## الكروموسومات: رحلة في أعماق المادة الوراثية

العناوين :

الكروموسومات: رحلة في أعماق المادة الوراثية
التركيب المعقد للكروموسوم: أكثر من مجرد خيط DNA
الطرز الكروموسومي: خريطة الكروموسومات
الخلايا الجسدية والتناسلية: عالمين مختلفين، مهمتان متكاملتان
أسئلة مع تحليلها وإجاباتها
أسئلة اختيار من متعدد (المرحلة الثانوية)
أسئلة اختيار من متعدد (المرحلة الجامعية)
أسئلة اختيار من متعدد (الدراسات العليا والبحث العلمي)

مقدمة:

الكروموسومات، تلك الخيوط الدقيقة المحفوظة بعناية داخل نواة كل خلية، هي بمثابة "مكتبة الحياة" التي تحمل الشيفرة الوراثية الكاملة للكائن الحي. إن فهم تركيب ووظيفة الكروموسومات يفتح لنا الأبواب لفهم أعمق لآليات الوراثة، التطور، والأمراض الوراثية. دعونا ننطلق في رحلة لاستكشاف هذا العالم المدهش!

1. التركيب المعقد للكروموسوم: أكثر من مجرد خيط DNA
الكروموسوم ليس مجرد خيط بسيط من الـ DNA؛ بل هو هيكل معقد يتكون من:
DNA (حمض الديوكسي ريبونوكلييك): الجزيء الحيوي الذي يحمل التعليمات الوراثية. يتكون الـ DNA من وحدات بنائية تسمى النيوكليوتيدات، وكل تتابع من النيوكليوتيدات يمثل جينًا مسؤولًا عن صفة معينة، مثل لون العينين أو فصيلة الدم.

البروتينات الهيستونية: تعمل كـ "بكرات" يلتف حولها الـ DNA، مما يسمح بتعبئة الـ DNA الطويل جدًا داخل النواة الصغيرة. بالإضافة إلى ذلك، تلعب البروتينات الهيستونية دورًا حيويًا في تنظيم عمل الجينات (أي تحديد أي الجينات يتم تشغيلها وإيقافها في أي وقت).

دراسات متعمقة: أظهرت دراسات حديثة في مجال علم التخلق (Epigenetics) أن التعديلات التي تطرأ على البروتينات الهيستونية (مثل إضافة مجموعات الميثيل أو الأسيتيل) يمكن أن تؤثر بشكل كبير على عمل الجينات، بل ويمكن أن تورث هذه التعديلات للأجيال القادمة، مما يفتح آفاقًا جديدة لفهم كيفية تأثير البيئة على الوراثة.

ما هو مكان وجود الكروموسومات:  موجودة داخل النواة

مما يتركب الكروموسوم ؟
‌أ-      يتركب من جزيء DNA  وبروتينات (هستون).
‌ب-  DNA يتكون من وحدات بنائيه( نيوكليوتيدات )تمثل شفرة مسئولة عن ظهور صفة معينة كلون العين مثلا .
‌ج-   DNA  (حمض نووي ريبوزي منقوص الأكسجين )المسؤولة عن حمل المادة الوراثية ( الجينات )
‌د-      يحتوى كل كروموسوم على العديد من الجينات التي تحمل صفات الكائن الحي .
2. الطرز الكروموسومي: خريطة الكروموسومات
الطرز الكروموسومي هو تمثيل مرئي لكروموسومات الخلية مرتبة ومنظمة. يتم الحصول عليه باتباع الخطوات التالية:
تصوير الكروموسومات: يتم تصوير الكروموسومات بوضوح باستخدام المجهر الإلكتروني في مرحلة معينة من انقسام الخلية.
التصنيف: تصنف الكروموسومات في أزواج متماثلة (تحمل نفس الجينات) في الخلايا الجسدية والتناسلية.
التلوين: يتم تلوين الكروموسومات بألوان مختلفة لتسهيل عملية الترتيب والترقيم.
الترتيب: ترتب الكروموسومات تنازليًا حسب الحجم، من الأكبر إلى الأصغر.
الترقيم: يتم ترقيم الكروموسومات لتحديدها بسهولة.

أهمية الطرز الكروموسومي: يستخدم الطرز الكروموسومي لتشخيص العديد من الأمراض الوراثية الناتجة عن تغيرات في عدد أو تركيب الكروموسومات، مثل متلازمة داون (تثلث الكروموسوم 21) ومتلازمة تيرنر (فقدان أحد الكروموسومات الجنسية X في الإناث).
3. الخلايا الجسدية والتناسلية: عالمين مختلفين، مهمتان متكاملتان

خطوات الطرز الكروموسومى
1.     يمكن تصوير الكروموسومات بوضوح من خلال الميكرسكوب الالكتروني
2.     تصنف الكروموسومات في ازواج متماثله في الخلايا الجسديه و المناسل (الجنسيه)
3.     يتم تلوينها بالوان مختلفه لسهوله ترتيبها و ترقيمها
4.     ترتب تنازليا حسب الحجم من الكبير الى الصغير
5.     تتم عمليه ترقيمها.

الطرز الكروموسومى للانثي

الطرز الكروموسومى للذكر

تنقسم خلايا الكائن الحي إلى نوعين رئيسيين:

الخلايا الجسدية: تشمل جميع خلايا الجسم باستثناء الخلايا التناسلية (مثل الجلد، الكبد، الكلية، الرئة في الحيوان والإنسان، والجذر، الساق، الأوراق في النبات). تنتج الخلايا الجسدية عن طريق الانقسام الميتوزي، وهو انقسام خلوي ينتج خليتين متطابقتين وراثيًا تحتوي كل منهما على مجموعتين من الكروموسومات (2N).
الخلايا التناسلية: تشمل الخلايا التي تشارك في عملية التكاثر الجنسي (الحيوانات المنوية في الخصية، البويضات في المبيض في الحيوان والإنسان، وحبوب اللقاح في المتك، والبويضات في المبيض في النباتات الزهرية). تنتج الخلايا التناسلية عن طريق الانقسام الميوزي، وهو انقسام خلوي ينتج أربع خلايا غير متطابقة وراثيًا تحتوي كل منها على نصف عدد الكروموسومات (N).
أهمية الانقسام الميوزي: يضمن الانقسام الميوزي أن يحصل كل من الأبوين على نصف المادة الوراثية، وعند اندماج الأمشاج (الحيوان المنوي والبويضة) يتكون الجنين الذي يحمل مجموعة كاملة من الكروموسومات (2N)، نصفها من الأب ونصفها من الأم. هذه العملية تضمن التنوع الوراثي بين الأفراد، وهو أمر حيوي للتكيف والبقاء على قيد الحياة.

## أسئلة مع تحليلها وإجاباتها:

س1: ما هو الدور الرئيسي لبروتينات الهيستون في الكروموسوم؟

التحليل: يهدف هذا السؤال إلى اختبار فهم الطالب لتركيب الكروموسوم ووظيفة مكوناته.
الإجابة: تلعب بروتينات الهيستون دورين رئيسيين هما :
تعبئة الـ DNA داخل النواة و تنظيم عمل الجينات.

س2: لماذا تحتوي الخلايا التناسلية على نصف عدد الكروموسومات الموجود في الخلايا الجسدية؟

التحليل: يهدف هذا السؤال إلى اختبار فهم الطالب لأهمية الانقسام الميوزي في الحفاظ على عدد الكروموسومات ثابتًا عبر الأجيال.
الإجابة: لضمان أنه عند اندماج المشيج المذكر (N) مع المشيج المؤنث (N)، يتكون الجنين الذي يحمل مجموعة كاملة من الكروموسومات (2N).

## أسئلة اختيار من متعدد:
أولا المرحلة الثانوية:
أي من التالي يمثل الوحدة البنائية للـ DNA؟
أ) البروتين
ب) النيوكليوتيد (الإجابة الصحيحة)
ج) الليبيد
د) الكربوهيدرات
أي نوع من الانقسام الخلوي ينتج خلايا متطابقة وراثيًا؟
أ) الانقسام الميتوزي (الإجابة الصحيحة)
ب) الانقسام الميوزي
ج) الإخصاب
د) التلقيح

ثانيا المرحلة الجامعية:
ما هي الآلية التي يتم من خلالها تنظيم عمل الجينات عن طريق تعديل البروتينات الهيستونية؟
أ) الطفرة
ب) النسخ
ج) علم التخلق (الإجابة الصحيحة)
د) الترجمة
أي من المتلازمات التالية تنتج عن تثلث الكروموسوم 21؟
أ) متلازمة تيرنر
ب) متلازمة كلاينفلتر
ج) متلازمة داون (الإجابة الصحيحة)
د) متلازمة إدوارد
الدراسات العليا والبحث العلمي:

ما هي التقنية الحديثة التي تستخدم لتحليل الطرز الكروموسومي بدقة عالية وتحديد التغيرات الدقيقة في الكروموسومات؟

أ) المجهر الضوئي
ب) المجهر الإلكتروني
ج) التهجين الجيني الموضعي المتألق (FISH) (الإجابة الصحيحة)
د) تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR)

ما هي الآثار المترتبة على التعديلات اللاجينية (Epigenetic modifications) على بروتينات الهيستون في سياق الأمراض الوراثية؟

أ) لا يوجد تأثير
ب) تغيير في تسلسل الـ DNA
ج) تغيير في التعبير الجيني دون تغيير تسلسل الـ DNA (الإجابة الصحيحة)
د) زيادة في عدد الكروموسومات

## قائمة المصادر

مدونة البيولوجيا العربية محمد عبدالغنى عبدالحميد

https://biomohgan.blogspot.com/

حقوق النشر محفوظه للأستاذ المستشار: © محمد عبد الغني عبد الحميد