ، فإن أليلات أ الجين يمكن أن تنتج أنماطًا ظاهرية مختلفة بسبب الآليات الأربع التالية:

• كودومينانس: يتم التعبير عن أليلين من نفس الجين وإظهار سماتهما. على سبيل المثال ، قطة صغيرة منحدرة من قطة سوداء وقطة بيضاء قد تحتوي على أليلات للفراء الأسود والأبيض ولها بقع سوداء وبيضاء.
  
• سيادة غير تامة: ينتج الأليل السائد والمتنحي سمة وسيطة لأن هيمنة الأليل السائد غير مكتملة ويؤثر الأليل المتنحي على الصفة. على سبيل المثال ، قد ينتج نبات ذو أليل زهرة حمراء سائد وأليل زهرة بيضاء متنحية أزهارًا وردية اللون.
• التعبيرية المتغيرة: لا يتم دائمًا التعبير عن الأليلات الخاصة بسمة ما بشكل كامل. على سبيل المثال ، متلازمة مارفان هي اضطراب في النسيج الضام في جميع أنحاء الجسم ، ولكن الأعراض تختلف بشكل كبير لأن الجينات الأخرى والعوامل البيئية تؤثر على التعبير الجيني.
• اختراق غير كامل: لا يظهر الفرد ذو الأليل السائد دائمًا الصفة المقابلة. يتم التعبير عن الأليل بالكامل ولكنه لا يتسبب في ظهور النمط الظاهري. على سبيل المثال ، قد يجعل الجين الفرد عرضة للإصابة بالسرطان ، لكن السرطان يظهر فقط عند وجود عوامل أخرى.

عندما تكون الهيمنة غير الكاملة موجودة لسمة معينة ، فقد يكون للنسل المتغاير الزيجوت مزيج من سمات والديهم ويعرض نمطًا ظاهريًا وسيطًا. في البشر ، يعتبر لون الجلد مثالاً على الهيمنة غير المكتملة لأن الجينات المسؤولة عن إنتاج الميلانين والبشرة الفاتحة أو الداكنة لا يمكنها إثبات الهيمنة.

نتيجة لذلك ، غالبًا ما يكون للنسل لون بشرة بين لون بشرة الوالدين.

آلية الهيمنة غير المكتملة لها تأثيرات مختلفة قليلاً عندما تظهر في جين واحد مقابل في النمط الجيني متعدد الجينات أو متعدد الجينات.

تشمل الاختلافات المحتملة في الأنماط الظاهرية الناتجة عن الجينات ذات السيادة غير الكاملة الاختلافات التالية:

• الجينات أحادية الزيجوت غير المتجانسة: لا يوجد أي من الأليلين في زوج الجين السائد / المتنحي هو المسيطر تمامًا. مزيج من الصفات التي يمثلها الأليلين. على سبيل المثال ، تمتلك أنف العجل متماثلة اللواقح أزهارًا حمراء أو بيضاء ، ولكن النسل غير المتجانسة قد يكون له أزهار وردية.
• جينات متعددة: يتم إنتاج سمة من خلال تأثيرات العديد من الجينات. بعض الأليلات لها سيطرة غير كاملة وتساهم في مزيج من السمات في السمة. على سبيل المثال ، في لون العين البشرية ، لا تكون الجينات المسؤولة عن اللون الداكن هي المسيطرة تمامًا وتساهم في اللون الداكن.
• تأثيرات أخرى: قد تتأثر الأليلات ذات السيادة غير الكاملة بجينات أخرى أو بعوامل أخرى منفصلة تمامًا عن السمة المشفرة. على سبيل المثال ، يتم تحديد طول الإنسان من خلال العديد من العوامل الوراثية بما في ذلك الهيمنة غير المكتملة ، ولكن التغذية تؤثر أيضًا على النمو والطول الفردي.

نتيجة لهذه الاختلافات ، يمكن أن تؤدي الهيمنة غير المكتملة إلى أ مجموعة كبيرة ومتنوعة من الأنماط الظاهرية ويمكن أن تساعد في تفسير التباين المستمر للعديد من السمات.

لم يلاحظ مندل الهيمنة غير المكتملة في تجاربه مع نباتات البازلاء ، لكن آليات الوراثة غير المندلية ، بما في ذلك الهيمنة غير المكتملة ، أكثر شيوعًا من الوراثة المندلية.

الصفات الفردية التي تتأثر بجينات متعددة تنتقل إلى النسل من خلال الوراثة متعددة الجينات. غالبًا ما يكون اللون في الحيوانات متعدد الجينات، ويساهم كل جين قليلاً في تكوين النمط الظاهري النهائي العام. داخل الجينات ، هناك فرق إضافي بين الأليلات ، حيث يجلب كل زوج من الأليل a أربع مساهمات مختلفة محتملة بالإضافة إلى الاختلافات بسبب درجات الهيمنة والجينات التعبير.

مع وجود العديد من العوامل ، من الصعب تطوير صورة دقيقة لكيفية تشكل السمة وأي الجينات والأليلات تساهم. تكون أزواج الأليل دائمًا في نفس الموقع أو المكان على الكروموسوم ، ولكن يصعب العثور على الجينات نفسها.

يمكن أن يكون الجين المساهم جينًا مرتبطًا قريبًا من الكروموسوم ، أو يمكن أن يكون في الطرف الآخر. قد تكون بعض الجينات المساهمة في كروموسومات أخرى ، ولا يمكن التعبير عنها إلا في ظل ظروف معينة.

التأثيرات متعددة الجينات يمكن أن تشمل السمات ما يلي:

• أليل مهيمن.
  
• اثنين من الأليلات المتنحية.
• أليل سائد ومتنحي مع هيمنة غير كاملة.
• اثنين من الأليلات السائدة.
• لم يتم التعبير عن الجين بشكل كامل بسبب تأثير الجينات الأخرى.
• معبر عن الجين بالكامل ولكن مع اختراق جزئي بسبب العوامل البيئية.

تنطبق كل هذه الاحتمالات على كل جينات سمة لها تأثيرات وراثية متعددة. يمكن وصف النمط الظاهري الناتج بالتفصيل ، لكن التأثيرات الجينية الأساسية الدقيقة غالبًا ما تكون أقل وضوحًا.

في حين أن قواعد مندل لوراثة الأليلات صحيحة بشكل عام وحتى تعمل على مستوى الأليل للسمات ذات الجينات المتعددة ، فإن قواعد وراثة كاملة الصفات متعددة الجينات أكثر تعقيدًا. تتأثر الصفات متعددة الجينات بالعديد من العوامل التي تؤثر على التعبير الجيني واختراقه.

تشمل الأمثلة النموذجية في البشر ما يلي:

• لون البشرة: تؤثر العديد من الجينات على إنتاج الميلانين، الصبغة المسؤولة عن البشرة الداكنة عند البشر تؤثر العوامل البيئية مثل التعرض لأشعة الشمس على لون البشرة أيضًا.
• لون العين: هناك جينان رئيسيان مسؤولان عن الظلمة ودرجة لون العين ، لكن لون العين يختلف باختلاف الظلمة واللون والمدى بسبب تأثير الجينات الأخرى.
• لون الشعر: تؤثر جينات الميلانين أيضًا على لون الشعر ، وكذلك يؤثر التعرض لأشعة الشمس والتقدم في العمر.
• ارتفاع: يتم تحديد ارتفاع الفرد من خلال الجينات التي تحكم نمو العظام وحجم الأعضاء وشكل الجسم. تؤثر التغذية أيضًا على النمو ، ويمكن أن تؤثر عوامل أخرى مثل الأدوية على الطول.

يساعد التباين في السمات متعددة الجينات في تفسير الاختلافات الشاسعة في الأنماط الظاهرية الموجودة في الكائنات الحية المتقدمة بما في ذلك البشر. بدلاً من أن يؤدي جين واحد إلى ظهور سمة معينة ، فإن الآليات المعقدة للوراثة متعددة الجينات بما في ذلك الهيمنة غير الكاملة هي أصل مجموعة متنوعة من الخصائص.