ما هو الكروموسوم؟
يعد الكروموسوم (Chromosome) بنية أساسية في الخلية، حيث يعمل كحامل للمعلومات الوراثية التي تحدد كل خصائص الكائن الحي. يمكن تشبيهه بملف إرشادي يحتوي على كل التعليمات اللازمة لبناء الكائن الحي وتشغيله. يتكون هذا الهيكل الخيطي الموجود داخل نواة الخلية من حمض نووي ريبوزي منقوص الأكسجين (DNA) ملفوف بإحكام حول بروتينات تسمى الهيستونات (Histones)، وتُعرف هذه التوليفة باسم الكروماتين (Chromatin). هذه الطريقة في التعبئة تجعل جزيء DNA الطويل جداً قادراً على الوجود داخل النواة الصغيرة.
أجزاء الكروموسوم وتركيبها:
يتكون الكروموسوم من جزأين أساسيين وهما:
- الكروماتيدات الشقيقة (Sister Chromatids): قبل انقسام الخلية، يتضاعف كل كروموسوم ليصبح مكوناً من نسختين متطابقتين تُعرفان بالكروماتيدات الشقيقة، متصلتين معاً. كل كروماتيد يحتوي على نسخة كاملة من المعلومات الوراثية.
- القطعة المركزية (Centromere): هي المنطقة الضيقة التي تربط الكروماتيدين الشقيقين ببعضهما البعض. تلعب القطعة المركزية دوراً حيوياً في انقسام الخلية، حيث تعمل كنقطة ارتباط للألياف المغزلية التي تفصل الكروماتيدات خلال الانقسام.
أنواع الكروموسومات:
تنقسم الكروموسومات في الكائنات الحية إلى نوعين رئيسيين:
- الكروموسومات الجسدية (Autosomes): هي جميع الكروموسومات الموجودة في الخلايا الجسدية، والتي تحمل الجينات المسؤولة عن جميع الصفات الجسدية للكائن الحي، مثل لون العين، الطول، وغيرها. يمتلك الإنسان 22 زوجاً من هذه الكروموسومات.
- الكروموسومات الجنسية (Sex Chromosomes): هي الكروموسومات التي تحدد جنس الكائن الحي. في البشر، هناك نوعان من الكروموسومات الجنسية: X وY. الإناث لديهن زوج من كروموسومات X (XX)، بينما الذكور لديهم كروموسوم X وكروموسوم Y (XY). هذه الكروموسومات موجودة في الخلايا الجنسية (البويضات والحيوانات المنوية).
عدد الكروموسومات ووظائفها:
يختلف عدد الكروموسومات باختلاف أنواع الكائنات الحية. على سبيل المثال، يمتلك الإنسان 46 كروموسوماً في كل خلية جسدية، موزعة على 23 زوجاً. يُورث كل فرد 23 كروموسوماً من الأم و23 من الأب، مما يضمن أن كل خلية جسدية تحتوي على المجموعة الكاملة.
أما الوظيفة الرئيسية للكروموسومات فتتمحور حول:
- حفظ ونقل المعلومات الوراثية: تعد الكروموسومات المستودع الرئيسي لجميع الجينات، وتضمن انتقال هذه الجينات بدقة من خلية إلى أخرى أثناء الانقسام الخلوي، ومن جيل إلى جيل عبر التكاثر.
- تنظيم الأنشطة الخلوية: تؤثر الكروموسومات بشكل مباشر على تنظيم النمو، التطور، والتكاثر من خلال التحكم في التعبير الجيني.
الأمراض المرتبطة بالكروموسومات:
يمكن أن تؤدي الاضطرابات في عدد أو بنية الكروموسومات إلى أمراض وراثية خطيرة. تحدث هذه الاضطرابات عادةً بسبب أخطاء أثناء انقسام الخلايا، مما يؤدي إلى زيادة أو نقصان في عدد الكروموسومات. من الأمثلة الشائعة:
- متلازمة داون (Down Syndrome): سببها وجود نسخة إضافية كاملة أو جزئية من الكروموسوم 21.
- متلازمة إدواردز (Edwards Syndrome): تنتج عن وجود نسخة إضافية من الكروموسوم 18.
- متلازمة باتو (Patau Syndrome): سببها وجود نسخة إضافية من الكروموسوم 13.
تقنيات دراسة الكروموسومات:
تطورت العديد من التقنيات التي سمحت للعلماء بدراسة الكروموسومات بشكل دقيق، وفهم تركيبها وأي تغييرات قد تطرأ عليها. من هذه التقنيات:
- تحليل النمط النووي (Karyotyping): تقنية تُستخدم لتصوير الكروموسومات في الخلية وتصنيفها بناءً على حجمها وشكلها، مما يساعد في الكشف عن أي اختلالات عددية أو هيكلية.
- تقنيات التلوين الكروموسومي: تُستخدم فيها أصباغ خاصة لإظهار النطاقات على الكروموسومات، مما يساعد في تحديد أجزائها والتعرف على أي حذف أو إضافة.
- التهجين الموضعي المتألق (FISH): تقنية متقدمة تستخدم مجسات فلورية للارتباط بمناطق معينة من الكروموسوم، مما يمكن من تحديد وجود أو موقع جين معين.