تحدث إعادة التركيب الجيني عندما يتم تبادل الحمض النووي بين كروموزومين مختلفين أو بين منطقتين مختلفتين داخل نفس الكروموزوم. يمكن رصده لدى حقيقيات النواة (كالحيوانات والنباتات) وكذلك لدى بدائيات النواة (مثل الأركيا والبكتيريا). تذكّر أنه في أغلب الحالات، كي يحدث التبادل، يجب أن تكون السلاسل التي تحتوي على المناطق المتبادلة متشابهةً أو متماثلة إلى حد ما.
تقع العملية بصفة طبيعية أو يمكن إجراؤها في المختبر، وهي تزيد من التنوع الجيني لدى الكائنات الحية ذات التكاثر الجنسي وتمكنها أيضًا من العمل بطرق جديدة.
أمثلة عن التركيب الجيني
يحدث التركيب الجيني عادةً خلال الانقسام الاختزالي. هذا الأخير هو عبارة عن عملية انقسام للخلية لدى حقيقيات النواة كالإنسان والثدييات الأخرى وذلك لإنتاج النسل. في هذه الحالة تتضمن الcrossing- over. ما يحدث خلاله هو اقتران كروموزومين، كل من أحد الأبوين، مع بعضهما. بعد ذلك، تتداخل قطعة من الcrossing over مع قطعة أخرى.
يسمح ذلك بتبادل المواد الوراثية بينهما مثلما هو موجود في التوضيح أسفله. في نهاية المطاف، نحصل على مزيج جديد من الجينات لم توجد من قبل ولاتشبه المعلومة الجينية الموجودة لدى الأبوين. تجدر الإشارة أيضًا إلى أن هذه العملية تحدث أيضًا خلال الانقسام المتساوي لكنها لا تقع بنفس التواتر كما في الانقسام الاختزالي.
رسم توضيحي
التعافي الذاتي الطبيعي
يمكن أن تخضع الخلية لإصلاح تركيبي، مثلًا، إذا لاحظت كسرًا ضارًا في الDNA، من النوع الذي يوجد في كلا فرعي الحمض النووي، نشاهد تبادلًا بين الحمض النووي المكسور ومنطقة مماثلة من الحمض النووي ستملأ الفراغات. توجد طرق تركيب جيني أخرى لإصلاح الحمض النووي.
وظائف التركيب الجيني
لقد غطينا بالفعل بعض عواقب التركيب الجيني، لكن هذه المرة سنناقش تقنية الحمض النووي المؤتلف. هذه تقنية جديدة نسبيًا وهي بصدد تمكين العلماء من تغيير الجينات والكائنات عبر التلاعب بالحمض النووي. ما يجعلها مهمةً جدًا هو أنها حسنت من فهمنا لعدة أمراض وبالتالي وسعت من طرق محاربتنا لها.
كما يمكن توقعه، يتم ضم قطع من الحمض النووي معًا. مثلًا، جين بشري يمكن قصه ووضعه في بكتيريا لتنتج بذلك بروتينًا بشريًا كان يصنع بطريقة أخرى لدى البشر. هذا يحدث أيضًا خلال العلاج الجيني.
لنفترض أن شخصًا ما ولد من دون جين أساسي وهو يشكو من مرض جراء فقدان ذاك الجين. علماء اليوم صاروا قادرين على إدخال الجين المفقود إلى جينوم ذاك الشخص باستعمال فيروس يصيب البشر.
أولًا يحدث ضم هذا الجين إلى الحمض النووي للفيروس ثم يتعرض الشخص للفيروس وبما أن كل فيروس يقوم بدمج حمضه النووي في خلايا ضحاياه فإن الجين سينضم إلى جينوم الشخص في الأخير.
أنواع التركيب الجيني:
لاحظ العلماء وجود الأنواع التالية من التركيب الجيني في الطبيعة:
●متماثل (عام): مثلما يدل اسمه، فإن هذا الصنف يحدث بين جزيئات حمض نووي ذات تسلسل مماثل.
تقوم خلايانا بالتركيب العام خلال الانقسام الاختزالي.
●غير متماثل (غير شرعي): مرةً أخرى، لا يستحق الاسم شرحًا. يحدث هذا الصنف بين جزيئات حمض نووي ليست بالضرورة متماثلة. في غالب الأحيان، ستكون هناك درجة ما من التشابه بين التسلسلات، لكنها ليست واضحة كما في التركيب المتماثل.
●تركيب في موقع محدد: يقع هذا الصنف بين تسلسلات محددة، قصيرة جدًا عادةً ما تحتوي تشابهات.
●التركيب الجيني الانقسامي: في الحقيقة، هو لا يحدث خلال الانقسام المتساوي، بل خلال مرحلة ال interphase وهي مرحلة الراحة بين مختلف مراحل الانقسام.
العملية مشابهة لما يحدث خلال التركيب الانقسامي الاختزالي، يمكن أن يكون لها مزايا لكنها عادةً ما تكون مضرةً ويمكن أن تؤدي إلى ظهور الأورام.
يتزايد هذا النوع من التركيب عندما تتعرض الخلية إلى إشعاعات.
يمكن أن تخضع الخلايا بدائية النواة إلى التركيب الجيني وذلك عن طريق الآليات الثلاث التالية:
● الاقتران وهو تبادل الجينات بين كائنين بعد اتصالهما. في أي مرحلة، يمكن أن ينفصلا والجينات التي تم إعطاؤها للمستلم تقوم بتعويض نظيراتها داخل الكروموزوم لنحصل في الأخير على نسل يحتوي خليطًا من السمات المختلفة والمتأتية من سلالات بكتيرية مختلفة.
● التحويل أي يكتسب الكائن جينات جديدة عبر أخذ حمض نووي مجرد متأت من خلايا محيطة به. الحمض النووي المجاني متأت من البكتيريا الميتة.
● التوضيح وهو نقل الجين بواسطة فيروسات تسمى bacteriophages تقوم بمهاجمة البكتيريا و نقل الجينات من بكتيريا إلى أخرى.
اقرأ أيضًا:
الانقسام المنصف أو الانقسام الاختزالي أو الانتصاف
لأول مرة، العلماء يصنعون حمض نووي من ثمانية حروف
هل الرجال في طريقهم نحو الانقراض؟
ترجمة: الكيلاني بسيسة
تدقيق: محمد قباني
