موقع شاهد فور

اين توجد الجينات

June 25, 2024

توضح ماكليساغت الأمر كالتالي: افترض أنك بدأت بمجموعة من ورق اللعب وخلطتها قليلًا. وعندما سحبت أول ورقتين من أعلى المجموعة وجدت رقميهما 9 و10، ثم سحبت الثالثة ولم ترها، ثم الرابعة فوجدتها البنت، ثم الخامسة فوجدتها الملك. إذ ماذا كانت الورقة الثالثة؟ ستجيب بأنها الشاب، لأنك ستفترض أن تلك الأوراق المتتابعة ربما لم تُخلَط جيدًا وبقيت مرتبة ومتتابعة. ينطبق ذلك على ترتيب الجينات المتجاورة في الكروموسوم، فتبقى الجينات المتجاورة محفوظة بترتيب معين خلال حدوث الطفرات. في أثناء التطور تبقى الكروموسومات محفوظة، لكن قد تتغير مواقع بعض التسلسلات تغيرًا طفيفًا، وتبقى غالبية الجينات في مواقعها. معدل الاختلاف استخدمت وايزمان مع مشرفيها طريقة مختلفة قليلًا. تقول وايزمان: «السؤال هو: إذا كنت لا أستطيع كشف الجين المماثل عند البحث في جينوم مجموعة من الكائنات، فهل السبب أنني لا أستطيع تحديده، أم أنه لا يوجد أصلًا؟». للإجابة عن هذا السؤال، بحثت وايزمان في جينوم مجموعة من أنواع الخمائر الفطرية وذبابة الفاكهة، وقدرت الطفرات الحاصلة في عائلات الجينات عند تلك الأنواع، ثم حددت احتمالية القدرة على كشف جينين مماثلين عند أنواع متقاربة.

أظهرت العديد من تلك الجينات مواصفات شكلية تؤكد خضوعها للانتقاء الطبيعي، اقتصرت الدراسة على إثبات الفعالية الحيوية لتلك الجينات، ولم تفسر كيف تحولت التسلسلات غير الوظيفية إلى جينات وظيفية. هنا جاء دور كارفيونس وزملائها للتفسير، فوضعوا فرضية الجين الأولي التي تقول: «إن الجينات تبدأ بالامتداد بسلاسل من الحمض النووي منقوص الأكسجين، ثم تُنسخ وتترجم منتجةً بروتينات غير وظيفية، لكنها تكون مفيدة فقط عندما تساعد على نجاة الكائن في بعض الظروف القاسية، وعند تطبيق الانتخاب الطبيعي نجد أن الكائن الحامل لها ينجو، وأن غيره ينقرض». حاولت كارفيونس وفاكيرليس وماكليساغت اختبار الفرضية في المختبر مع زملائهم، ونشروا النتائج في فبراير في مجلة نيتشر. أولًا اختبروا وظيفة الجينات التي تطابق تعريف الجين الأولي في فطر الخميرة، حذفوها تارةً وزادوا فعاليتها تارةً أخرى وتبينوا تأثير ذلك في الخلية. لم يسبب حذف تلك الجينات ضررًا كبيرًا على الخلية، وهذا منطقي، لأنها لم تكن تسهم في حياة خلايا الخمائر. لكن ما أثار دهشة الباحثين هو نتيجة زيادة التعبير عن الجينات المقصودة، فقد سببت زيادة التعبير عن 10% منها تحفيز عملية النمو في المستعمرات الفطرية.

تقصت مجموعة من الباحثين منشأ الجينات الجديدة كليًّا التي لا تُستحدث من الجينات القديمة، المسماة الجينات اليتيمة، وعلى عكس التفسيرات السابقة، وجد الباحثون طفرات من سلاسل مجهولة الوظيفة موجودة في الحمض النووي. يُعد ظهور الجينات الجديدة المصدر الأهم للتجدد الحيوي. حديثًا، تتبع الباحثون أدلةً عن تكرار ظهور الجينات الجديدة في التسلسلات الحمض النووي التي لم ترمز لأي جينات سابقًا. تظهر صفات جديدة عندما تتطور جينات كل نوع، لكن لا تزال كيفية نشوء الجينات الجديدة تشكل أحد أكبر الأسئلة في علم الأحياء التطوري. منذ نشر سوسومو أوهنو كتابه التطور بتضاعف الجينات عام 1970، اتفق الباحثون أن الجينات الجديدة تأتي من الطفرات الحاصلة في جينات قديمة. يقودنا هذا إلى معضلة الجينات الأولى، ذكر أونهو: «للدقة، لا شيء في التطور يأتي تلقائيًا، يجب أن يُستحدث كل جين من جين آخر موجود». يبدو هذا منطقيًّا، فالجينات التي تبدو مستحدثة تلقائيًا هي في الواقع جينات جديدة أتت من سلاسل مهملة من الحمض النووي لا ترمز لأي بروتينات. من الصعب تخيل ذلك، إذ تعتمد مرونة الخلايا على سلاسة الشبكات الجينية التي تطورت معًا لتعمل على مدى ملايين السنين.

موقع شاهد فور, 2024

[email protected]