الصبغيات هي بنى موجودة في داخل الخلايا تحتوي على جينات الشخص.
بُنية الصبغي
تتكون الصبغيات من أذرع تسمى الكروماتيدات (chromatids).يمتلك كل كروموسوم ذراعًا قصيرة يُرمز لها بالحرف "p"، وذراعًا طويلةً يُرمز لها بالحرف "q". السنترومير (centromere) هو المنطقة التي يرتبط فيها الكروماتيدان معاً. التيلوميرات (telomeres) هي مناطق تقع عند نهايات كل ذراع من أذرع الصبغي. يتكون جزيء الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (DNA) من شريطين يلتفّان حول بعضهما البعض ليشبها درجًا حلزونيًا يحتوي على ملايين الدرجات.وكلُّ جزيء DNA طويل للغاية يجري لفه داخل أحد جزيئات الدنا الصبغيات. مصدر الصورة: GWEN SHOCKEY / SCIENCE PHOTO LIBRARY |
الجينات هِيَ أجزاء من الحمض الريبي النووي منزوع الأكسجين DNA، وتحتوي على شيفرة بروتين نوعي يعمل في واحد أو أكثر من أنواع الخلايا في الجسم (انظر الجينات والصبغيات للاطلاع على المزيد حولَ الوراثة).
يوجد في كل خلية بشرية طبيعية، باستثناء خلايا النطاف والبويضة، 23 زوجًا من الصبغيات، بمجموع قدره 46 صبغيًا أو كروموسومًا.تحتوي خلايا النطاف والبويضة على واحد فقط من كل زوج من الصبغيات بمجموع قدره 23 صبغيًا.ويحتوي كل صبغي على عدد من الجينات يتراوح بين المئات إلى الآلاف.
الصبغيات الجنسية هي واحدة من 23 زوجًا من الصبغيات.هناك اثنين من الصبغيات الجنسية، تسمى X و Y.في الحالة الطبيعية، تمتلك الإناث نسختين من الصبغي X (أي XX)، في حين يمتلك الذكور نسخة واحدة من الصبغي X ونسخة واحدة من الصبغي Y (أي XY).
بنيَة الحَمض النَّووي DNA
الحَمض النَّووي الرِّيبي منزوع الأكسجين DNA (deoxyribonucleic acid) هو المادَّة الوراثيَّة للخلية، والموجودة في الصبغيات داخل نواة الخلية والميتوكوندريا (المتقدِّرات). باستثناء خلايا معيَّنة (مثل خلايا النطاف والبويضات)، تحتوي نواةُ الخلية على 23 زوجًا من الصبغيات.يحتوي الصبغي على العديد من الجينات.الجين (أو الجينة) هي قطعة من الحَمض النَّووي تحتوي الشيفرة اللازمة لتصنيع البروتين أو جزيء الحمض النووي RNA. ويكون جزيء الحَمض النَّووي الرِّيبي منزوع الأكسجين بشكل حلزون مزدوج وطَويل وملفوف يشبه الدرجَ الحلزوني أو اللولبي.وفيه، يرتبط اثنان من الخيوط أو الطِّيقان، يتألَّفان من السكَّر (ريبوز منزوع الأكسجين deoxyribose) وجزيئات الفوسفات، بأزواج من أربعة جزيئات تُسمَّى القواعد أو الأُسُس، والتي تشكِّل درجات أو خطوات الدَّرَج.وفي هذه الدرجات، يقترن أو يتزاوج الأدينين مع الثيمين والغوَانين مع السِّيتوزين.ويحافظ كلُّ زوج من القواعد على اقترانه معًا بواسطة رابط هيدروجيني hydrogen bond.ويتكوَّن الجين من سلسلة من القَواعد أو الأسُس.وتقوم سلاسلُ مكوَّنة من ثلاث قواعد بترميز أحد الأحماض الأمينيَّة (الأحماض الأمينية هي الجزيئات التي تشكل اللِّبِنات الأساسية للبروتينات) أو معلومات أخرى. |
شُذوذات الصبغيات
(انظر أيضًا الاضطرابات الصبغية ضمن أنواع وعوامل الخطر للاضطرابات الوراثية.)
يمكن أن تُصيبُ شُذوذات الصبغيات أي صبغي، بما في ذلك الصبغيات الجنسية.تؤثر شُذوذات الصبغيات في:
عدد الصبغيات
بُنية الصبغيات
يمكن للشذوذات الأكبر أن تكون مرئيةً تحت المجهر في اختبار يُسمَّى تحليل الصبغيات أو التنميط النووي karyotyping.يمكن التعرّف إلى التشوهات الصبغية الأصغر باستخدام اختبارات جينية متخصصة تفحص صبغيات الشخص للتحرّي عن الأجزاء الإضافية أو المفقودة.تشتمل هذه الاختبارات على تحليل المصفوفة الصبغية الميكروية (chromosomal microarray analysis) والتهجين الموضعي المتألق (fluorescent in situ hybridization).(أنظر أيضًا الجيل التالي من تقنيات السَلسَلة.)
تحدُث الشذوذات العددية عندما يكون لدى الشخص نسخة إضافية أو أكثر من كروموسوم (على سبيل المثال، تَثَلُّث صِبغِيّ إذا كانت نسخة إضافية، ورُباعُ الصِّبغِيّ إذا كانتا نسختين إضافيتين)، أو كان هناك صبغي كامل مفقود (أُحاد الصبغي).يمكن أن يُؤثِّر التثلث الصبغي في أية من الكروموسومات الثلاثة والعشرين المقترنة، ولكن الأكثر شُيُوعًا هو تثلث الصبغي 21 (مُتلازمة داون) وتثلث الصبغي 13 وتثلث الصبغي 18، وهو ما يؤثر في كل من الذكور والإناث.يمكن لهذه الشذوذات أن تكون مرئية تحت المجهر عند استخدام اختبار التنميط النووي.
كلما كانت الحامل أكبر سنًا، ازدادت فرصة أن يكون لدى جنينها صبغي إضافي كامل أو أن يكون هناك كروموسوم مفقود (انظر الجدول ).ولا ينطبق الشيء نفسه على الرجل؛فعندما يصبح الرجل أكبر سنًا، تكون فرصة أن تحمل زوجته بجنينٍ لديه شذوذ في صبغي مرتفعة بشكلٍ قليلٍ فقط.
تحدُث الشذوذات البنيوية عندما يكون جزء من الصبغي غير طبيعي.وفي بعض الأحيان، ينضم جزء من الصبغي أو كلَّه إلى صبغي آخر بشكلٍ غير صحيح (يسمى الإزفاء translocation)،وتكون أجزاء من الصبغيات مفقودة أحيَانًا (تُسمى الحالة الخبن—انظر لمحة عامة عن متلازمات الخبن الصبغي) أو تكون هناك أجزاء زائدة (ويُسمّى ذلك تضاعفًا).
تُؤدي بعضُ الشذوذات الصبغية إلى خسارة المُضغَة أو الجنين قبل الولادة.وتُسبب شذوذات أخرى مشاكل مثل الإعاقة الذهنية أو قصر القامة أو الاختِلاجَات أو مشاكل القلب أو الحنك المشقوق.
الشذوذاتُ الجينية
تؤدي التغيرات في واحد أو أكثر من الأزواج القاعدية للحمض النووي DNA في الجين (انظر الشكل ) إلى إنشاء متحور من هذا الجين قد يؤثر في طريقة عمله.ولا تؤثر هذه التغييرات في بنية الصبغيات، وبذلك لا يمكن رؤيتها في اختبار التنميط النووي أو اختبارات الصبغيات الأخرى.وتكون هناك حاجة إلى اختبارات جينية متخصصة أكثر.يمكن لبعض التحورات الجينية ألا تسبب أية مشاكل، في حين تسبب بعضها مشاكل قليلة أو بسيطة فقط.في حين تُسبب تحورات أخرى اضطرابات خطيرة مثل فقر الدَّم المنجلي، والتليف الكيسي، وضمور أو حثل العضلات.ويكتشف علماء الطب بشكلٍ متزايد أسبابًا جينية محدّدة لأمراض الأطفال.
من غير الواضح كيف تحدُث معظم التحورات، ولكن يُعتقد أن معظم ها يحدث تلقائيًا.بعض المواد أو العوامل في البيئة قادرة على إحداث الضرر والتسبب في حدوث طفرات في الجينات،وتسمّى هذه المواد المُطفِّرات mutagens.يمكن أن تُسبب المُطفرات، مثل الأشعَّة والضوء فوق البنفسجي وأدوية ومواد كيميائية معيَّنة، بعضَ أنواع السرطان والعيوب الخلقية.
ويمكن أن تنتقلَ الطفرة التي تؤثر في الجينات في النطفة أو البويضة من الأبوين إلى الطفل.يمكن للمتحورات الجينية في الخلايا الأخرى أن تُسبب مرضًا لا ينتقل إلى الأطفال (لأن النطفة أو البويضة لا تتأثر بها).كما يمكن أن يؤدي وجود نسختين من جينة غير طبيعية إلى أمراض أو حالات خطيرة مثل التليف الكيسي أو داء تاي زاكس (Tay-Sachs disease).يمكن أن تحدث الاضطرابات في بعض الأحيان حتى عندما يكون لدى الشخص نسخة واحدة فقط من جين غير طبيعي.
اختبار شذوذات الصبغيات والجينات
يُمكن تقييم صبغيات الشخص وجيناته من خلال تحليل عَيِّنَة من الدم بالإضافة إلى الخلايا من أجزاء أخرى من الجسم مثل مسحة من باطن الخد.
في أثناء الحمل، يمكن للأطباء استخدام الخلايا المأخوذة من بزل السائل الأمنيوسي أو أخذ عيِّنة من الزُّغاباتِ المَشيمائِيَّة للتحري عن بعض شذوذات الصبغيات أو الجينات عندَ الجنين.إذا كان لدى الجنين شذوذ، قد يجري الأطباء المزيد من الاختبارات للتحري عن عيوب خلقية معيَّنة.
يستخدم اختبار تحرّي يُسمّى التحري غير الباضع قبل الولادة (NIPS) أو تحليل الحمض النووي DNA الجنيني الحر عينةً من دم الحامل لتحليلها وتحديد ما إذا كان لدى الجنين خطر متزايد للإصابة ببعض الاضطرابات الوراثية.يستندُ هذا الاختبارُ إلى حقيقة أن دم الحامل يحتوي على كمية صغيرة جدًّا من الحمض النووي DNA للجنين.يُمكن استخدامُ اختبار NIPS للتحرِّي عن زيادةٍ في خطر تثلث الصبغي 21 (مُتلازمة داون) أو تثلث الصبغي 13 أو تثلث الصبغي 18 واضطرابات صبغية وجينية أخرى.يوصي الأطباء عادةً بإجراء المزيد من الاختبارات عندَ اكتشاف الشذوذ الصبغي.
الوقاية من شذوذات الصبغيات والجينات
على الرغم من أنه لا يُمكن تصحيح الشذوذات الصبغية والجينية، إلا أنه يمكن الوقاية من بعض العيوب الخلقية أحيانًا.على سبيل المثال، يمكن للأمهات أخذ حمض الفوليك (الفولات) للمساعدة على الوقاية من عيوب الأنبوب العصبي، ويمكن إجراء اختبارات للوالدين لتحري حالة الناقل لبعض الشذوذات الجينية.كما يمكن أيضًا اختبار جنين جرى الحمل به عن طريق الإخصاب في الأنبوب (IVF) لتحري الشذوذات الجينية قبل أن يُنقَل إلى رحم المرأة (انظر التشخيص الجيني قبل الزرع أو التعشيش).
