همیژوسی: راز وراثت در ژن‌های یکسان
ژنتیک چیست و چرا مهم است؟
همهٔ موجودات زنده، از انسان گرفته تا یک گل کوچک، دستورالعمل‌های ساختن و عملکرد خود را درون سلول‌هایشان دارند. این دستورالعمل‌ها توسط مولکولی به نام DNA۵ ذخیره شده‌اند. DNA مانند یک کتاب آشپزی بسیار دقیق است که دستور تهیهٔ تمام اجزای بدن را در خود جای داده است. به بخش‌های خاصی از DNA که مسئول یک صفت خاص (مثل رنگ چشم یا گروه خونی) هستند، ژن می‌گویند.
هر ژن می‌تواند نسخه‌های مختلفی داشته باشد که به هر نسخه یک آلل۲ گفته می‌شود. برای مثال، ژن تعیین کنندهٔ رنگ گل می‌تواند دو آلل داشته باشد: آلل "A" برای رنگ قرمز و آلل "a" برای رنگ سفید. هر موجود زنده برای هر ژن، دو آلل (یکی از پدر و یکی از مادر) به ارث می‌برد. مکان فیزیکی یک ژن روی کروموزوم را لocus۴ می‌نامند.
| مفهوم | توضیح | مثال |
|---|---|---|
| ژن | بخشی از DNA که مسئول یک صفت خاص است | ژن تعیین‌کننده رنگ چشم |
| آلل۲ | نسخه‌های مختلف یک ژن | آلل چشم آبی، آلل چشم قهوه‌ای |
| جایگاه۴ | مکان دقیق یک ژن روی کروموزوم | مانند یک آدرس خاص روی یک نخ |
| ژنوتایپ۳ | ترکیب آلل‌های یک فرد برای یک ژن | AA, Aa, aa |
همیژوسی به چه معناست؟
وقتی برای یک ژن خاص، هر دو آلل به ارث رسیده از پدر و مادر کاملاً یکسان باشند، آن فرد برای آن ژن همیژوس۱ است. این حالت معمولاً با حروف بزرگ و کوچک نشان داده می‌شود. اگر هر دو آلل "A" باشند، ژنوتایپ AA همیژوس است. اگر هر دو آلل "a" باشند، ژنوتایپ aa نیز همیژوس است. در هر دو حالت، فرد دو کپی یکسان از آن آلل را دارد.
برای درک بهتر، گل‌های نخود فرنگی را در نظر بگیرید. فرض کنید ژن رنگ گل دارای دو آلل است: آلل "R" (برای رنگ بنفش) و آلل "r" (برای رنگ سفید). اگر یک گیاه نخود فرنگی آلل "R" را از هر دو والد به ارث ببرد، ژنوتایپ آن RR خواهد بود و از آنجایی که هر دو آلل یکسان هستند، این گیاه برای رنگ گل همیژوس است و گل‌های بنفش خواهد داشت.
همیژوس غالب و مغلوب
همیژوسی خود به دو دسته تقسیم می‌شود که بستگی به نوع آلل‌های یکسان دارد. این تقسیم‌بندی به دلیل مفهوم غلبه در ژنتیک است. برخی آلل‌ها «قوی‌تر» هستند و اثر خود را حتی اگر فقط یک نسخه وجود داشته باشد نشان می‌دهند (آلل غالب). برخی دیگر «ضعیف‌تر» هستند و برای نشان دادن اثر خود باید هر دو نسخه یکسان باشند (آلل مغلوب).
| نوع همیژوسی | ژنوتایپ | توضیح | مثال (رنگ گل نخود) |
|---|---|---|---|
| همیژوس غالب | RR | هر دو آلل از نوع غالب هستند | گل بنفش |
| همیژوس مغلوب | rr | هر دو آلل از نوع مغلوب هستند | گل سفید |
همیژوسی در زندگی واقعی
این مفهوم فقط محدود به گیاهان نیست. در انسان نیز بسیاری از صفات از این قانون پیروی می‌کنند. یک مثال ساده، لاله‌ای گوش است. توانایی لوله کردن زبان یک صفت ارثی است. آلل "T" (قابل لوله کردن) بر آلل "t" (غیرقابل لوله کردن) غالب است. فردی با ژنوتایپ tt (یعنی همیژوس مغلوب) نمی‌تواند زبان خود را لوله کند.
مثال دیگر مربوط به بیماری‌های ارثی مغلوب مانند فیبروز کیستیک است. برای ابتلا به این بیماری، فرد باید برای ژن مربوطه همیژوس مغلوب باشد، یعنی دو نسخه از آلل معیوب را داشته باشد. اگر فرد فقط یک آلل معیوب داشته باشد (حالت هتروزیگوس۶)، معمولاً سالم است اما می‌تواند ناقل بیماری باشد. این موضوع اهمیت آزمایش‌های ژنتیک قبل از ازدواج را نشان می‌دهد.
اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم
پاسخ: خیر، اصلاً اینطور نیست. همیژوسی یک وضعیت ژنتیکی خنثی است. همیژوس غالب بودن (AA) برای یک صفت مفید کاملاً طبیعی است. مشکل وقتی پیش می‌آید که فرد برای یک آلل مغلوب بیماری‌زا همیژوس شود (aa). در کشاورزی و دامپروری، ایجاد نژادهای همیژوس برای صفات مطلوب (مانند میوه‌های درشت) بسیار ارزشمند است.
پاسخ: همهٔ فرزندان آن‌ها (۱۰۰٪) آلل معیوب را از هر دو والد دریافت کرده و در نتیجه برای آن ژن همیژوس مغلوب خواهند بود و به آن بیماری مبتلا می‌شوند. این موضوع اهمیت مشاوره ژنتیک را پررنگ می‌کند.
پاسخ: در حالت همیژوس، دو آلل یک ژن یکسان هستند (AA یا aa). در حالت هتروزیگوس، دو آلل یک ژن متفاوت هستند (Aa). در این حالت، معمولاً اثر آلل غالب (A) پدیدار می‌شود.
پاورقی
۱ همیژوسی (Homozygous): از ترکیب دو کلمهٔ یونانی "Homo" به معنای "یکسان" و "Zygous" به معنای "جفت" تشکیل شده است.
۲ آلل (Allele): نسخه‌های مختلف یک ژن که در یک مکان خاص (لocus) روی کروموزوم‌های هم‌تا قرار دارند.
۳ ژنوتایپ (Genotype): ترکیب ژنتیکی یا مجموعه آلل‌های یک موجود زنده برای یک صفت خاص.
۴ لocus (جمع: Loci): به مکان فیزیکی و مشخص یک ژن یا توالی DNA روی یک کروموزوم اطلاق می‌شود.
۵ DNA (Deoxyribonucleic Acid): مولکولی که حاوی اطلاعات ژنتیکی و دستورالعمل‌های رشد، عملکرد و تولیدمثل تمام موجودات زنده است.
۶ هتروزیگوس (Heterozygous): وضعیتی که در آن دو آلل یک ژن با یکدیگر متفاوت هستند (مثلاً Aa).