من أحد الأبوين إلى فرد من الذرية ليس له أي تأثير على انتقال أي من العاملين

Y

أو

G . يعرف ذلك باسم «قانون التوزيع المستقل».

لم يلتفت أحد إلى دراسات مندل أثناء حياته، لكن في مطلع القرن التالي أعيد اكتشافها، وسرعان ما لاقت قبولا واسعا. أصبحت «عوامل» مندل تعرف باسم «الجينات» (وهو مصطلح وضعه فيلهلم جوهانسن في سنة 1903)، وأصبحت التباينات المختلفة لكل عامل تسمى «الأليلات». واكتشفت العديد من الصفات التي ينطبق عليها نمط الوراثة المندلي. أدى ذلك إلى نشأة عهد علم الوراثة الكلاسيكية في عشرينيات وثلاثينيات القرن العشرين، الذي ارتبط ارتباطا وثيقا بتجارب توماس هانت مورجان على ذبابة الفاكهة «دروسوفيلا» في جامعة كولومبيا. اعتمد علم الوراثة الكلاسيكية على النهج الذي استخدمه مندل، ألا وهو التهجين بين مختلف السلالات ودراسة نسب الأنواع المختلفة من الذرية. لكنه تجاوز دراسات مندل في أحد الجوانب، وهو إدراك أن قانونه الثاني لا يصلح لجميع الحالات؛ فبعض الجينات تنزع إلى أن تورث معا، أو أن تكون «مرتبطة». (صرنا نعلم اليوم أن السبب في ذلك هو أن هذه الجينات تقع على نفس الكروموسوم.) وضع علماء الوراثة الكلاسيكيون «خرائط ارتباط» مفصلة تحدد مدى نزوع الجينات المختلفة للانتقال معا في الكائن الحي.

كان أحد الاكتشافات المهمة للوراثة الكلاسيكية هو أن العلاقة بين الجينات والسمات غالبا ما تكون أعقد مما تصورها مندل. قد تتأثر صفة ظاهرية واحدة بعدة جينات، وقد يؤثر جين واحد على عدة صفات. في حالة ذبابة الفاكهة، وجد مورجان أن لون العين يتأثر بحدوث طفرات فيما لا يقل عن خمسة وعشرين جينا مختلفا. غير أن مورجان كان يرى أنه لا يزال بإمكاننا القول بشكل منطقي إن جينا متحورا واحدا هو «السبب» وراء امتلاك ذبابة للون عين معين غير معتاد، بمعنى أن الاختلاف بين لون العين في هذه الذبابة وغيرها من الذباب يرجع إلى أنها تحمل نسخة متحورة من الجين المعني بخلاف غيرها من الذباب (افترض مورجان افتراضا مثيرا للجدل وهو أن ذلك هو المعنى القياسي لكلمة «السبب» في الاصطلاح العلمي). اليوم غالبا ما يعبر عن وجهة نظر مورجان بالقول إن بعض الجينات «تحدث فارقا» في الصفات الظاهرية. أي إنه لا يوجد جين يؤدي بنفسه إلى ظهور صفة ما، ولكن التباينات الجينية لجين واحد قد تفسر تباينات النمط الظاهري. هذا هو ما يقصده الباحثون الطبيون بالأساس عندما يتحدثون عن «جين مسئول عن سرطان الثدي» على سبيل المثال.

جدير بالذكر أن الجين في الوراثة المندلية والكلاسيكية كان كيانا نظريا، وليس شيئا مدركا بالملاحظة المباشرة. كانت الجينات كيانات افترضت لتفسير البيانات المستمدة من تجارب التهجين، مثلما افترض علماء الفيزياء في القرن التاسع عشر وجود الذرات لتفسير البيانات التي حصلوا عليها. كي تؤدي الجينات ذلك الدور التفسيري، يتعين أن تنتقل بطريقة ما من الآباء إلى الذرية، وأن يكون لها تأثير منهجي على السمات التي تظهر في الذرية. ولكن لم يكن معروفا بالضبط كيف تفعل الجينات ذلك، ولا أين توجد ولا مما تتكون. بعض علماء الوراثة الكلاسيكية كانوا يعتقدون أن الجينات ليست كيانات فعلية من الأساس، تماما مثلما اعتبر بعض علماء الفيزياء الأوائل الذرات مجرد كيانات افتراضية مفيدة لا جسيمات مادية حقيقية. في محاضرته التي ألقاها لحصوله على جائزة نوبل في سنة 1933، أشار مورجان إلى أن علماء الوراثة يختلفون فيما بينهم حول حقيقة الجينات، لكنه يرى أن ذلك لا يهم. فقد كتب: «في المستوى الذي تجرى فيه التجارب الجينية، لا يهم البتة إن كان الجين وحدة افتراضية أو جسيما ماديا.»

في الخمسة والثمانين عاما التي تلت كتابة مورجان لذلك، تغير الوضع كثيرا. إذ تحول الجين من كونه كيانا افتراضيا إلى شيء نعرف الكثير عن بنيته ووظيفته على المستوى الجزيئي، بل نستطيع إجراء تعديلات عليه تجريبيا. إلى جانب أهميته من الناحية العلمية البحتة، فإن لهذا التحول أهمية فلسفية، إذ يرتبط بأحد المباحث الأساسية لفلسفة العلم، ألا وهو فهم كيفية تطور المفاهيم العلمية بمرور الوقت و«تبلورها» في ذهن العالم.

علم الوراثة الجزيئي

خرج علم الوراثة الجزيئي إلى الوجود في خمسينيات القرن العشرين، وكان نتاجا لجهود ممتدة لفهم الأساس المادي للوراثة. نظرا لأن الكائنات الحية تتطور من خلية واحدة، فمن المفترض أن تكون المادة الجينية متضمنة داخل الخلية. ولكن مم تتكون هذه المادة؟ في الثلاثينيات والأربعينيات من القرن العشرين، كان يعتقد أن الإجابة هي البروتين. حيث إنه كان من المعروف أن البروتينات لها نشاط تحفيزي، لتسريع التفاعلات الكيميائية في الخلايا؛ لذلك إذا كانت الجينات مكونة من بروتينات فإن هذا من شأنه أن يفسر قدرتها على التأثير على صفات الكائن الحي أثناء نموه. بالمقارنة، لم يكن الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (يشار إليه بالحمض النووي أو دي إن إيه)، وهو مادة موجودة في الكروموسومات، مرشح واعد، لأنه عبارة عن جزيء خامل ومستقر للغاية. ولكن بحلول عام 1950، أشارت مجموعة من الأدلة التجريبية أن الحمض النووي هو في الواقع المادة الوراثية، مما دفع الباحثين لمحاولة تحديد تركيبه. أثمر ذلك عن أحد أشهر الوقائع في تاريخ علم الأحياء؛ ألا وهو نموذج اللولب المزدوج للحمض النووي الذي وضعه جيمس واتسون وفرانسيس كريك، ونشر عام 1953.

अज्ञात पृष्ठ