في التجربة على مجموعتين من الفئران الحوامل بأجنّة متماثلة الطراز الجيني، أدّى اختلاف النظام الغذائي (وجود حمض الفوليك من عدمه، بوصفه مصدرًا لمجموعة الميثيل) إلى اختلاف واضح في صفات الفئران الناتجة، وهذا يدلّ على:
أنّ العوامل فوق الجينية (كمجموعة الميثيل الغذائية) يمكن أن تؤثّر في التعبير الجيني والطراز الشكلي دون تغيير تسلسل DNA
أنّ النظام الغذائي لا علاقة له بالتعبير الجيني إطلاقًا
أنّ تسلسل DNA نفسه تغيّر بسبب النظام الغذائي
أنّ جميع الفئران في التجربة كانت متطابقة الصفات رغم اختلاف الغذاء
إذا تزوّج شاب فصيلة دمه A (طرازه الجيني IAi) بفتاة فصيلة دمها B (طرازها الجيني IBi)، فإنّ احتمال إنجاب طفل فصيلة دمه O يساوي:
½
1
¼
نمط الوراثة الذي يظهر فيه أثر كلا الأليلين على الطراز الشكيل، فيظهر لون وسطي بينهما، كما في لون أزهار نبات فم السمكة:
السيادة غير التامة (Incomplete Dominance)
السيادة التامة
السيادة المشتركة
الوراثة متعدّدة الجينات
الطراز الكروموسومي الجنسي للمولود عندما يرث الكروموسوم الجنسي X من أمّه والكروموسوم الجنسي Y من أبيه:
أنثى (XX)
لا يمكن تحديد الجنس بهذه الطريقة
خنثى (XXY)
ذكر (XY)
سبب اعتبار خريطة الجينات أداة مفيدة لعلماء الوراثة رغم اعتمادها على نسب احتمالية (نسبة ظهور تراكيب جينية جديدة) لا على قياس مباشر للمسافة الفيزيائية:
لا تُعطي هذه النسب أي معلومة موثوقة عن ترتيب الجينات
تعتمد خريطة الجينات فقط على الفحص المجهري المباشر دون أي حسابات احتمالية
ترتبط نسبة العبور ارتباطًا طرديًّا موثوقًا بالمسافة الفعلية بين الجينات، ما يجعلها مؤشّرًا عمليًّا لترتيب الجينات ومواقعها النسبية
لا يوجد أي استخدام عملي لخريطة الجينات في علم الوراثة
سبب توريث الأب لأبنائه الذكور صفة مرتبطة بالكروموسوم X من دون بناته:
يرث الأبناء الذكور الكروموسوم X من أبيهم دائمًا
يرث الأبناء الذكور الكروموسوم Y من أبيهم لا الكروموسوم X، بينما ترث البنات الكروموسوم X من أبيهنّ
لا يرث أي من الأبناء أي كروموسوم جنسي من الأب
يرث الأبناء والبنات الكروموسوم نفسه من الأب دون فرق
مرض وراثي مرتبط بالكروموسوم الجنسي X، ينتج من خلل في عملية تخثّر الدم، فيستمرّ نزيف الجروح مدّة أطول من المعدّل الطبيعي:
مرض عمى الألوان
الضمور العضلي
مرض نزف الدم (الهيموفيليا)
الصلع المبكر
سبب ظهور الصفات المتنحّية المرتبطة بالكروموسوم X (كعمى الألوان ونزف الدم) بين الذكور بمعدّل أكبر منه بين الإناث:
تحتاج الإناث فقط إلى أليل واحد، والذكور يحتاجون أليلين
لا فرق في احتمال ظهور هذه الصفات بين الذكور والإناث
تظهر هذه الصفات فقط عند الإناث دون الذكور
يكفي أليل واحد متنحٍّ لدى الذكر لظهور الصفة، بينما تحتاج الأنثى إلى أليلين متنحّيين لظهورها
عدد أليلات الصلع (Z) اللازمة لظهور الصلع عند الذكر، مقارنة بعددها اللازم لظهوره عند الأنثى:
يلزم أليلان لظهور الصلع عند الذكر والأنثى معًا بالتساوي
أليل واحد كافٍ لظهوره عند كليهما بالتساوي
لا علاقة بين عدد الأليلات وظهور الصلع عند أيٍّ من الجنسين
أليل واحد (Z) كافٍ لظهور الصلع عند الذكر، بينما يلزم أليلان (ZZ) لظهوره عند الأنثى
أثر إضافة مجموعة الأستيل إلى ذيول بروتين الهستون في التفاف DNA حوله وفي نشاط الجين:
يزيد من شدّة التفاف DNA، فيصبح الجين صامتًا
لا يؤثّر إطلاقًا في التفاف DNA أو نشاط الجين
يُدمّر بروتين الهستون بالكامل
يُرخي التفاف DNA حول الهستون، فيصبح الجين نشطًا وقابلًا للنسخ
سبب اختلاف بعض الصفات (كالسمات الشخصية أو الإصابة بأمراض معينة) بين التوائم المتطابقة رغم احتوائها على تسلسل النيوكليوتيدات نفسه في DNA:
اختلاف تسلسل النيوكليوتيدات في DNA بينهما فعليًّا
عدم كونهما فعليًّا توائم متطابقة من الأساس
استحالة وجود أي اختلاف بين التوائم المتطابقة
اختلاف عوامل الوراثة فوق الجينية المرتبطة بكل منهما نتيجة اختلاف نمط الحياة والبيئة المحيطة بكلٍّ منهما
العلاقة بين وجود جين SRY على الكروموسوم Y وتمايز الأعضاء التناسلية الذكرية أثناء تطوّر الجنين:
يُسهم هذا الجين في توجيه تمايز الأنسجة الجنينية غير المتمايزة نحو تكوين الخصية بدلًا من المبيض
لا علاقة لهذا الجين بتمايز أي عضو تناسلي
يمنع هذا الجين تكوين أي أعضاء تناسلية
يوجد هذا الجين فقط في الإناث دون الذكور
نمط الوراثة الذي يظهر فيه تأثير كلا الأليلين معًا في الطراز الشكيل على نحو مستقلّ كلٍّ منهما عن الآخر (لا يمتزجان)، كما في لون أزهار نبات الكاميليا:
السيادة غير التامة
السيادة المشتركة (Codominance)
الصفة المتأثّرة بالجنس
نظام تحديد الجنس في الإنسان، والمعتمد على وجود نوعين من الكروموسومات الجنسية:
نظام ZW
نظام X,Y
نظام الصبغي المفرد فقط
نظام لا يعتمد على الكروموسومات إطلاقًا
الجين الذي يُحمَل على الكروموسوم الجنسي Y، ويؤثّر في تمايز الخصية أثناء تطوّر الجنين في الإنسان:
جين الديستروفين
جين الأليل IA
جين الأليل H للصلع
جين SRY (Sex Determining Region Y Gene)
نمط الوراثة غير المندلية الذي يتحكّم فيه أكثر من جينين في الصفة الوراثية الواحدة، وتكون الطرز الشكلية متدرّجة بين الأفراد، مثل لون الجلد في الإنسان:
الأليلات المتعدّدة
الوراثة متعدّدة الجينات (Polygenic Inheritance)
العلاقة بين المسافة الفاصلة بين جينين محمولين على الكروموسوم نفسه واحتمال حدوث عملية العبور بينهما:
تناسب عكسي؛ فكلما زادت المسافة قلّ احتمال العبور
لا علاقة بين المسافة واحتمال حدوث العبور
يحدث العبور بالاحتمال نفسه بصرف النظر عن المسافة
تناسب طردي؛ فكلما زادت المسافة بين الجينين زاد احتمال حدوث العبور بينهما
سبب اعتبار مرض عمى الألوان مثالًا نموذجيًّا على الصفات المرتبطة بالكروموسوم الجنسي X:
كون هذا المرض لا علاقة له بأي كروموسوم جنسي
كون هذا المرض يصيب الإناث فقط دون الذكور
كون الجين المسؤول عن التمييز بين الألوان (كالأحمر والأخضر) محمولًا على الكروموسوم X، ما يجعل الذكور أكثر عرضة للإصابة به
كون الجين المسؤول عنه محمولًا على الكروموسوم Y فقط
عدد الأليلات المسؤولة عن تحديد فصيلة الدم بحسب نظام ABO، والموجودة في مجموع أفراد النوع البشري:
أليلان فقط (IA وIB)
ثلاثة أليلات (IA وIB وi)
أربعة أليلات
أليل واحد فقط
الطراز الشكلي لذكر طرازه الجيني HZ لصفة الصلع المتأثّرة بالجنس:
غير أصلع
لا يمكن تحديد ذلك دون معلومات إضافية
أصلع
صلع جزئي فقط
الطراز الجيني الذي ينتج عنه فصيلة الدم O:
IAIA
ii (متماثل الأليلات المتنحّية)
IBIB
IAIB
الرسم الذي يُبيّن الجينات المحمولة على الكروموسوم، ومواقعها، وترتيبها، والمسافة بينها، ويُستفاد فيه من نسبة ظهور التراكيب الجينية الجديدة:
خريطة الجينات (Genes Map)
سجل النسب
مربع بانيت
المخطّط الكروموسومي
العالِم الذي درس توارث صفة لون العينين في حشرة ذبابة الفاكهة، واستنتج ارتباط هذه الصفة بالكروموسوم الجنسي X:
غريغور مندل
توماس مورغان
واتسون وكريك
إدوارد بوخنر
وحدة قياس المسافة بين الجينات على الكروموسوم، وتكافئ كل وحدة منها نسبة 1% من ظهور تراكيب جينية جديدة:
وحدة الأليل
وحدة الخريطة (Map Unit)
وحدة السنتيمورغان فقط دون تسمية أخرى
لا توجد وحدة قياس محدّدة لهذا الغرض
إذا كانت أنثى غير مصابة بنزف الدم لكنّها حاملة لأليل المرض (XHXh) تزوّجت من ذكر غير مصاب (XHY)، فإنّ احتمال إنجاب ابن مصاب بنزف الدم يساوي:
التركيب الناتج من التفاف جزيء DNA حول بروتين الهستون:
الكروماتين المفكّك
الريبوسوم
الجسيم المركزي
النيوكليوسوم (Nucleosome)
الطراز الشكلي لأنثى طرازها الجيني HZ لصفة الصلع المتأثّرة بالجنس:
صلعاء
غير صلعاء
صلعاء جزئيًّا فقط
الدراسة التي تبحث في التعديلات على التعبير الجيني أو الطرز الشكلية في الكائن الحي، والتي تحدث من دون تغيير تسلسل النيوكليوتيدات في الجين:
الهندسة الوراثية
علم الأحياء الجزيئي
الوراثة فوق الجينية (Epigenetics)
العلاقة بين نمط الوراثة متعدّدة الجينات ونمط الأليلات المتعدّدة من حيث عدد الجينات المتحكّمة في الصفة الواحدة:
كلا النمطين يعني الشيء نفسه تمامًا
الأليلات المتعدّدة تتحكّم فيها عدّة جينات، والوراثة متعدّدة الجينات تتعلّق بجين واحد فقط
الوراثة متعدّدة الجينات تتحكّم فيها أكثر من جين واحد للصفة نفسها، بينما الأليلات المتعدّدة تتعلّق بوجود أكثر من أليلين لجين واحد فقط
لا فرق بين النمطين إطلاقًا من حيث المفهوم
العالِم الذي درس توارث صفتي لون الجسم وحجم الأجنحة معًا في ذبابة الفاكهة، واستنتج ارتباط جينَي هاتين الصفتين:
تشارلز داروين
لويس باستور
نظام تحديد الجنس في الطيور، الذي يختلف عن نظام الإنسان من حيث تماثل الكروموسومات الجنسية:
يكون الطراز الكروموسومي الجنسي متماثلًا عند الذكر، وغير متماثل عند الأنثى
يكون الطراز الكروموسومي الجنسي متماثلًا عند الأنثى فقط كما في الإنسان
لا يوجد أي نظام لتحديد الجنس في الطيور
يعتمد نظام الطيور على عدد الكروموسومات الجسمية فقط
مرض وراثي مرتبط بالكروموسوم الجنسي X، ينتج من غياب بروتين الديستروفين، ويُعرف باسم:
مرض الضمور الشديد للعضلات (دوشين)
مرض نزف الدم
العلاقة بين نمط السيادة غير التامة ونمط السيادة المشتركة من حيث ظهور الأليلين في الطراز الشكيل غير المتماثل الأليلات:
كلا النمطين ينتج النتيجة نفسها تمامًا دون أي فرق
السيادة غير التامة تنتج مزيجًا أو لونًا وسطيًّا بين تأثيرَي الأليلين، بينما السيادة المشتركة تُظهر تأثير كلا الأليلين منفصلين وواضحين معًا في آن واحد
السيادة غير التامة تُظهر الأليلين منفصلين، والمشتركة تنتج لونًا وسطيًّا
لا يوجد أي فرق بين النمطين من حيث المفهوم العلمي
أنثى غير مصابة بمرض نزف الدم لكنّها تحمل أليل المرض (طرازها الجيني XHXh)، تُوصَف بأنّها:
مصابة بالمرض ظاهريًّا
حاملة للمرض
خالية تمامًا من أليل المرض
ذكر مصاب بالمرض
إذا كان أليل عدم الإصابة بنزف الدم H سائدًا على أليل الإصابة h، فإنّ الطراز الجيني لأنثى مصابة بنزف الدم يكون بالضرورة:
XHXH
XHXh
XhXh
XHY
تفسير اختلاف بصمات الأصابع بين توأمين متطابقين ناتجين من بويضة مخصّبة واحدة، رغم احتوائهما على المادة الوراثية نفسها:
تعرّض الأجنّة لعوامل بيئية مختلفة داخل الرحم (كموقع الجنين وكثافة السائل الرهلي) أثناء تشكّل البصمات في مراحل الحمل المبكّرة
اختلاف تسلسل DNA بين التوأمين فعليًّا
عدم كون هذين التوأمين متطابقين وراثيًّا من الأساس
استحالة وجود أي اختلاف بينهما في بصمات الأصابع
العلاقة بين تقدّم عمر الإنسان وعوامل الوراثة فوق الجينية بين التوائم المتطابقة، بحسب ما أظهرته بعض الدراسات:
تبقى عوامل الوراثة فوق الجينية ثابتة تمامًا مع التقدّم في العمر بينهما
تقلّ الفروق فوق الجينية بينهما كلّما تقدّم العمر
كلّما تقدّم العمر ظهرت فروق أكثر في عوامل الوراثة فوق الجينية بين التوائم المتطابقة
لا علاقة بين العمر وعوامل الوراثة فوق الجينية إطلاقًا
سبب اختلاف ترجمة الطراز الجيني HZ إلى طراز شكلي مختلف بين الذكر والأنثى في صفة الصلع:
اختلاف عدد الكروموسومات الجسمية بين الذكر والأنثى
اختلاف مستوى الهرمونات الجنسية الذكرية بين الذكر والأنثى، ما يؤثّر في التعبير الجيني
عدم وجود أي اختلاف فعلي بين ترجمة هذا الطراز الجيني لدى الجنسين
اختلاف نوع الكروموسوم الجنسي الحامل لهذا الجين
سبب التدرّج الملحوظ في درجات لون الجلد بين الأفراد في الوراثة متعدّدة الجينات:
وجود أليل واحد مسيطر يحدّد اللون بالكامل
عدم وجود أي علاقة بين عدد الأليلات السائدة ودرجة اللون
تراكم تأثير الأليلات السائدة؛ فكلما زاد عددها ازدادت درجة اللون غمقًا
اعتماد اللون فقط على أليل واحد متنحٍّ
العلاقة الملحوظة بين الوراثة فوق الجينية وبعض الجينات المثبّطة للأورام في الخلايا السرطانية:
تزداد هذه الجينات نشاطًا دائمًا في الخلايا السرطانية بفعل الوراثة فوق الجينية
قد تُصبح هذه الجينات صامتة (غير نشطة) بفعل عوامل فوق جينية، ما يُسهم في انتشار الأورام
لا علاقة بين الوراثة فوق الجينية ونشاط الجينات المثبّطة للأورام
تختفي هذه الجينات نهائيًّا من الخلايا السرطانية بفعل الطفرات فقط دون أي عامل فوق جيني
إذا كان أليل الجسم الرمادي G سائدًا على أليل الجسم الأسود g في ذبابة الفاكهة، وكان أليل الجناح الطبيعي T سائدًا على أليل الجناح الضامر t، وكانت هاتان الصفتان مرتبطتين على الكروموسوم نفسه، فإنّ الطرز الجينية الناتجة من العبور (التراكيب الجديدة) تكون أقلّ عددًا من التراكيب الأصلية (الوالدية) في الجيل الناتج؛ وذلك لأنّ:
عملية العبور تحدث بنسبة أقلّ من 50% عادة بين معظم الجينات المرتبطة على الكروموسوم نفسه
عملية العبور تحدث دائمًا بنسبة أكبر من 50%
لا تحدث عملية العبور إطلاقًا بين الجينات المرتبطة
تتساوى نسبة التراكيب الجديدة مع الأصلية دائمًا
نمط الوراثة الذي يوجد فيه أكثر من أليلين اثنين للجين الواحد في مجموع أفراد النوع، مثل توارث فصائل الدم بحسب نظام ABO:
الأليلات المتعدّدة (Multiple Alleles)
الصفات المرتبطة بالجنس
عند تزاوج أفراد الجيل الأول من تجربة مورغان على ذبابة الفاكهة (لون العينين)، لوحظ أنّ جميع إناث الجيل الثاني كانت حمراء العينين، بينما ظهر اللون الأبيض في نصف الذكور فقط، وهذا يدلّ على:
أنّ صفة لون العينين لا علاقة لها بالكروموسومات الجنسية إطلاقًا
أنّ صفة لون العينين مرتبطة بالكروموسوم الجنسي X، ولا يوجد أليل مقابل لها على Y
أنّ صفة لون العينين تُورَث بنمط السيادة المشتركة
أنّ صفة لون العينين تتبع نمط الوراثة متعدّدة الجينات
الصفة التي تُحمَل أليلاتها على كروموسوم جسمي، ويتأثّر تعبيرها الظاهري بمستوى الهرمونات الجنسية، مثل صفة الصلع المبكر لدى الإنسان:
الصفة المرتبطة بالجنس
الصفة المتأثّرة بالجنس (Sex-Influenced Trait)
إذا كانت صفة لون العينين في ذبابة الفاكهة مرتبطة بالكروموسوم X فقط دون وجود أليل مقابل على Y، فإنّ الذكر (XY) بالنسبة لهذه الصفة يكون:
يحمل نسخة واحدة فقط من الأليل، فتظهر عليه الصفة المرتبطة بها مباشرة سواء كانت سائدة أو متنحّية
يحمل نسختين من الأليل دائمًا
لا يحمل أي أليل لهذه الصفة إطلاقًا
يحمل ثلاث نسخ من الأليل
إذا ظهرت تراكيب جينية جديدة عند دراسة صفتين مرتبطتين بنسبة (12%)، فإنّ المسافة بين جيني هاتين الصفتين على خريطة الجينات تكون:
6 وحدات خريطة
24 وحدة خريطة
12 وحدة خريطة
1.2 وحدة خريطة
في تجربة مورغان على لون الجسم وحجم الأجنحة، إذا كان أليل الجسم الرمادي G سائدًا وأليل الأجنحة الطبيعية T سائدًا، فإنّ نسبة الأفراد الذين يشبهون آباءهم (التراكيب الجينية الأصلية) كانت أكبر بكثير من 50% المتوقّعة وفق قانون التوزيع الحر، وهذا يدلّ على:
أنّ قانون التوزيع الحر ينطبق تمامًا على هاتين الصفتين
أنّ الصفتين تخضعان لنمط السيادة المشتركة فقط
أنّ الصفتين لا علاقة لهما بأي كروموسوم
أنّ الصفتين مرتبطتان (جيناهما على الكروموسوم نفسه)، فلا ينطبق عليهما قانون التوزيع الحر بصورة كاملة
العملية التي تُفسّر ظهور نسبة قليلة من الأفراد بتراكيب جينية جديدة (لا تشبه آباءهم) رغم ارتباط الجينات على الكروموسوم نفسه:
عملية العبور (Crossing Over)
الصفات التي تُحمَل جيناتها على الكروموسومات الجنسية (X أو Y)، وتُعرف باسم:
الصفات المتأثّرة بالجنس
الجينات المرتبطة على كروموسوم جسمي
الصفات المرتبطة بالجنس (Sex-Linked Traits)
الطراز الجيني للون الجلد الأغمق جدًّا في نموذج الجينات الثلاثة الافتراضي (AABBCC) مقارنة بالطراز الجيني للون الأفتح جدًّا (aabbcc)، من حيث عدد الأليلات السائدة:
الأول يحتوي على أكبر عدد ممكن من الأليلات السائدة (6)، والثاني لا يحتوي على أي أليل سائد
كلاهما يحتوي على العدد نفسه من الأليلات السائدة
الثاني يحتوي على أليلات سائدة أكثر من الأول
لا علاقة بين عدد الأليلات السائدة ودرجة لون الجلد
عند تلقيح نبات فم سمكة أحمر الأزهار (متماثل الأليلات RR) مع آخر أبيض الأزهار (متماثل الأليلات WW)، فإنّ لون أزهار الجيل الأول (F₁) يكون:
أحمر بالكامل
أبيض بالكامل
زهريًّا (لونًا وسطيًّا)
مبقّعًا بالأحمر والأبيض معًا
سبب استمرار اختلاف بصمات الأصابع بين أصابع اليد الواحدة للشخص نفسه رغم احتوائها جميعًا على الجينات نفسها:
اختلاف العوامل فوق الجينية المؤثّرة في كل إصبع نتيجة اختلافات بيئية دقيقة أثناء التطوّر الجنيني
اختلاف تسلسل DNA بين أصابع اليد الواحدة
عدم صحة كون بصمات الأصابع مختلفة أصلًا بين أصابع اليد الواحدة
احتواء كل إصبع على جينات مختلفة تمامًا عن الأصابع الأخرى
عند تزاوج ذكر ذبابة فاكهة أبيض العينين مع أنثى حمراء العينين (نقية السلالة)، فإنّ لون عيون جميع أفراد الجيل الأول يكون:
نصفه أحمر ونصفه أبيض
لا يمكن تحديده
عدد الأليلات الموجودة في الخلية الجسمية الواحدة للفرد من بين الأليلات المتعدّدة لصفة فصيلة الدم:
أليلان فقط، أحدهما من كل والد
ثلاثة أليلات
جميع الأليلات الأربعة الممكنة
مثال على السيادة المشتركة في وراثة فصائل الدم البشرية، ويظهر فيه تأثير كلا الأليلين معًا دون امتزاج:
نظام Rh فقط
الوراثة متعدّدة الجينات للون الجلد
الصفات المرتبطة بالجنس فقط
نظام MN، ونظام ABO في حالة فصيلة AB
عند تلقيح أفراد الجيل الأول (RW × RW) ذاتيًّا في مثال أزهار فم السمكة، فإنّ النسبة العددية المتوقّعة بين أفراد الجيل الثاني (أحمر : زهري : أبيض) تكون:
1 : 1 : 1
1 : 2 : 1
3 : 1 : 0
9 : 3 : 1
أثر إضافة مجموعة الميثيل إلى جزيء DNA في نشاط الجين:
يجعل الجين غير نشط (صامتًا)، ولا يمكن نسخه
يجعل الجين نشطًا وقابلًا للنسخ بصورة أكبر
يُحوّل الجين إلى نيوكليوسوم مباشرة
يزيد من عدد نسخ الجين المُنتَجة
الجينات التي تُحمَل على الكروموسوم نفسه، وتُورَث معًا بوصفها وحدة واحدة غالبًا، وتُعرف باسم:
الجينات المرتبطة (Linked Genes)
العلاقة بين الأليل IA والأليل IB من حيث السيادة عند اجتماعهما في طراز جيني واحد (IAIB):
يسود IA على IB سيادة تامة
يسود IB على IA سيادة تامة
تظهر بينهما سيادة مشتركة، فتظهر فصيلة الدم AB
لا يظهر تأثير أيٍّ منهما
إذا كان الطراز الجيني لأحد أبوَي عائلة يحمل فصيلة الدم AB والآخر فصيلة الدم O، فإنّ فصائل الدم الممكنة لأبنائهما تكون:
A أو B فقط، ولا يمكن أن تكون AB أو O
AB فقط
O فقط
A وB وAB وO جميعها ممكنة بالتساوي