الانماط الاساسية لوراثة الانسان

تحتل دراسة الوراثة الإنسانية موقعًا مركزيًا في علم الوراثة ، ينبع الكثير من هذا الاهتمام من الرغبة الأساسية في معرفة من هم البشر ولماذا هم كذلك ، على المستوى العملي ، يكون فهم الوراثة الإنسانية ذا أهمية حاسمة في التنبؤ بالأمراض التي لها مكون وراثي وتشخيصها وعلاجها .

نبذة عن الكروموسومات البشرية

– بدأ عصر جديد في علم الوراثة الخلوية ، وهو مجال التحقيق المعني بدراساتالكروموسومات ، في عام 1956 مع اكتشاف جو هين تجيو وألبرت ليفان أن الخلايا الجسدية البشرية تحتوي على 23 زوجًا من الكروموسومات ، منذ ذلك الوقت تقدم الحقل بسرعة مذهلة وأظهر أن الانحرافات كروموسوم الإنسان تصنف كأسباب رئيسية لوفاة الجنين والأمراض البشرية المأساوية ، والتي يصاحبها الكثير من التخلف العقلي .

– نظرًا لأن الكروموسومات لا يمكن تحديدها إلا أثناء الانقسام ، فمن الضروري فحص المواد التي يوجد بها العديد من الخلايا المقسمة ، يمكن تحقيق ذلك عادة عن طريق استنبات خلايا من الدم أو الجلد ، لأن خلايا نخاع العظم فقط (التي لا يتم أخذ عينات منها بسهولة إلا أثناء الإصابة بمرض النخاع العظمي الخطير مثل سرطان الدم) لديها عمليات تخفيف كافية في غياب ثقافة اصطناعية .

– بعد النمو ، يتم تثبيت الخلايا على شرائح ثم تلطخ بمجموعة متنوعة من البقع المحددةللحمض النووي التي تسمح بتحديد الكروموسومات وتحديدها ، حدد نظام دنفر لتصنيف الكروموسوم ، الذي أنشئ في عام 1959 ، الكروموسومات حسب طولها وموقعها ، منذ ذلك الحين ، تم تحسين هذه الطريقة من خلال استخدام تقنيات تلطيخ خاصة تنقل عصابات فريدة من الضوء والظلام إلى كل كروموسوم ، و تسمح هذه النطاقات بتحديد مناطق الكروموسومات المكررة أو المفقودة أو المنقولة إلى الكروموسومات الأخرى .

تحديد الجنس و الاختلاف بين البشر

– ينشأ فرد بشري من خلال اتحاد خليتين ، بيضة من الأم ونطفة من الأب ، خلايا البيض البشرية بالكاد مرئية للعين المجردة ، يتم إلقاؤهم ، عادةً واحدة في كل مرة ، من المبيض إلى قناة البيض (قناة فالوب) ، والتي يمرون من خلالها إلى الرحم ، و يحدث الإخصاب ، تغلغل البويضة بواسطة الحيوانات المنوية ، في قناة البيض. هذا هو الحدث الرئيسي للتكاثر الجنسي ويحدد التكوين الجيني للفرد الجديد .

– تحديد الجنس البشري هو عملية وراثية تعتمد بشكل أساسي على وجود كروموسوم Y في البويضة المخصبة. يحفز هذا الكروموسوم تغيير الغدد التناسلية غير المتمايزة في الذكور (الخصية) ، تتوسط حركة الغدد التناسلية للكروموسوم Y بواسطة جين يقع بالقرب من السنترومير ؛ هذه الرموز الجينية لإنتاج جزيء سطح الخلية تسمى مستضد H-Y .

– يتم التحكم في تطوير الهرم التشريحي ، الداخلي والخارجي على حد سواء ، المرتبط بالذكورة ، بواسطة الهرمونات التي تنتجها الخصية ، يمكن التفكير في جنس الفرد في ثلاثة سياقات مختلفة : الجنس الكروموسومي ، والجنس التناسلي ، والجنس التشريحي ، التناقضات بين هذه ، وخاصة الاثنين الأخير ، يؤدي إلى تطور الأفراد الذين يمارسون الجنس بشكل غامض ، وغالبا ما تسمى الخنثى ، ظاهرة الشذوذ الجنسي سبب غير مؤكد ولا علاقة لها بالعوامل المحددة للجنس أعلاه .

– من المهم أنه في غياب الغدد التناسلية الذكرية (الخصية) يكون تشريح الجنس الداخلي والخارجي دائمًا أنثى ، حتى في غياب المبيض الأنثوي. بطبيعة الحال ، فإن الأنثى التي لا تحتوي على المبايض سوف تكون مصابة بالعقم ولن تواجه أيًا من التغيرات الأنثوية المرتبطة بالبلوغ عادةً. مثل هذه الأنثى غالبا ما تكون مصابة بمتلازمة تيرنر .

– إذا تم إنتاج الحيوانات المنوية المحتوية على X و Y التي تحتوي على Y بأعداد متساوية ، فوفقًا لفرصة بسيطة ، يتوقع المرء أن تكون نسبة الجنس عند الحمل (الإخصاب) نصف بنين ونصف الفتيات ، أو 1: 1. الملاحظة المباشرة لنسب الجنس بين البيض البشري المخصب حديثًا غير ممكن بعد ، وعادةً ما يتم جمع بيانات نسبة الجنس في وقت الولادة. في جميع السكان البشر حديثي الولادة تقريبا ، هناك زيادة طفيفة من الذكور .

يولد حوالي 106 فتى لكل 100 فتاة ، في جميع أنحاء الحياة ، ومع ذلك ، هناك وفيات الذكور أكبر قليلا. هذا يغير ببطء نسبة الجنس حتى ، بعد سن 50 سنة ، هناك فائض من الإناث. تشير الدراسات إلى أن الأجنة الذكور تعاني بدرجة أكبر نسبياً من وفيات ما قبل الولادة ، لذلك قد يُتوقع أن تكون نسبة الجنس عند الحمل لصالح الذكور أكثر من نسبة 106: 100 التي لوحظت عند الولادة .

الجهاز المناعي للإنسان

– المناعة هي قدرة الفرد على التعرف على الجزيئات “الذاتية” التي تتكون من جسم الفرد وتمييزها عن جزيئات “غير ذاتية” كتلك الموجودة في الكائنات الحية الدقيقة والسموم ، هذه العملية لها مكون وراثي بارز ، زادت المعرفة بالأساس الوراثي والجزيئي لجهاز المناعة في الثدييات بالتوازي مع التطورات المتفجرة التي حدثت في علم الوراثة الخلوية والجزيئية .

– هناك مكونان رئيسيان في الجهاز المناعي ، وكلاهما ينشأ من الخلايا السليفة نفسها ، يوفر المكون الجراب لمفاويات ب ، وهي فئة من خلايا الدم البيضاء التي ، عندما يتم تحفيزها بشكل مناسب ، تتمايز إلى خلايا بلازما ، تنتج هذه الخلايا الأخيرة بروتينات قابلة للذوبان تدعى الأجسام المضادة أو الغلوبولين المناعي ، و يتم إنتاج الأجسام المضادة استجابة لمواد تسمى المستضدات ، معظمها عبارة عن بروتينات غريبة أو عديد السكاريد .

– يمكن لجزيء الجسم المضاد التعرف على مستضد معين ، والاندماج معه ، والبدء في تدميره. يتم تحقيق هذه المناعة الخلطية من خلال سلسلة معقدة من التفاعلات مع الجزيئات والخلايا الأخرى ؛ تتوسط بعض هذه التفاعلات من قبل مجموعة أخرى من الخلايا اللمفاوية ، الخلايا اللمفاوية التائية ، المستمدة من الغدة الصعترية ، بمجرد أن تتعرض الخلية الليمفاوية ب لمستضد معين ، فإنها “تتذكر” الاتصال حتى يتسبب التعرض المستقبلي في تفاعل مناعي سريع ومكبر ، هذا هو مظهر من مظاهر ما يسمى الذاكرة المناعية .

مكون الغدة الصعترية 

– يتركز مكون الغدة الصعترية في الجهاز المناعي على الخلايا اللمفاوية التائية المستمدة من الغدة الصعترية ، بالإضافة إلى تنظيم الخلايا البائية في إنتاج المناعة الخلطية ، تهاجم الخلايا التائية أيضًا الخلايا التي تعرض المستضدات الأجنبية ، هذه العملية ، التي تسمى المناعة الخلوية ، لها أهمية كبيرة في حماية الجسم من مجموعة متنوعة من الفيروسات وكذلك الخلايا السرطانية ، المناعة الخلوية هي أيضًا السبب الرئيسي لرفض عمليات زرع الأعضاء ، و توفر الخلايا اللمفاوية التائية شبكة معقدة تتكون من سلسلة من الخلايا المساعدة (التي تكون خاصة بمستضد) ، وخلايا المكبر ، والخلايا المثبطة ، والخلايا السامة للخلايا ، وكلها مهمة في تنظيم المناعة .

خلايا البلازما

– مكنت أورام خلايا البلازما (المايلوما) من دراسة الأجسام المضادة الفردية ، لأن هذه الأورام ، التي هي أحفاد خلية بلازما واحدة ، تنتج جسمًا مضادًا وفيرًا ، هناك طريقة أخرى للحصول على كميات كبيرة من الجسم المضاد المحدد وهي دمج الخلايا اللمفاوية ب مع خلية سرطان سريعة النمو ، تتضاعف الخلية الهجينة الناتجة ، والمعروفة باسم الورم الهجين ، بسرعة في الثقافة ، نظرًا لأن الأجسام المضادة التي يتم الحصول عليها من الأورام الهجينة يتم إنتاجها بواسطة الحيوانات المستنسخة المشتقة من خلية ليمفاوية واحدة ، فهي تسمى الأجسام المضادة وحيدة النسيلة .

وراثة المناعة الخلوية

– يتم التوسط في المناعة الخلوية بواسطة الخلايا اللمفاوية التائية التي يمكن أن تتعرف على خلايا الجسم المصابة والخلايا السرطانية وخلايا الزرع الغريب ، و يتم توفير السيطرة على ردود الفعل المناعية الخلوية من قبل مجموعة من الجينات المرتبطة ، والمعروفة باسم مجمع التوافق النسيجي الرئيسي (MHC) ، ترمز هذه الجينات إلى مستضدات التوافق النسيجي الرئيسية ، والتي توجد على سطح كل الخلايا الجسدية التي تحتوي على الخلايا النووية ، تم اكتشاف أول مستضدات التوافق النسيجي الرئيسية على كريات الدم البيضاء (خلايا الدم البيضاء) ، وبالتالي يشار إليها عادة باسم مستضدات HLA (مجموعة الكريات البيض البشرية A) .

– جعل ظهور زراعة الأعضاء البشرية في الخمسينيات مسألة توافق الأنسجة بين المتبرع والمتلقي ذا الأهمية الحيوية ، وفي هذا السياق تم توضيح مستضدات HLA و MHC ، وجد الباحثون أن MHC يتواجد على الذراع القصيرة للكروموسوم 6 ، في أربعة مواقع مرتبطة ارتباطًا وثيقًا وهي HLA-A و HLA-B و HLA-C و HLA-D ، كل موضع متعدد الأشكال للغاية ؛ على سبيل المثال ، يمثل كل منها عددًا كبيرًا من الأليلات داخل مجموعة الجينات البشرية ، يتم التعبير عن هذه الأليلات ، مثل تلك الموجودة في نظام فصيلة الدم ABO ، بأسلوب شائن .

– بسبب وجود عدد كبير من الأليلات في كل موضع HLA ، هناك احتمال ضعيف للغاية لأي شخصين (بخلاف الأشقاء) لديهم أنماط وراثية متطابقة من HLA ، (نظرًا لأن الشخص يرث كروموسوم واحد 6 من كل من الوالدين ، يكون لدى الأشقاء احتمال بنسبة 25 بالمائة لتلقي نفس الكروموسومات الأبوية والأم (6) ومن ثم أن تكون متطابقة مع HLA .

– على الرغم من أن مستضدات HLA مسؤولة إلى حد كبير عن رفض عمليات زرع الأعضاء ، فمن الواضح أن MHC لم يتطور لمنع انتقال الأعضاء من شخص إلى آخر ، في الواقع ، تشير المعلومات التي تم الحصول عليها من معقد التوافق النسيجي في الماوس (والذي يشبه إلى حد بعيد في تنظيمه الجيني لتلك الموجودة في الإنسان) أن الوظيفة الأساسية لمستضدات HLA هي تنظيم عدد الخلايا القاتلة السامة للخلايا ، والتي تحتوي على القدرة على تدمير الخلايا المصابة بالفيروس والخلايا السرطانية