وراثت: راز شباهت و تفاوتها
ساختمانهای ریز و قدرتمند: از سلول تا کروموزوم
همه چیز از سلول شروع میشود. بدن ما از میلیاردها سلول ساخته شده است. در مرکز هر سلول، یک هسته1 وجود دارد که مثل اتاق فرمان است. داخل هسته، ساختارهای نخ مانندی به نام کروموزوم2 قرار دارند. این کروموزومها حامل دستورالعملهای ساخت و ادارهٔ بدن ما هستند.
| ساختار | وظیفه | مثال |
|---|---|---|
| سلول | واحد سازندهٔ بدن | سلول پوست، سلول عصبی |
| هسته | فرماندهی سلول و نگهداری کروموزومها | مثل اتاق کنترل یک کارخانه |
| کروموزوم | نگهداری ژنها به صورت سازمانیافته | مثل یک کتابخانه که ژنها کتابهای آن هستند |
| ژن | حامل اطلاعات یک صفت خاص | ژن رنگ چشم، ژن گروه خونی |
هر انسان سالم معمولاً 46 کروموزوم دارد که به صورت 23 جفت هستند. نیمی از این کروموزومها از پدر و نیمی دیگر از مادر به ارث میرسند.
$\text{ژنها (دستورالعملها)} \xrightarrow{\text{روی}} \text{کروموزومها (کتابخانه)} \xrightarrow{\text{داخل}} \text{هستهٔ سلول (اتاق فرمان)}$
زبان رمزی وراثت: DNA چیست؟
مادهٔ اصلی تشکیلدهندهٔ ژنها، مولکولی به نام دئوکسی ریبو نوکلئیک اسید4 یا همان DNA است. این مولکول شکل یک نردبان مارپیچ معروف به مارپیچ دوگانه را دارد. اطلاعات در DNA به صورت یک کد چهار حرفی ذخیره میشود. این چهار حرف عبارتند از: A (آدنین)، T (تیمین)، G (گوانین) و C (سیتوزین). ترتیب قرار گرفتن این حروف، دستورالعملهای ساخت پروتئینها و در نهایت تعیین صفات ما را مشخص میکند.
قانونهای بازی وراثت: غالب، مغلوب و احتمالات
برای هر صفت (مثل رنگ چشم)، معمولاً دو نسخه (آلل)5 از ژن وجود دارد: یکی از پدر و یکی از مادر. این دو نسخه با هم تعامل دارند.
- صفت غالب: نسخهای که اگر حتی یکی از والدین آن را داشته باشد، در فرزند ظاهر میشود. مثلاً ژن چشم قهوهای غالب است.
- صفت مغلوب: نسخهای که برای ظاهر شدن در فرزند، باید از هر دو والد به ارث برسد. مثلاً ژن چشم آبی مغلوب است.
احتمال به ارث رسیدن صفات را میتوان سادهسازی کرد. مثلاً اگر پدر و مادر هر دو برای یک صفت، یک ژن غالب (مثلاً B) و یک ژن مغلوب (مثلاً b) داشته باشند (حالت ناخالص)، شانس فرزند آنها برای داشتن صفت مغلوب چقدر است؟
وراثت در زندگی روزمره: از گلدان خانه تا حیوان خانگی
وراثت فقط مربوط به انسانها نیست. وقتی دانهٔ یک گوجهفرنگی قرمز و درشت را میکارید، گیاه جدید نیز گوجههای قرمز و نسبتاً درشت تولید میکند (البته اگر شرایط مناسب باشد). این به خاطر انتقال ژنهای گیاه مادر به بذر است.
نژادهای مختلف سگ، مثال بارز دیگری است. ژنهای به ارث رسیده از پدر و مادر سگ، تعیین میکنند که توله سگ، کوچک باشد مثل پومرانیان یا بزرگ باشد مثل گلدن رتریور، موبلند باشد یا موکوتاه. پرورشدهندگان سگ، با دانش از قوانین وراثت، سگهایی با صفات مورد نظر را پرورش میدهند.
حتی در خانوادهٔ خودتان: آیا گوشهایتان آزاد است یا به سرچسبیده؟ آیا میتوانید زبانتان را لوله کنید؟ اینها همگی صفاتی هستند که از طریق ژنهای والدینتان به شما رسیدهاند.
سؤالات رایج و باورهای نادرست
پاسخ: از نظر تعداد کروموزومها بله، اما ظاهر صفات میتواند متفاوت باشد. ممکن است رنگ چشم شما از مادرتان به ارث برسد، اما شکل بینیتان شبیه پدرتان باشد. ترکیب ژنها و نقش غالب و مغلوب بودن آنها تعیین میکند که کدام صفت ظاهر شود.
پاسخ: خیر. فقط صفاتی که در DNA سلولهای جنسی (اسپرم و تخمک) ثبت شدهاند، قابل انتقال به نسل بعد هستند. تغییراتی که در طول زندگی و بر اثر محیط در بدن پدید میآید (مثل برنزه شدن یا قوی شدن عضلات)، روی DNA سلولهای جنسی تأثیر نمیگذارد.
پاسخ: برخی بیماریها منشأ وراثتی دارند. یعنی اگر جهشی7 در یک ژن خاص رخ دهد، این ژن معیوب میتواند از والدین به فرزندان منتقل شود. مثال آن بیماری هِموفیلی است. اما توجه کنید که داشتن ژن یک بیماری لزوماً به معنای بیمار شدن قطعی نیست و عوامل محیطی و سبک زندگی نیز بسیار مهم هستند.
پاورقی
1هسته (Nucleus): بخش مرکزی و مدیریتی سلول که کروموزومها را در خود نگه میدارد.
2کروموزوم (Chromosome): ساختارهای رشتهای در هسته سلول که از DNA و پروتئین ساخته شده و حامل ژنها هستند.
3ژن (Gene): بخشی از DNA که حامل اطلاعات برای ساخت یک مولکول خاص (معمولاً پروتئین) و تعیین یک صفت ارثی است.
4دئوکسی ریبو نوکلئیک اسید (Deoxyribonucleic Acid - DNA): مولکول دراز و دو رشتهای که اطلاعات ژنتیکی همهٔ موجودات زنده در آن به صورت کد شیمیایی ذخیره شده است.
5آلل (Allele): یکی از اشکال مختلف یک ژن که برای یک صفت خاص وجود دارد (مثل الل چشم قهوهای یا آبی).
6مربع پنت (Punnett Square): یک جدول ساده که توسط دانشمندی به نام پنت ابداع شد و برای پیشبینی احتمال به ارث رسیدن ترکیبهای مختلف اللها از والدین به فرزندان استفاده میشود.
7جهش (Mutation): هرگونه تغییر در توالی DNA یک ژن. برخی جهشها میتوانند باعث ایجاد بیماری شوند، برخی بیاثرند و برخی حتی ممکن است مفید باشند.
