علم الوراثه

الخلية : the cell
إن جميع الكائنات الحية على اختلاف أنواعها مكونة من خلية واحدة أو من مجاميع من الخلايا
تكوين الخلية: تتكون الخلية من :
1 - النواة : وهي أكبر عضيه داخل الخلية وفي الغالب يكون عددها نواة واحدة ويمكن أن تحتوي بعض الخلايا علي نواتين أو أكثر تقع النواة في مركز الخلية وقد تقع في إحدى زواياها , وللنواة أهميه كبيرة في نقل الصفات الوراثية . وتتألف النواة من الأتي :

ا - الغلا ف النووي : وهو الغشاء المحيط بالنواة

ب - البلازما النووية : وهو سائل هلامي عديم اللون يملأ النواة وتنغمر فيه جميع محتويتها

ج - النوية : وهي في أكثر الأحيان تركيب كروي . تحتوي نواة بعض الخلايا على نوية واحدة وأنواع أخرى على أكثر من نوية
د - الشبكة الكروماتينية : وهي شبكة متداخلة. أثناءانقسام الخلية ينفك تداخلها فتكون عددا محددا من تراكيب قضيبية تعرف بالكروموسومات ( chromosomes) يختلف عددها باختلاف الأحياء
2 - السايتوبلازم : مادة غير متجانسة تحيط بالنواة وتكون النواة مغمورة بها
3 - الغشاء البلازمي : وهو الغلاف الخارجي للخلية يحيط بمحتوياتها
أنواع الخلايا
تنقسم أنواع خلايا الكائن الحي إلى مجموعتين رئيسيتين :
1 - الخلايا الجسمية : somatic cell
وهي ذات أنواع كثيرة منها الخلايا الطلائية - خلايا الأنسجة الرابطة - الخلايا العضلية - الخلايا العصبية - تقوم هذه الأنواع من الخلايا بجميع الوظائف الحيوية للكائن الحي عدا وظيفة التكاثر
2- الخلايا الجرثومية : germ cells
وهي الخلايا المولدة للأمشاج gamets وتنقسم إلى نوعان :
ا - الخلايا المولدة للأمشاج الذكرية : النطف ( الحيوان المنوي ) sperm - يتكون النطف داخل منسل الذكر ( الخصية ) testis
ب - الخلايا المولدة للأمشاج الأنثوي: ( البيض ) eggs - يتكون البيض داخل منسل الأنثى ( المبيض ) over
الانقسام في الخلية
أن الفرق بين الكائن الحي والجماد هو قدرة الأول على النمو والتكاثر ولايتم ذلك إلا بواسطة انقسام الخلايا وهنالك نوعان من الانقسامات
1 - الانقسام الخيطي الاعتيادي mitosis
ويتم هدا الانقسام بالخلايا الجسمية في الأطوار الجنينية وما بعدها مثل النمو والتجديد وفي هذه العملية تحتفظ كل خلية جديدة ناتجة عن الانقسام بنفس العدد والنوعية من الكروموسومات الموجودة أصلا في الخلية الآم
2-الانقسام الاختزالي ( الانشطار الاختزالي ) meiosis
يتم هذا الانقسام في الخلايا المولدة للأمشاج التي تتضمن النطف والبيض لهدف التكاثر الجنسي ويختزل عدد الكروموسومات خلال هذا الانشطار إلى النصف وبهذا يتسلم كل مشيج نصف عدد كروموسومات الخليةالأم
التكاثر الجنسي : sexual reproduction
1 - التكاثر بالزيجة( البيضة المخصبة )
كما تم ذكره بالفقرات السابقة عند تكوين الأمشاج بالانشطار الاختزالي يختزل عدد الكروموسومات ويتسلم كل مشيج نصف العدد الأصلي من الكروموسومات وهذا يعني بأن كل من البيضة والنطفة تعتبر أحادية المجموعة الكروموسوميه haploid ويرمز لها ب ( 1 س ) وكمثال على ذلك الخليةالجسدية والخلية المولدة للأمشاج في الإنسان تحتوي على 46 كروموسوم بينما الأمشاج تحتوي على نصف هذا العدد (23كروموسوم ) . وعند حدوث الاخصاب (الزيجة ) بين النطفة والبيضة يتم اتحاد المجموعة الكروموسومية الأحادية (23 كروموسوم) لكل منهما لتكون مجموعة كروموسومية ثنائية ( 2س ) diploid وهذا الاتحاد يعيدالعدد الكامل من الكروموسومات ( 46 كروموسوم) وتدخل هذه البيضة المخصبة بعد ذلك بمرحلة النمو .
2 - التكاثر العذري
في هذا النوع من التكاثر تنمو البيضة وتكون جنينا دون إخصاب أي دون مشاركة النطفة في ذلك وكمثال على ذلك ذكر النحل ينمو من بيضة غير ملقحة وخلاياه الجسدية والمولدة للأمشاج أحادية المجموعة الكروموسومية ( 16 كروموسوم )
الكروموسومات ( الصبغات)
إن انتقال الصفات الوراثية خلال الأجيال المتعاقبة للكائنات الحية يتم عن طريق الكروموسومات 0 وتكون هذه الصفات الوراثية محمولة عليها بواسطة العوامل الوراثية(المورثات) genes وكما ذكرنا سابقا بأن نواة الخلية تحتوي على شبكة تسمى الشبكة الكروماتينية مكونة من عددا محددا من تراكيب قضيبية تعرف .بالكروموسومات توجد على هيئة أزواج . كل كزوج مكون من عضوين يسمى كل عضو منهما كرموسوم أحادي . وأثناء الانشطار الاختزالي المؤدي إلى تكوين الأمشاج ينفصل عضوي كل زوج ليستلم كل مشيج متولد عضو واحد من كل زوج من كروموسومات الخلية المولدة وبذلك يتكون أمشاج أحادية المجموعة الكروموسومية .أنظر الرسم التوضيحي

مبادئ علم وراثة نحل العسل
إن مملكة النحل تعتبر مجتمع يتكون من عدة عائلات فرعية تعيش حياة اجتماعية تقوم على التعاون وتقسيم العمل داخل خلية النحل ويتكون هذا المجتمع من الأفراد الآتيه:
( 1 ) - أم واحدة وهى ملكة النحل ( 2) - عدد من الأباء ( ذكور النحل ) يتمثلون بالنطف ( الحيوانات المنوية )المخزونة داخل القابلة المنوية للملكة ( 3 ) - الشغالات والذكور وهم نسل الأم والأباء . تشكل كل مجموعة من الشغالات المشتركين في أب واحد عائلة فرعية لها نفس الأم والأب ويعتبر عدد العائلات الفرعية غير ثابت يتراوح بين 7 - 10 عائلات أو أكثر ويتوقف ذلك علي عدد الذكور الذين قاموا بالتزاوج مع الملكة بينما الذكور لا أباء لهم ولكنهم يملكون جدا من ناحية أمهم و لا ينتجون ذكورا من أبنائهم . ويختلف ذكور الخلية مع إناثها في عدد كروموسومات خلاياهم الجسدية والمولدة للأمشاج فنجد أن ( ا ) -الإناث ( الشغالات والملكة) تنمو من بيضة ملقحة ويكون عدد كروموسوماتهم 32 كرموسوم ( ثنائية المجموعة الكروموسومية ) ( ب ) - الذكور تنشأ من بيضة غير ملقحة فيكون عددها 16 كرموسوم (أحادية المجموعة الكروموسومية)
التحديد الوراثي للجنس في حشرة النحل
كل كروموسوم يحمل عددا من المورثات حيث أن كل مورثة تختص بنقل صفة وراثية معينة من الأباء إلى الأبناء وتتمثل كل مورثة بوجود حليلين ( عاملين وراثيين ) كما في أنثى حشرة النحل وحليل واحد ( عامل وراثي ) كما في ذكر حشرة النحل . وتشغل المورثة مكانا ثابتا لا يتغير يدعى موقع المورثة. لقد كان يعتقد أن الجنس في حشرة النحل يتحدد بنوع البيضة ( ا ) البيضة الغير مخصبة (أحادية المجموعة الكروموسومية ) تنمو إلى ذكرا ( ب ) البيضة المخصبة ( ثنائية المجموعة الكروموسومية) تنمو إلى أنثى . وقد تبين أن هذه النظرية ليس لها أساس من الصحة . ونتيجة للأبحاث العلمية الحديثة التي أجريت للتحقيق في قابلية الحضنة للحياة بخلايا النحل التي حدث بها تربية داخلية , تم اكتشاف أن الجنس يتحدد بواسطة 19 نوع من الحلائل الجنسية six alleles . وبما إن البيضة الغير مخصبة أحادية المجموعة الكروموسومية ( 1س ) فإنها تحتوي على حليل واحد من هذه الحلائل الجنسية الموجودة في موقع المورثة المحددة للجنس . لذلك تعتبر متماثلة الزيجة homozygous وتنمو هذه البيضةإلى ذكر . بينما البيضة المخصبة تحتوي على حليلين في موقع المورثة المحددة للجنس فينتج عن ذلك حالتين ( 1) الحالة الأولى البيضة المخصبة المحتوية على نوعان مختلفين من الحلائل الجنسية تعتبر متباينة الزيجة hetrozygous وتنمو هذه البيضةإلى أنثى ( ب ) الحالة الثانية البيضة المخصبة المحتوية على نوعان متماثلين من الحلائل الجنسية تعتبر متماثلة الزيجة وتنمو هذه البيضة إلى ذكر ثنائي المجموعة الكروموسومية بدلا من أنثى . وبعد أن تفقس هذه البيضة تقومالشغالات بتحديدها وإلقائها خارجا . وبذلك لن يسمح لهذا الذكر بالوصول لمرحلة النضج داخل الخلية انظر الرسم التوضيحي لقابلية الحضنة للحياة ونلاحظ من ذلك أن :
1 - البيضةالغير مخصبة تعتبر متماثلة الزيجة وتنمو إلى ذكر أحادى المجموعة الكروموسومية .
2 - البيضة المخصبة ثنائية المجموعة الكروموسومية تنقسم إلى نوعان : ا - متباينة الزيجة تنمو إلى أنثى ب - متماثلة الزيجة تنمو إلى ذكر ثنائي المجموعة الكروموسومية وهذا إثبات على أن التحديد الوراثي للجنس في حشرة النحل لايتحدد بنوع البيضة( مخصبة أو غير مخصبة) وإنما يتحدد بحالة الزيجة ( متماثلةأو متباينة )
الطفرة mutation
تعرف الطفرة بأنها التغير الذي يحدث في سلسلة النيوكليوتيدات بشكل مفاجئ ويحدث تلقائيا بمعدل مرة كل مائة مليون تكرار ويزداد هذا المعدل نتيجة تأثير بعض العوامل المطفرة من بينها الإشعاعات ذات الطاقة العالية وبعض المواد الكيميائية وتسبب الطفرة بتغيير بعض الصفات الوراثية لحشرة النحل منها تغيير لون وشكل الجسم - شكل وحجم الأجنحة -- سلوك تنظيف عش الحضنة - تغيير لون العين من اللون الأسود إلى اللون : الأبيض - الأحمر - البرتقالي الفاتح - الأصفر الفاتح . وسوف نستخدم لون العين في الأ مثلة القادمة لدراسة علم وراثة حشرة النحل وذلك لهدف التسهيل وعدم الخلط علما بأن عامل صفة لون العين السوداء سائدا وعامل صفة الألوان الأخرى متنحيا بالنسبة لصفة اللون الأسود .
أنواع الطفرات سوف نذكر بعضا منها :
1) - الطفرات المشيجية: تحدث في الأمشاج ( النطف و البيض) ويظهر تأثيرها في النسل الجديد (2) - الطفرات الزيجية : تحدث عند إخصاب البيضة ويظهر تأثيرها في الفرد الناشئ عنها (3) - الطفرات النقطية : تحدث هذه الطفرات نتيجة لتغيير نيوكليوتيد واحد في جزيئه DNA ( الحامض النووي الرايبي منقوص الأوكسجين ) (4) - الطفرات الكروموسومية : تشمل أنواع الشذوذ الكروموسومي كتغيير العدد الكلي للكروموسومات - كحذف جزء من كروموسوم معين أو إضافة جزء من كروموسوم أخر .
استعمال الرموز في علم الوراثة
1- يرمز لعامل الصفة الوراثية السائدة بالحرف الأول من أسم الصفة باللغة الإنكليزية ويكتب كبيرا للدلالة على سيادة تلك الصفة
2- يرمز لعامل الصفة المتنحية بالحرف الأول من أسم الصفة السائدة باللغة الإنكليزية ويكتب صغيرا
3- يرمز لكل صفة وراثية تحملها أنثى النحل بحرفين ( ثنائية المجموعة الكروموسومية ) بحيث أن يتقدم الحرف الكبير على الصغير ويرمز لكل صفة وراثية يحملها الذكر بحرف واحد ( أحادي المجموعة الكروموسومية )
4 - يرمز للمشيج الذي يحمل عامل الصفة بدائرة يتوسطها الحرف الأول من أسم الصفة وكمثال على ذلك :

لون العين في حشرة نحل العسل
كما ذكرنا بفقرة الطفرة بأن هنالك العديد من أنواع الطفرات التي تسبب تغيير بعض الصفا ت الوراثية لحشرة النحل ومنها على سبيل المثال لا الحصر تغيير لون العين من اللون الأسود إلى اللون - الأبيض - الأحمر -البرتقالي الفاتح - الأصفر الفاتح - وهذا التغيير نادر الحدوث . لقد تم نشر مقالة في مجلة AMERICAN BEE JOURNAL العدد 8 لسنة 1997 المجلد 137مع صوره فوتوغرافية لمجموعة من الذكور صفر العيون . وفي هذه الفقرة سوف نتناول هذا الموضوع كمدخل لعلم الوراثة وذلك لبساطته وبعده عن التعقيد . إن المورثة التي تختص بنقل الصفة الوراثية للون العين في حشرة النحل من الأباء إلى الأبناء تتمثل بوجود ( 1 ) عامل وراثي واحد ( حليل واحد ) في ذكر النحل وتكون له السيادة التامة على لون عين الذكر ( 2 ) زوج من العوامل الوراثية في أنثى النحل يظهر تأثير العامل الوراثي السائد لصفة لون العين ويظل العامل المتنحي محمولا ولايظهر تأثيره إلا في أنثى تحمل زوج من هذه العوامل المتنحية المتماثلة . وإذا قمنا بأجراء دراسة حول أفراد الخلية السابق ذكرها فأن ظهور الملكة بعين سوداء مع أن هنالك عددا من أبنائها الذكور صفر العيون إنما ذلك دليل قاطع على أن عامل صفة لون العين السوداء سائد على عامل صفة لون العين الصفراء وأن هذه الملكة تحمل عامل صفة لون العين الصفراء . وعند تكوين البيض داخل مبيض ملكة هذه الخلية تنتج خلاياها المولدة للأمشاج عددا من البيوض كل واحدة منها تحمل عامل وراثي واحد لصفة لون العين من زوج العوامل الوراثية التي تحملها الخلية الأم المولدة للأمشاج . وبما أن الملكة تحمل عامل صفة لون العين السوداء السائد وعامل صفة لون العين الصفراء المتنحي , فمن ذلك نتوقع بأن يكون 50% من هذه البيوض حاملة لعامل صفة لون العين السوداء و أل 50 % الأخرى حاملة لعامل صفة لون العين الصفراء . واستنادا على أن ذكر النحل -أحادي المجموعة الكروموسومية - ينمو من بيضة غير ملقحة لذلك يجب أن يكون 50% من ذكور هذه الخلية صفر العيون و أل 50% الأخرى سود العيون ,أما بالنسبة للشغالات , فالشغالة أنثى - ثنائية المجموعة الكروموسومية - تنمو من بيضة ملقحة وظهور جميع هذه الشغالات بعيون سوداء يكون دليل قاطع على أن جميع الأباء المتمثلين بالنطف المخزن بالقابلة المنوية هم سود العيون . وبما أن الشغالة تنمو من بيضة ملقحة وكما ذكرنا سابقا بأن 50 % من بيض الملكة حاملة لعامل صفة لون العين السوداء وأل 50% الأخرى حاملة لعامل صفة لون العين الصفراء لذلك نتوقع بأن يكون 50 % من الشغالات سود العيون نقية( pure ) و ال 50% الأخرى سود العيون ولا كنها حاملة لصفة لون العين الصفراء هجين ( hybrid ) انطر الرسم التوضيحي للون العين في حشرة النحل





سوف نطرح بعض الأمثلة الأخرى للمزيد من التوضيح وسنفترض أن الملكة تتلقح من ذكر واحد لهدف التسهيل علما بأن ذلك يمكن تحقيقه عمليا بواسطة التلقيح الصناعي .
مثال 1- ضرب ( تزاوج ) ملكة سوداء العين تحمل عامل صفة لون العين الصفراء ( هجين ) مع ذكر أسود العين . ماهي الطرز الوراثية : ( ا ) للأبوين( ب ) للأفراد الناتجة
الحل : نرمز لعامل صفة لون العين السوداء السائد بالحرف ( B ) من كلمة black ولعامل صفة لون العين الصفراء المتنحي ( b )
( ا ) - الطراز الوراثي للملكة Bb - للذكر B

( ب ) - الطرز الوراثية لأ فراد الجيل الأول من الإ ناث : 50 % BB سود العيون ( نقية ) 50% Bb سود العيون حاملة لصفة لون العين الصفراء ( هجينه ) - من الذكور : 50% B سود العيون 50%b صفر العيون
مثال 2 من المثال السابق تم تضريب ملكه سوداء العين هجينة بذكر أصفر العين ماهي الطرز الوراثية للأ فراد الجيل الثاني


مثال 3 وجدنا بإحدى خلايا المنحل خلية بها 50% من الذكور صفر العيون بينما جميع الشغالات سود العيون . كيف يمكننا الحصول على خلية جميع أفرادها إناثا وذكورا صفر العيون علما بأن الملكة سوداء العين
الحل بما أن 50% من ذكور هذه الخلية صفر العيون فيجب أن تكون الملكة هجين ( حاملة لصفة لون العين الصفراء ) وللحصول على خلية جميع أفرادها صفر العيون نقوم بأ جراء الخطوات التالية :
الخطوة الآولى نقوم بتربية مجموعة ملكات من حضنة هذه الخلية . فنتوقع نظريا الحصول على 50% من هذه الملكات العذراء ذات الطرز الوراثية BB و 50% Bb كما في المثال 1ويتراوح عدد الملكات العذراء الهجينةBb من 0% إلى 100% من العدد الكلى ويعتمد ذلك على عامل الصدفة في اختيارنا للبيض أو اليرقات المراد تربية الملكات منها وتكون جميع هذه الملكات سوداء العيون وعند أجراء التضريب بين هذه الملكات وذكور صفر العيون فسوف تكون الطرز الوراثية لملكات الجيل الثاني كالتالي
( ا ) - ملكة سوداء العبن نقيه x ذكور صفر العيون


( ب ) - ملكة سوداء العين هجينة x ذكور صفر العيون


الخطوة الثانية يتم تضريب إحدى الملكات bb صفراء العين بذكور صفر العيونb فيكون جميع أفراد الجيل الثاني صفر العيون