يتكون الكروموسوم البشري من وحدات بنيوية تعرف بالخلايا، والتي هي مجموعات منظمة ترتكز حول الحمض النووي منقوص الأكسجين. توجد هذه الكروموسومات بشكل خاص في الكائنات الحية.
تقع الكروموسومات داخل نواة الخلية، ولا يمكن رؤيتها إلا باستخدام المجهر الضوئي. من خلال هذه المقالة، سنستكشف تركيب الكروموسوم البشري.
تعريف الكروموسومات
- الكروموسومات هي هياكل تشبه الخيوط توجد بداخل الخلايا وتحمل المعلومات الوراثية في شكل جينات، حيث تمتلك كل الكائنات الحية حقيقية النواة عددًا خاصًا وثابتًا من الكروموسومات.
- يختلف عدد الكروموسومات باختلاف الأنواع، حيث يتراوح العدد المتوسط من 10 إلى 50 كروموسوم في كل خلية.
- على سبيل المثال، يتمتع نجم البحر بـ 36 كروموسومًا، بينما يمتلك الإنسان 46 كروموسومًا، والضفدع يمتلك 26 كروموسومًا.
تركيب الكروموسومات
أولًا: التركيب الداخلي
- تتكون الكروموسومات من البروتين وجزيء واحد من الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (DNA).
- يحمل هذا الحمض كافة المعلومات الوراثية الخاصة بالكائن الحي، والتي تنتقل من الآباء إلى الأبناء.
- يتلف الحمض النووي حول بروتينات تعرف بالهستونات، حيث تتكون حلقات تشكل الكروماتين الذي يحتوي على الكروموسوم داخل نواة الخلية.
- الهستونات هي بروتينات ذات شحنة موجبة تشكل عُقدًا تساعد الجزيئات السالبة الشحنة من الحمض النووي على الالتفاف حولها، مما يحدد موقع الجينات النشطة.
ثانيًا: تركيب الدنا
يتكون جزيء الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين من وحدات تسمى النيوكليوتيدات، والتي تتكون من:
- مجموعة من الفوسفات.
- مجموعة أخرى من السكر.
- قاعدة نيتروجينية، حيث يوجد أربعة أنواع: الجوانين (G)، السايتوسين (C)، الياسمين (T)، والأدينين (A).
- ترتيب هذه القواعد يحدد التعليمات الخاصة بالحمض النووي ويشكل الشيفرة الوراثية.
- يمتلك جزيء الدنا حوالي 3 مليارات قاعدة نيتروجينية تتشابه بنسبة 99% بين البشر.
- تتصل النيوكليوتيدات ببعضها بعضًا لتشكل التركيب اللولبي المزدوج، حيث يتم تجميعه بواسطة سُلم مكون من السكر والفوسفات على جوانبه.
- درجات السلم هي القواعد النيتروجينية التي ترتبط مع قواعد الشريط الآخر، حيث ترتبط الأدينين (A) بالياسمين (T).
ثالثًا: الشكل الخارجي
- توجد الكروموسومات في نواة الخلية على شكل عصي في أغلب الأوقات.
- قبل حدوث الانقسام المتساوي، تتضاعف الكروموسومات لتشكل تركيبات تشبه العصا المزدوجة (X)، والمعروفة بالكروماتيدات الشقيقة.
- يمتلك كل كروموسوم منطقة مركزية تعرف بالسنترومير، والتي تقسمه إلى ذراعين؛ ذراع قصير (P arm) وذراع طويل (q arm).
- يحدد موقع السنترومير شكل الكروموسوم الخاص، ويمكن استخدامه لوصف موقع جينات معينة.
- في نهاية الكروموسوم توجد التيلوميرات، وهي تكرارات من الحمض النووي تحمي أطراف الكروموسوم.
- خلايا كثيرة تفقد بعض التيلوميرات، مما يمنعها من التضاعف مرة أخرى، مما قد يؤدي إلى موتها في النهاية.
مستويات الكروموسومات
يتخذ البنيان الوراثي للكروموسومات شكل طبقات من الأصغر إلى الأكبر، كما يلي:
- الطابق الأول هو النوكليوتيد، وهو الجزء الأصغر الذي يتكون منه جزيء (DNA).
- الطابق الثاني هو الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (DNA)، وهو بوليمر.
- يتكون نتيجة ارتباط النيوكليوتيدات مع بعضها حتى يتشكل السلم اللولبي المزدوج المكون من شريطين.
- الطابق الثالث يمثل الجينات أو المورثات المسؤولة عن توارث صفات معينة.
- الطابق الرابع هو الكروموسومات، التي تتمثل في شرائط منظمة من الحمض النووي.
- يتم تنظيمها بطريقة معينة لتشكيل الكروموسوم، حيث تحتوي خلايا الإنسان على 46 كروموسوم.
- الطابق الخامس يمثل أزواج الكروموسومات، حيث يتواجد كل كروموسومين في خلية في زوج، مما يعني أن الخلية تحتوي على 46 كروموسوم مرتبة في 23 زوجًا، مع 22 زوجًا منها جسمية.
أنواع الكروموسومات
- يحتوي جسم الإنسان على العديد من الخلايا، حيث تمتلك كل خلية 23 زوجًا من الكروموسومات، بمجموع 46 كروموسوم.
- يمثل 22 زوجًا من الكروموسومات الكروموسومات الجسمية التي تتشابه بين الذكور والإناث، أما الزوج الأخير من الكروموسومات فيطلق عليه اسم الكروموسومات الجنسية.
- تختلف الكروموسومات الجنسية بين الذكور والإناث، حيث تمتلك الإناث نسختين من الكروموسوم X، بينما يمتلك الذكور كروموسوم X واحد وكروموسوم Y.
- تتحكم الكروموسومات الجنسية في الصفات الموروثة، ولكن هناك استثناءات لبعض الكروموسومات المرتبطة بالجنس.
- يجب أن نلاحظ أن ليس كل الكائنات الحية تمتلك كروموسومات جنسية، فمثلاً في النمل والنحل يتم تحديد الجنس بواسطة الإخصاب.
- البويضة المخصبة تتحول إلى أنثى، بينما البيضة غير المخصبة تتحول إلى ذكر.
تعريف الجينات
- يمكن تعريف الجينات على أنها أجزاء صغيرة من جزيء الدنا الطويل.
- تتراوح تعقيدها عند الإنسان بين المئات وأكثر من مليوني قاعدة.
- تعتبر الجينات بمثابة لغة الخلية، حيث تحدد ترتيب القواعد النيتروجينية في جزيء الدنا.
- تخبر الخلية بطريقة عمل البروتينات، حيث تُترجم المعلومات الوراثية من الدنا إلى بروتينات.
- تتحدد مظاهر الفرد من خلال الجينات، حيث تتحكم كل مجموعة من الجينات في صفة معينة لديه، وتؤثر في عوامل متعددة داخلية وخارجية.
- تشمل هذه العوامل الأمراض والصفات الجسدية مثل لون العينين.
- كما تتأثر بعض الأمراض الوراثية بالجينة أيضًا.
- تمثل الجينات أجزاء صغيرة من الشريط الذي يحمل صفة معينة، مثل لون الشعر أو الطول، ويكون لكل جين موقع ثابت على الشريط، ويتم تحديده بناءً على عدد النيوكليوتيدات وترتيبها.
- تعد الجينات الوحدات الأساسية للوراثة في الكائن الحي، حيث تنتقل من الآباء إلى الأبناء.
- يمكن للأبناء أن يرثوا بعض الصفات الجسمية أو القابلية للأمراض من الآباء، بالإضافة إلى احتواء الجينات على البيانات اللازمة لبناء الخلايا والحفاظ عليها، ونقل المعلومات الوراثية بين الأجيال.
