Dna الحمض النووي ؟؟

منذ بدء البشرية، تساءل الكثيرون عن كيفية انتقال السمات المميزة من جيل لآخر، كان الاعتقاد السائد هو أن الصفات الظاهرة لطفل تكون في العادة مشابهة لمواصفات واحد من الوالدين دون الآخر، إلى أن الحقيقة هي أنه خليط من مواصفات الأم والأب معاً.


الأعوام الخمسين الماضية شهدت الكثير من الإنجازات في مجال علم الجينات وتحديد الكثير من المورثات المسؤولة عن العديد من المواصفات التي يتسم بها كل فرد منًا، لكن ما هي آثار الاكتشافات العلمية في مجال الجينات والأبحاث المتفرعة في دراسة الـ"DNA" أو ما يُعرف باسم الحمض النووي ؟؟


في العام /2003/ تمكن العلماء من قراءة شيفرة الحياة البشرية كاملة، سلسلة الحمض النووي ( DNA ) التي هي إرثنا الجيني، عملٌ طويل ومرهق استمر لأ:ثر من /13/ عاماً وكانت تكلفته قد وصلت إلى ما يقارب /300/ مليون دولار.


مشروع الجينوم البشري وضع أمامه هدفاً طموحاً ألا وهو التمكن من بسط الشريط البالغ طوله مترين من "DNA" والموجود في كل خلية من جسم أي شخص منّا، ومن ثم فك شيفرته، أي وضع الأحرف الكيميائية المكونة للحمض النووي، والتي يزيد عددها على ثلاثة مليارات، الواحدة تلو الأخرى وتحديدها جميعاً.


لو قمنا بنسخ هذه السلاسل المكونة للـ"DNA"، فإنها ستملأ ما يعادل /350000/ صفحة من القطع الكبير، السلسلة ستكون جملة واحدة طويلة جداً وستكون مكتوبة بشكل يبدو ظاهرياً مماثل للتالي : "TGGGCACCATTGCA" على كل الصفحات ..
الحروف ( T, A, C, G ) هي الأربعة جزيئات المكونة للسلسلة في تركيبات مختلفة.


باية العمل كانت الجزء الصعب والطويل في العملية بأسرها، فمثلاً خلال السنوات الأربعة الأولى من العمل تمكن العلماء من الوصول إلى أول مليار من أسس السلسلة، أما المليار الثاني فقد تمكنوا من الوصول إليه في أربعة أشهر وفي بضعة أسابيع توصلوا إلى المفتاح الثالث.



العمل الطويل كانت له فوائد عديدة : حول السلسلة توجد كل الجينات ( المورثات ) البشرية المئة ألف، كل التعليمات اللازمة لتكوين حياة كل إنسان والحفاظ عليها محفوظة فيها.
ليس هذا فقط، فعلى الـ"DNA" مكتوب أيضاً أيه أمراض سنكون قابلين للإصابة بها، إذا كانت قابليتنا هي لحياة طويلة أو قصيرة، نوع الشخصية التي سنمتلكها وغيرها الكثير.





لماذا يدرس العلماء الجينات البشرية ؟؟

"لإصلاحها" عندما تهترئ مما سيؤدي إلى القضاء على الأمراض الموروثة، لعلاج السرطان، كأمثلة فقط على ما يطمح إليه العلماء.


هذا هو الهدف الرئيسي، الدخول في ميكانيكية عمل أصغر الأجزاء في جسمنا والوصول إلى التعرف على كيفية عمل الحياة، من أين يأتي ما ينهيها أو يضر بها، ما يعمل عليه العلماء هو تحديد هوية كل جين بشري وبالتالي العمل على معرفة دوره داخل الخلية.


تمكن العلماء بالفعل من تحديد الجينات المسؤولة عن الأمراض الوراثية الرئيسية الخمسة، لكن العلماء لم يتوقفوا عن دهذا، فبعد أن تمكنوا من اكتشاف الجين المسؤول عن مرض "التليف الكيسي Cystic Fibrosis" وهو مرض شائع يصيب شخص واحد من أصل /2500/ .. وجدوا أن هناك /700/ نسخة مختلفة منه وجميعها قادرة على التسبب بالمرض، من الأمور المعقدة أيضاً الجينات التي لو أصباها تلف معين أو تنشطت في الوقت الخطأ فإنها تؤدي إلى الإصابة بمرض السرطان، فبحسب العضو من الجسم الذي تتم إصابته بالمرض، أو بنوع الورم السرطاني أو المرحلة التي وصلها المرض، نجد أن أسلوب عمل "DNA" يتغير، بكلمات أخرى .. للتمكن من الوصول إلى أنواع علاج فعّالة للعديد من الأمراض، يتوجب علينا التعرف على الجينوم وكيفية عمله حتى أدق التفاصيل وأصغرها.





كيفية تحديد عمل كل جين




الأسلوب الأكثر فعالية لمعرفة وظيفة الجين هو التلاعب بأجنة فئران بطريقة تكفل ولادتها دون ذلك الجين، علينا معرفة أن كل جين بشري له ما يقابله في الفئران، بعد ذلك تتم مراقبة ودراسة الفأر لتحديد المشكلات التي سيعاني منها جسدياً ودماغياً بذلك يمكن للباحثين الوصول إلى معرفة موقع تأثير ذلك الجين وفي أي مرحلة عمرية يبدأ في العمل.

بهذه الطريقة تم التوصل إلى تحديد جينات مسؤولة عن تبادل المعلومات بين الخلايا العصبية الدماغية، مما يمكنه أن يعلـّمنا الكثير عن أسلوب العقل البشري في العمل، مما أمكن أيضاً التوصل إليه يمكننا ذكر معرفة الجين المسؤول عن نمو العصب البصري مما يمكنه أن يعطي آمالاً كبيرة لمن يعاني من فقدان نعمة البصر.








خريطة الـ"DNA" الشخصية
تعمل مجموعة من العلماء حالياً على تطوير وسيلة سريعة وسهلة لتحليل تسلسل "DNA" الخاص بك بسعر سيستمر في النزول حتى يتمكن كل منّا من الحصول على قراءة شخصية توفر له معلومات متكاملة عن جيناته.


الهدف المرجو الوصول إليه هو توفير هذه التقنية إلى الجمهور مقابل ما يعادل مئة ألف دولار بحلول العام /2009/ وبسعر يعادل الألف دولار بحلول العام /2014/.




حسب العديد من المختصين، فإن هذه التكنولوجيا ستقدم فوائد جمة للطب، فبتوفر هذه القراءة للـ"DNA" سيتمكن الطبيب من إخبارك بأ،ك ستصاب بمرض معين قبل سنوات من أن تصاب به فعلياً مما سيوفر إمكانية تجنب المرض أو منعه من الظهور من الأساس.

حسب "جورج تشيرش" أستاذ علم الجينات في جامعة هارفرد والذ عمل سابقاً في مشروع الجينوم البشري، فإن تحول أجهزة الكمبيوتر إلى الصغر أكثر فأكثر وتطول قدراتها بشكل كبير أصبح من الممكن تخفيض التكلفة لتحليل التسلسل الجيني.







ما هي الجينات ؟

‏أنت تحمل ما بين 50 ألف و 100 ‏ألف عامل وراثي (جين)، وترتبط حالتك الصحية بالمعلومات المسجلة في هذه الجينات الوراثية.

‏إن طفرات التقدم التي حدثت في ‏الطب، والتي من بينها تحديد الجينات التي قد تسبب أمراضا واستخدام الجينات في علاج الأمراض،
قد جعلت من تركيبك الجيني أمرا تزداد أهميته يوماً بعد يوم.

‏‏جيناتك هي المسئولة عن الطبعة المبدئية من حياتك، فهي تساعدك في تحديد كل شيء بدءا من لون بشرتك وشعرك وحتى مدى حساسيتك تجاه الأمراض أو مقاومتك لها .

‏تقع أغلب عواملك الوراثية داخل نواة كل خلية من خلايا جسدك، لكن بعضها موجود في العضية المسماة الميتوكوندريا والمسئولة عن إنتاج الطاقة للخلية.
وأنت ترث نصف عواملك الوراثية الموجودة في النواة (وكل العوامل الوراثية الميتوكوندرية) من والدتك والنصف الآخر من والدك
في نفس اللحظة التي بدأ فيها الحمل فيك، أي منذ التقت بويضة الأم بالحيوان المنوي القادم من الأب.

‏وبعد الإخصاب، يبدأ الزيجوت، وجيناته بالكامل، في الانقسام مجدداً مرات ومرات. مع تمايز وتنوع الخلايا وتحولها إلى أعضاء مختلفة وأجزاء متباينة من أجزاء الجسم،
تصبح كل خلية ‏من خلايا الجسم حاملة للطبعة المبدئية من صفاتك الوراثية.
‏
وداخل خلايا جسدك، نجد جيناتك محمولة فوق 23 ‏زوجاً من الكروموسومات (أو الصبغيات)،
22 ‏زوجاً علاوة على زوج واحد من كروموسومات الجنس: فهي (س س) في الإناث و (س ص) في الذكور.
والبويضات والحيوانات المنوية كل منها يحمل نصف عدد الكروموسومات. وهكذا عندما تلتقي الأمشاج معاً أي بويضة مع حيوان منوي نجد
البويضة المخصبة تحمل مرة أخرى العدد الكامل من الكروموسومات.
أما بالنسبة لكروموسومي الجنس فإن بعض الحيوانات المنوية تحمل كروموسوم (س) والبعض الآخر يحمل الكروموسوم (ص)، وهذا ما سوف يحدد لاحقاً نوع الطفل إن كان ذكراً أم أنثى.

‏
وكل زوج من هذه الكروموسومات سوف يكون إحداها موروثاً من الأب والآخر موروثاً من الأم.

وكل كروموسوم هو في الواقع عبارة عن خيط طويل، حلزوني مزدوج
(مثل سلم حلزوني) من حمض DNA ويتكون من عدد يتراوح بين 50 مليون إلى 250 ‏مليون من الجزيئات الدقيقة المعروفة باسم القواعد النووية Nucleotide Bases.

‏هذه القواعد النووية (وهي الأدينين، والسيتوزين، والجوانين، والثايمين) مرتبة كحبات العقد فوق خيطين متوازيين.
ومثل الحروف تماماً عندما تصفها في ترتيب معين لتكون كلمات، كذلك القواعد (عندما تصف في ترتيب معين) يمكنها أن تحمل شفرات المعلومات.

والمجموعة الممتدة من عدة آلاف من هذه “الكلمات” المصاغة بلغة DNA وضعت بجوار بعضها البعض داخل عبارة تسمى “جين”.


كيف ترث جيناتك ؟

‏نصف عدد جيناتك يأتي من كل من أبوبك. وقد تلقى كل من أبويك نصف عدد جيناته من كل أب من أبويه، وبالتالي،
فأنت ترث ربع عدد جيناتك من كل جد من جدواك الأربعة.


كيف تؤدي الجينات وظائفها ؟

‏تتحكم الجينات في نمو جسدك ووظائفه أساسا عن طريق تقديم شفرة أو برنامج عمل يمكن الخلايا من تصنيع البروتينات التي تحتاجها لإنجاز مهام معينة.

‏فمثلأ، أحد الجينات “العبارات” قد يحتوي على تعليمات لتصنيع البروتين المسمى “إنسولين”،
وهو مطلوب للسكر حتى يمكن للخلايا أن تستفيد منه لتحويله إلى طاقة.

وهناك جين أخر قد تكون وظيفته إبلاغ الخلية بالكيفية والموعد ‏الذي تصنع فيهما الهيموجلوبين، وهو بروتين موجود بالدم وظيفته نقل الاكسجين إلى الخلايا.

‏ولا تبدأ كل الجينات “عملها” في نفس التوقيت، ولكن أغلبها لا يؤدي وظيفته إلا عندما تكون هناك حاجة إليه لتوجيه عملية معينة.

‏وفي بعض الأحيان، قد تتغير الشفرة الوراثية المسجلة بحمض DNA في جين معين، وهذا ما نسميه طفرة وراثية أو التحول الوراثي. والطفرة قد تمثل تغيراً كبيرا أو مجرد تغيير في قاعدة نووية واحدة.

‏والطفرات التي تطرأ على الجينات هي سبب التنوع الطبيعي بين أجناس وأصناف الحيوان والنبات المتعددة
والذي حدث على مدار مئات الألوف من السنوات وهو من أهم ما ذكره العالم تشارلز دارون في نظريته حول الوراثة.

‏وقد تكون للطفرة الجينية نتائج مفيدة، مما يسمح لنا بالتأقلم مع التغيرات التي تطرأ على البيئة من حولنا ونجاة النوع البشري من الهلاك.

‏غير أن الطفرة الضارة التي تطرأ على عامل وراثي ما قد تعطي تعليمات مختلفة تماما لخلية ما ،
فينتج عن هذا عدم تصنيع أحد البروتينات بالقدر الكافي، أو تصنيع البروتين الخطأ،
أو حدوث أي خطأ أخر. ومثل هذه التغيرات ‏التي قد تبدو تافهة،
قد تتسبب في حدوث أمراض خطيرة. ومثال لذلك أن “أنيميا الخلية المنجلية” سببها طفرة في جين واحد.