عوامل التغير الوراثي

                  أ ـ الطفرات :

  الطفرة هي كل تغير مفاجئ في المادة الوراثية تساهم في التجديد والتغير الوراثي، ويمكن تصنيفها إلى طفرات حليلية وطفرات صبغية. ولا تكون وراثية إلا إذا همت الخلايا الجنسية.

 ـ أنواع الطفرات:

       ـ الطفرات الحليلية: هي طفرات مرتبطة بتغيرات في تسلسل النيكليوتيدات بسبب الاستبدال أو الإضافة أو الضياع أو الانتقال، وقد تهم نيكليونيدا واحدا أو أكثر، كما يمكن مضاعفة الحليل بأكمله.

بعض الأمثلة:

                   الحالة العادية

                 طفرة صامتة لا تحدث أي تغير في طبيعة البروتين

                  الحالة العادية

                   طفرة بدون معنى توقف تركيب البروتين

Béta thalassémie  

                 طفرة تحدث تغيرا في طبيعة البروتين

 انظر   الوثيقة1 ـ  الوثيقة2

     ـ الطفرات الصبغية: مرتبطة بتغيرات في بنية أو عدد الصبغيات الذي يؤدي إلى تعدد المظاهر.

اعتمادا على الوثيقة التالية، بين نوع الطفرة بالنسبة لكل شكل.

انظر  الرابط1  ـالرابط2 ـ الرابط3  ـ الرابط4

ـ دور الطفرات في التغير الوراثي:

تعد الطفرات ذات أهمية في انتاج اشكال جديدة من الحليلات.

 لنعتبر مورثة ذات حليلين A و a بحيث تمثل u معدل الطفرة من A إلى a و v معدل الطفرة العكسية من a إلى A

اذا اعتبرنا  p0 و q0 ترددات الحليلات A و a في الجيل G0 ، فان ترددات هذه الحليلات  p1 و q1 في الجيل G1 هي:

f(A) p₁ = p₀ - u p₀ + v q₀

f(a) q₁ = q₀ - v q₀ + u p₀

فارق تردد الحليل  a بين الجيلين G0 و G1 هو :

Dq = - v qe + u pe = 0
Dq = - v qe + u (1-qe) = 0
Dq = - v qe + u - uqe = 0
Dq = u -qe (u + v) = 0

qe = u / (u + v)

بالنسبة للحليل  A :

            ـ العلاقة بين نسبة الطفرات و المحتوى الجيني للساكنة:

      يمثل الجدول التالي نسبة الطفرات عند بعض المتعضيات

بما ان نسبة الطفرات ضعيفة جدا فان تغير تردد الحليلات داخل الساكنة بواسطة الطفرات يكون ضعيفا، لكن مع تعدد الاجيال تصبح مهمة مما يؤدي الى تغير المحتوى الجيني للساكنة. 

                 ـ خلاصة:

تعد الطفرات الظاهرة الأساسية التي تنتج عنها حليلات جديدة، وبذلك ترفع من التغير الوراثي داخل الساكنات الطبيعة، وهي نادرا ما تكون مفيدة.
 

                      ب ـ الانتقاء :  انظر الوثيقة1

تعد أرفية البتولة فراشة ليلية تقضي النهار على جذوع الأشجار، ولها مظهرين فراشات ذات لون قاتم، وفراشات ذات لون فاتح. وتتعرض للافتراس من طرف الطيور التي تقاسمها منطقة العيش.

تمثل الوثيقة 1 مظهر الفراشات على جذوع الأشجار.

 يمثل الجدول 1 توزيع هذه الفراشات في منطقتين منطقة صناعية ومنطقة قروية.

تتحكم في لون الفراشات مورثة على شكل حليلين C سائد و c متنحي. النمط الوراثي للفراشات القاتمة هو CC أو Cc والفراشات الفاتحة cc .

يمثل الجدول 2 تغير نسب الحليلات مع توالي الأجيال في منطقة صناعية من ستة 1858 إلى 1948 .

1 ـ باستغلالك لمعطيات الوثيقة1 والجدول1، فسر النتائج المحصل عليها في الجدول1.

2 ـ انطلاقا من نتائج الجدول2، استخلص تأثير الظاهرة المكشف عنها على البنية الوراثية للساكنة.

3 ـ اعتمادا على المعطيات السابقة، اقترح تعريفا للظاهرة التي تم الكشف عنها، واستنتج تأثيرها على التغير الوراثي للساكنة.

الإجابة

ـ انواع الانتقاء الطبيعي:

 ـ الانتقاء المثبت: يؤدي إلى حذف المظاهر الخارجية الموجودة في الطرفين

 ـ الانتقاء الاتجاهي: يؤدي إلى حذف المظاهر الخارجية الموجودة في احد الطرفين

 ـ الانتقاء التباعدي: يؤدي إلى الاحتفاظ بالمظاهر الخارجية الموجودة في الطرفين انظر الوثيقة

                       د ـ الانحراق الجيني : انظر الوثيقة1     ـ  انظر الوثيقة2    ـ الوثيقة 3

http://evolution.berkeley.edu

                                    1 ـ الكشف عن الانحراف الجيني

تمثل الوثيقة التالية تطور تردد الحليلات داخل 4 ساكنات تجريبية مختلفة القد.

http://lgb.unige.ch/evolution/images/GeneticDrift2.jpg

ـ في بداية التجربة : كانت ترددات الحليلات عند كل الساكنات تساوي 0,5

بعد 80 جيلا تقريبا نلاحظ أن ترددات الحليلات تتطور بشكل مختلف حسب قد الساكنة، ففي الساكنات الصغيرة تتغير الترددات بشكل كبير بالمقارنة مع الساكنات الكبيرة، حيث يمكن اختفاء أو تثبيت بعض الحليلات مع مرور الزمن.

 من تم فكلما كانت الساكنة صغيرة ستنتشر التجديدات الوراثية فيها بشكل سريع. هذه التغيرات غير منتظرة، فهي عشوائية وهذا ما يعرف بالانحراف الجيني العشوائي.

ملحوظة: على عكس الانحراف الجيني، في الانتقاء الطبيعي نتوقع الحليل الذي سيثبت والذي سيختفي(مثال فراشات الأرفية)

                                2 ـ نمذجة للانحراف الجيني: المفعول المؤسس founder effect

                                3 ـ نمذجة للانحراف الجيني: مفعول "عنق الزجاجة" bottleneck

http://www.fao.org/docrep/006/x3840e/X3840E161.gif

                                4 ـ تعريف الانحراف الجيني:

ـ يمثل الانحراف الجيني التقلبات العشوائية لترددات الحليلات من جيل إلى آخر داخل الساكنات الصغيرة، و يرجع ذلك إلى التعيان العشوائي من بين الأمشاج.(كلما كانت الساكنة صغيرة كان احتمال سحب أمشاج من نفس النوع كبيرا)، فالمدة الزمنية الكافية لحذف او تثبيت حليل معين تنخفض كلما صغر حجم الساكنة.

ـ يقلص من التغير الوراثي داخل الساكنة باختفاء حليلات وتثبيت أخرى .

 ج ـ الهجرة :

http://evolution.berkeley.edu

  تؤدي الهجرة إلى انتقال الحليلات عبر انتقال الأفراد بين ساكنات متباعدة من نفس النوع.

                             ـ دراسة مثال: النموذج الجزيري:  انظر الرابط

 إذا اعتبرنا في الجيل G0 ان ترددات الحليلات مختلفة بين الساكنتين،pm  بالنسبة لساكنة المهاجرين و p0 بالنسبة  للساكنة المستقبلة (الجزيرة)،

سيكون تردد الحليل A  في الجيل G1  يعد تدفق هجري m هو:

 Dp= p ₁- p₀ = m (p_m - p₀)

          ـ أي بين جيلين t و  t+1

         ـ نموذج الأرخبيل

تبادلات عديدة الاتجاهات بين ساكنات مقسمة وموزعة على مناطق عديدة ( مثل مجموعة جزر). بفعل التدفق الهجري تتقلص تدريجبا الاختلافات الحاصلة في تردد الحليلات وتنحو إلى تردد مشترك يقابل معدل تردد الحليلات عند هذه الساكنات.

      ـ النموذج الخطي: stepping stone model 

 مثل بنية النهر حيث تكون هجرة ساكنة المنبع في اتجاه خطي نحو المصب، وتمر عبر ساكنات وسيطة، ويلاحظ تكون ممالا لتردد الحليلات يزداد وسعا كلما كبرت المسافة الفاصلة بين الساكنات.

                            ـ خلاصة:

     تمكن الهجرة من:

              ـ تغيير البنية الوراثية للساكنات المستقبلة بالرفع من التغير الوراثي عبر وصول حليلات جديدة من ساكنات بعيدة.

              ـ التخليط الوراثي بين ساكنات متباعدة مما يؤدي إلى تقليص التباين الوراثي بين هذه الساكنات.

8 ـ خلاصة: انظر الرابط  English version