البيولوجيا وعلوم الحياة

اكتشافات العلماء لغموض الجينات الوراثية

2013 لمن الرأي في الحياة؟

جين ماينشين

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

البيولوجيا وعلوم الحياة

تقودنا الإجابة عن هذه الأسئلة إلى الوراء، إلى التفكير الوراثي وظهور علم الوراثة، إلى سنة 1953 والقصة الخيالية عن "السباق" على اكتشاف البنية الحلزونية المزدوجة لجزيئات الدنا.

قبل ذلك الوقت، كان العلماء يعرفون أن البيوض والنطاف ترث جسيمات مادية من النوع المندلي من والديها، وهذه الجسيمات، كما بيّن تيودور بوفري ووالتر ساتون (Walter Sutton) ، مرتبّة وفقاً للصبغيات.

سمح التفسير المندلي الصبغي للوراثة لمورغان ومختبره المليء "بملوك" الذباب بإقامة روابط بين جينات معيّنة وصبغيات محدّدة. وذلك أسهل إلى حدٍّ ما – مع أنه ليس سهلاً – باستخدام ذباب الفاكهة الذي لديه أربعة صبغيات كبيرة؛ يوجد بالمقابل ثلاثة وعشرون صبغياً لدى البشر.

جلبت خمسينات القرن العشرين تفكيراً جديداً، لا يرجع إلى الحلزون المزدوج فحسب. كما أن الباحثون جدّوا في البحث عن الجينات التي يمكن ربطها بأمراض معيّنة. انتقل جيمس ف. نيل (James V. Neel) ، وهو اختصاصي وراثة يحمل شهادة طبيب ولديه اهتمامات طبية، من إجراء البحوث على وراثيات ذبابة الفاكهة إلى الوراثيات البشرية.

أوضح نيل، كما اكتشف المؤرّخ دانيال كلفز من مقابلة نيل بعد سنوات، "عندما قدمت إلى علم الوراثة البشري، كان لدي مبدأ مرشد واحد مطلق على ما أعتقد: أن أحاول أن أكون صارماً قدر ما كنت لو بقيت أعمل على ذبابة الفاكهة.

ويعني ذلك اختيار المسائل بعناية، المسائل التي يمكن أن نحصل فيها على أدلّة علمية صلبة عن الوراثة لدى البشر". قاده هذا الاعتقاد إلى الدم البشري لأنه مطواع نسبياً للتلاعب والتجربة: "يمكنك نشره، ويمكنك تفحّصه، ويمكنك التعامل معه بموضوعية".

 

أظهرت دراسات نيل إلى جانب دراسات آخرين مثل لينوس بولينغ (Linus Pauling) أن فقر الدم المنجلي (Sickle-Cell Anemia) ينشأ عن تغيّر معيّن في سلسلة معيّنة من الدنا، أو جين معيّن، وتلك الحالة تنتج من ألّيل متنحٍّ (Recessive Allele) وليس عن ألّيل سائد، كما كان يعتقد.

وبيّن بولنغ وزملاؤه في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا أن الجين يسمح لجزيئات الهموغلوبين بالتسبّب باتخاذ خلايا الدم الحمراء الشكل المنجلي. وهذا الشكل المنجلي هو الذي يسبّب أعراضاً تتراوح بين الوهن الضئيل والحادّ.

توّجت هذه السلسلة من الاكتشافات المتعلّقة بالجينات الحماسة في خمسينات القرن العشرين للبحث عن عيوب الجين الواحد، على أمل أن يتمكّن العلماء من تحديدها وتصحيحها أو وقف تأثيراتها أيضاً.

تفحّص آخرون الصبغيات بأكملها. وقد استخدم مصطلح جينوم في إحدى المناسبات في ثلاثينات القرن العشرين للإشارة إلى المجموع الكلي للمادة الوراثية في جميع الصبغيات، لكن لم يكن يُعرف الكثير عن تلك الصبغيات.

كان يعرف أن الاختلاف بين الحصول على صبغي واي وصبغي إكس أو على صبغيي إكس يحدّد هل يكون الطفل ذكراً أو أنثى، ما دمنا نهمل الحالات غير المحدّدة التي ربما توحي باحتمال نوع من الخنوثة (Intersex). لذا ربما تحتوي الصبغيات الكاملة على معلومات أخرى مهمة عن خصائص أخرى.

وجاء أول مثال على ذلك اكتشاف أن متلازمة داون (Down’s syndrome) تنتج من نسخة إضافية من صبغي معيّن، أو تثلّث الصبغي 21 (trisomy 21). وهكذا أخذ الباحثون يسألون بإلحاح متزايد عن مادّة هذه الجدائل من الجينات الوراثية وتركيبها، بعد أن كانوا يعملون على تحديد مادة الدنا، أو الحمض النووي الريبي المنقوص الأكسجين، وتركيبه.

كيف يكون الريبوز، أو السكر، والأحماض الأمينية مرتّبة؟ روى جيمس واتسون القصة في سيرته الذاتية الذائعة الشهرة، التي اعتبرها العديد من النقاّد مزعجة ومشوّهة، الحلزون المزدوج (The Double Helix)، ورأى أن السباق كان مستمراً.

 

قدّم واتسون البحث باعتباره سباقاً على الثروة – ليس الثروة المالية، مع أن هذه تلي بطرق دقيقة متعدّدة، وإنما ثروة المعرفة والمكانة العلمية والرضا عن الفوز في السباق. وعرضه باعتباره سباقاً نزيهاً. غير أن الآخرين أنكروا علمهم بأنهم منخرطون في سباق، أو ادّعوا أنه غير نزيه إذا كان موجوداً. إن تفاصيل القصة لا تهم أغراضنا، وإنما وجود مثل هذه القصة. فتقديم واتسون تلك الحادثة في تاريخ العلوم باعتبارها سباقاً أمر ذو دلالة. ولا شك في أنه أثّر على قدرته على تفسير تحديد سلاسل الجينوم البشري، باعتباره سباقاً آخر، بعد نحو خمسين سنة.

بعد معرفة تركيب الدنا في سنة 1953، أدرك الباحثون أنهم يستطيعون نظرياً على الأقل البدء بكشف غموض الجينات الوراثية.

كان العمل ينطوي على ترجمة توالي النوكليوتيدات (Nucleotides) المنتظمة على طول البنية الحلزونية للدنا. يتكوّن الدنا في الصبغيات في الواقع من جديلتين متوازيتين ومتضادتين في الاتجاه: إحداهما تجري في اتجاه والأخرى في الاتجاه المعاكس.

ويرجع ذلك بسبب التطابق الجميل لأزواج القواعد في كل جديلة. فلكل من الأدنين والغوانين والسيتوزين والثيمين (A, G, C, T) "قرين" على الجديلة المقابلة. يكون A على إحدى الجديلتين متزاوجاً مع T على الجديلة الأخرى، وG مع C. إن ألفباء الدنا محدودة.

 

مع ذلك بالنظر إلى أن هذه الحروف الصغيرة القليلة منظمة بطريقة يمكن التنبّؤ بها كثيراً، فإنها تشكّل أهمية هائلة للحياة ولعلماء الحياة الذين يريدون أن يفهموها ويتلاعبوا بها في نهاية الأمر. الحياة تصل في حزم فردية، لا تزال تمرّ عبر مراحلها الجنينية وتتحوّل إلى كائنات حيّة مثلنا. لكن التركيز الآن منصب على الدنا.

بدا كأن المسافة البؤرية لعدستنا العلمية قد تغيّرت. بدلاً من كائنات حيّة كاملة، أشخاص أحياء وحيوانات حيّة، وأجنّة متطوّرة تؤدي وظيفتها، انتقل الاهتمام إلى مستوى مختلف. تصوّر أنك تنظر إلى شيء في السماء. ترى أولاً شيئاً، ثم تنتقل عيناك وفجأة تنظر إلى بعد آخر وترى شيئاً جديداً تماماً.

أولاً تكون طائرة قريبة نسبياً، ثم تشاهد شهاباً في البعيد، أو تنتقل ثانية وتشاهد تفاصيل الطائرة. أو تنظر إلى سطح الماء في بركة وتراقب أوراق الشجر وهي تطفو، ثم تدرك فجأة أن هناك سمكة تسبح تحتها. في البيولوجيا، بدا الأمر كما لو أن العلماء شاهدوا فجأة بوضوح الدنا الذي يكوّن الجينات والصبغيات في داخله. وتلاشى الكائن الحيّ والجنين بالنسبة إلى الكثيرين.

مجلة العلوم
‫‪كيف تقاوم العدوى باستعادة شباب جهازك المناعي
قلم:    غرايام لاوتون
ترجمة: محمد الرفاعي
اغسل يديك بعنايةٍ لعشرين ثانية، غطّ عطستك بمرفقك، تجنب ملامسة وجهك، ابقَ على مسافة مترٍ عن الآخرين، وكملجأ أخير ٍ، اعزل نفسك بعيداً عن الجميع لمدة أسبوعٍ مع ما تحتاج إليه من أغراض. وإذا أردت أن تتجنب فيروس كورونا المستجد، فكل هذه أفكارٌ جيدةٌ. لكن، في نهاية المطاف، خطُ الدفاع الذي يقف بينك وبين الإصابة بكوفيد 19 Covid-19 هو جهازك المناعي.
نعلم أن الجهاز المناعي يَضْعُفُ عندما نتقدم في ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪لقاح أكسفورد آمن ويحفز على الاستجابة المناعية
قلم:    كلير ويلسون، جيسيكا هامزيلو، آدم فوغان، كونارد كويلتي-هاربر، ليلى ليفربول
ترجمة: مي منصور بورسلي
آخر أخبار فيروس كورونا حتى 20 يوليو 2020 الساعة 5 مساء
 
لقاح أكسفورد المرشح للتطعيم ضد الفيروس التاجي يبدو آمنًا ويحفز على الاستجابة المناعية
اللقاح ضد الفيروس التاجي Coronavirus الذي طورته جامعة أكسفورد University of Oxford بالتعاون مع شركة الأدوية آسترازينيكا AstraZeneca آمنٌ وينشط الاستجابة المناعية لدى الأشخاص، ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪الهرمونات الجنسية  تفسر سبب إصابة الرجال أكثر بالفيروس
قلم:       ميريديث وادمان
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
في يناير ذكرت إحدى أولى النشرات العلمية عن المصابين بفيروس كورونا المستجد  Novel coronavirus في ووهان بالصين، أن ثلاثة من كل أربعة أدخلوا المستشفى كانوا ذكورًا. ومنذ ذلك الوقت أكدت بيانات من مختلف أنحاء العالم أن الرجال يواجهون خطرًا أكبر للإصابة بمرض شديد أو الوفاة، وأن الأطفال مستَثْنَوْن بشكل كبير. مؤخرًا، توصل العلماء الذين يبحثون في الكيفية التي يؤدي  الفيروس بها إلى الوفاة ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪دراسات كبيرة تذوي آمال عقار الهيدروكسي كلوروكوين
قلم:      كاي كوبفرشميدت
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
تغطية مجلة ساينس Science لأخبار كوفيد-19 يدعمها مركز بوليتزر Pulitzer Center.
عبر ضباب مزاعم الاستغلال، والأمل، والمبالغة في الدعاية، والتسييس الذي يكتنف الدواء هيدروكسي كلوروكوين Hydroxychloroquine، دواء لعلاج الملاريا Malaria الذي أعلن عنه كعلاج لمرض كوفيد-19 COVID-19، تبدأ حاليا الصورة العلمية بالتجلي.
الهيدروكسي كلوروكوين الذي أثنى عليه رؤساء كمعجزة شفائية محتملة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪الإشكاليات الطبية لمرض كوفيد 19
. جمال المطر اختصاصي في أمراض الأذن والأنف والحنجرة، الكويت
تعد الكائنات الحية الدقيقة والفيروسات من العوامل الممرضة الشائعة للإنسان، ويتميز بعضها عن بعض بعدد من الخصائص والسمات. فبعض الفيروسات يصيب النباتات وبعضها يصيب الحيوانات، وهناك أنواع تصيب الإنسان مسببة له أمراضاً متنوعة مثل متلازمة عوز نقص المناعة المكتسبة الإيدز، والتهاب الكبد الفيروسي، والحصبة. ويشهد العالم حاليا أول جائحة يسببها فيروس كورونا الذي ينتمي إلى فصيلة فيروسات واسعة ... (قراءة المقال)
‫‪مجرة درب التبانة و جيرانها
لسلام عليكم .. في كثير من حلقات البرنامج السابقة تكلمنا عن اهم عناصر المجموعة الشمسية التي نعيش فيها من كواكب و أقمار و كيوكبات و احزمة .. و انتهينا بشرح عن بلوتو و حدود المجموعة الشمسية .. ولكن هذه المجموعة تقع و تدور ضمن كيان و محيط اكبر .. و هي المجرة التي نعيش فيها و تحوي الملايين و الملايين من النجوم المشابهة لشمسنا و غيرها من الشموس و نطلق عليها درب التبانة .. في هذه الحلقة سنسافر في رحلة كونية بعيدة نتعرف فيها على بنية المجرة و مكوناتها ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪فكرة ثورية تشير إلى وجود مسبب واحد للأمراض النفسية
قلم: دان جونز Dan Jones
ترجمة: روان دشتي
الحياة قد تكون صعبة. جميعنا مررنا بمخاوف مزعجة وقلق Anxiety وحزن Sadness ومزاج منخفض Low mood وارتياب Paranoid. وفي معظم الوقت تكون هذه الأفكار قصيرة الأمد. ولكن عندما تستمر أو تتفاقم، يمكن لحياتنا أن تنهار بسرعة.
أمراض الصحة النفسية Mental health conditions، من الاكتئاب Depression والرهاب  Phobiasإلى فقدان الشهية Anorexia والفصام Schizophrenia، هي حالات شائعة بشكل مدهش. وفي المملكة ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪التلوث بالرصاص يتعقب صعود ملوك العصور الوسطى وسقوطهم
قلم:   آن غيبونز
ترجمة:   صفاء كنج
تقع قرية كاسلتون Castleton الخلابة في مقاطعة بيك Peak District  بإنجلترا، عند سفح نتوء من الحجر الجيري تتوجُّه قلعة تعود إلى القرون الوسطى. وفي الوقت الحاضر يتوافد المتنزهون للاستمتاع بالجمال الطبيعي الأخّاذ للمنطقة، محل أول حديقة وطنية في المملكة المتحدة. ولكن قبل 800 عام غطت أراضي المستنقعات البرية والوديان التي تنمو فيها الأشجار طبقة من الرصاص السام الملوث Toxic Lead pollution، كما يقول عالم الآثار ... (قراءة المقال)
‫‪كيف يعمل العلم
كيف يمكن ان نتعرف على الحقائق في هذا الكون ؟ .. هذا السؤال عميق جدا .. و للإجابة عليه اضطرت البشرية ان تستعين بادوات كثيرة على مر تاريخها لمحاولة الوصول الى الأسئلة الجوهرية التي يحتاج الانسان الى إجابات لها .. بمعنى اخر التي تمثل الحقيقة و الواقع الذي يعيش فيه .. وكانت الفلسفة والأديان من اهم الأدوات ان صح التعبير التي استخدمت للوصول و تحقيق هذه الغاية .. و نشأة من بعدها مدارس و مناهج مختلفة كلها تبحث عن نفس الهدف .. الحقيقة.. فتحدث فيها ... (قراءة المقال)
كيف تعمل الآشياء
‫‪العجائب الطبيعية للمجموعة الشمسية
قلم: سكوت داتفيلد
جبل عملاق سُمِّي جبل أوليمبوس مونس Olympus Mons على اسم جبل الأوليمب العظيم في اليونان، وهو أطول قمة في مجموعتنا الشمسية. ويحلق في سماء المريخ بارتفاع نحو 25 كم من قاعدته ويبلغ عرضه 624 كم؛ فيتقزم أعلى جبال الأرض، إيفرست، البالغ ارتفاعه نحو 8.8 كم، أمامه. وتشكل أوليمبوس مونس، المعروف أنه بركان درعي Shield volcano، على مدى ملايين السنين بفعل انسكاب الحمم اللبية ببطء على ضفافه لإنشاء مظهر درع واسعة النطاق. ولا يقتصر وجود ... (قراءة المقال)