علم الوراثة اللاجينية: تأثير البيئة على جيناتنا

علم الوراثة اللاجينية: تأثير البيئة على جيناتنا

علم الوراثة اللاجينية: تأثير البيئة على جيناتنا

مقدمة

يعد علم الوراثة اللاجينية مجالًا مثيرًا وسريع التطور في علم الوراثة يدرس تأثير البيئة على جيناتنا. على النقيض من علم الوراثة الكلاسيكي، الذي يتعامل مع تسلسل الحمض النووي الفعلي، يدرس علم الوراثة اللاجينية التغيرات في التفاعل بين الجينات وبيئتها. يمكن أن تتسبب هذه التغييرات في تشغيل جينات معينة أو إيقاف تشغيلها. في هذه المقالة، سنلقي نظرة فاحصة على علم الوراثة اللاجينية ونناقش أهميته في تطور الكائنات الحية وتأثيراتها المحتملة على الصحة.

ما هو علم الوراثة اللاجينية؟

التغيرات اللاجينية هي أنماط معدلة في نشاط جيناتنا والتي لا تنتج عن تغيرات في تسلسلات الحمض النووي الأساسية نفسها. بدلًا من ذلك، تؤثر الآليات اللاجينية مثل تعديلات المثيلة والهيستون على "تشغيل" أو "إيقاف" بعض أقسام الجينات. يمكن اكتساب هذه العلامات اللاجينية طوال حياة الفرد ولديها القدرة على الانتقال عبر الأجيال.

أحد الاختلافات المهمة بين الوراثة الجينية (المعتمدة على تسلسل الحمض النووي) والوراثة اللاجينومية (المعتمدة على التعديل اللاجيني) هو أن الأخير يمكن أن يكون أكثر مرونة - يمكن أن يختلف اعتمادًا على الضغوط اللاأحيائية والنظام الغذائي ونمط الحياة. لهذا السبب، يمكن النظر إلى علم الوراثة اللاجينية كنوع من "الجسر" بين جيناتنا وبيئتنا.

الآليات اللاجينية

مثيلة الحمض النووي

تعد مثيلة الحمض النووي واحدة من أكثر الآليات اللاجينية المعروفة. هنا، ترتبط مجموعة الميثيل بتسلسلات معينة من الحمض النووي، والتي يمكن أن تضعف أو تقوي نشاط الجين الذي يقف خلفها. يمكن أن تتأثر مجموعات الميثيل بالمؤثرات البيئية مثل النظام الغذائي أو الإجهاد أو المواد الكيميائية. غالبًا ما تلعب مثيلة الحمض النووي دورًا مهمًا في تطور الأمراض.

تعديلات هيستون

الهستونات هي بروتينات يلتف حولها حمضنا النووي. يمكن أن تؤدي التغييرات في بنية هذه الهستونات إلى أن يصبح الوصول إلى الجينات أكثر سهولة أو يتعذر الوصول إليها. ومن خلال إضافة مجموعات كيميائية مختلفة إلى الهستونات، يمكن ضبط إشارات تنظيمية جينية مختلفة.

الحمض النووي الريبي غير المشفر

يعد الحمض النووي الريبي (RNA) غير المشفر (ncRNA) مثالًا آخر على الآلية اللاجينية. يمكن لجزيئات الحمض النووي الريبوزي (RNA) هذه أن تتفاعل مع جزيئات الحمض النووي الريبي (RNA) أو جزيئات البروتين الأخرى، مما يؤثر على عمليات مثل النسخ والترجمة.

تأثير البيئة على جيناتنا: أمثلة من مملكة الحيوان

يمكن أن يكون للتغيرات اللاجينية تأثيرات مذهلة في الحيوانات، خاصة عندما تحدث أثناء التطور المبكر. بعض الأمثلة الأكثر شهرة تأتي من دراسات درجة حرارة التكاثر في الزواحف. في العديد من الزواحف، تحدد درجة الحرارة المحيطة أثناء الحضانة جنس النسل - وهو شكل من أشكال التأثير البيئي على التعبير الجيني.

اكتشف الباحثون أن معلومات درجة الحرارة هذه يتم تخزينها بطريقة لاجينية ويمكن أن تؤثر على الأجيال اللاحقة. في دراسة أجريت على السلاحف، وجد أن الإناث التي تفقس في درجات حرارة مرتفعة معينة كانت أكثر عرضة لدفن بيضها في رمال أعلى وأكثر انخفاضًا من تلك التي تفقس في درجات حرارة منخفضة. يتم تمرير هذا السلوك من خلال الآليات اللاجينية بين الأجيال.

كما لوحظت ظاهرة مماثلة في القوارض. لقد ثبت أن بعض التجارب العاطفية يمكن أن تحفز تغيرات جينية في دماغ الجرذان ويمكن أن يكون لها تأثير على السلوك وآليات التعامل مع التوتر لدى الجيل القادم.

علم الوراثة اللاجينية في البشر

إن دور علم الوراثة اللاجينية في البشر هو سؤال رائع وله آثار بعيدة المدى على صحتنا ورفاهنا.

تطور ونضج الخلايا

في المراحل المبكرة من تطور الجنين، تلعب الآليات اللاجينية دورًا حاسمًا في نزول أنواع مختلفة من الخلايا (مثل الجلد أو العضلات أو الخلايا العصبية) من نفس خلية المصدر الجيني. يعمل التنظيم اللاجيني على تنشيط أو تعطيل الجينات الخاصة بأنواع الخلايا المختلفة.

البيئة والصحة

يهتم الباحثون بشكل متزايد بكيفية تأثير العوامل البيئية على الجينوم وتأثير ذلك على صحتنا. لقد وجد أن التدخين واستهلاك الكحول والنظام الغذائي والتوتر يمكن أن يسبب تغيرات جينية. قد تزيد هذه التغييرات من خطر الإصابة بأمراض معينة مثل السرطان وأمراض القلب والسكري.

وخير مثال على ذلك هو تأثير التدخين على الجينوم البشري. أظهرت العديد من الدراسات أن المدخنين يمكن أن يكون لديهم مثيلة كبيرة في بعض شرائح الجينات مقارنة بغير المدخنين. وهذا قد يفسر سبب تعرض المدخنين لخطر الإصابة بسرطان الرئة بشكل أكبر.

بالإضافة إلى ذلك، فقد لوحظ أيضًا أن أطفال الأمهات اللاتي يعانين من سوء التغذية أثناء الحمل قد يظهرون تغيرات جينية طويلة المدى. وقد تم ربط هذه التغييرات بزيادة خطر الإصابة بالسمنة أو الاضطرابات الأيضية.

الأسئلة المتداولة (الأسئلة الشائعة)

1. هل يمكن للعلامات اللاجينية أن تتغير طوال الحياة؟

نعم! يمكن أن تتأثر العلامات اللاجينية بالمؤثرات الخارجية وتتغير على مدار الحياة. ومن الأمثلة المعروفة على ذلك مثيلة الحمض النووي، والتي يمكن أن تتأثر بالعوامل البيئية مثل التدخين أو النظام الغذائي.

2. هل يمكن وراثة التغيرات اللاجينية؟

نعم، يمكن أن تنتقل التغيرات اللاجينية عبر الأجيال. وهذا ما يسمى "الميراث عبر الأجيال" وقد ثبت أنه يحدث في بعض الدراسات على الحيوانات.

3. هل يمكنك التأثير على علاماتك اللاجينية؟

على الرغم من أنه لا يزال أمامنا الكثير لنتعلمه عن إمكانيات التأثير على علاماتنا الجينية، إلا أن هناك أدلة على أن بعض أنماط الحياة والخيارات الغذائية يمكن أن يكون لها تأثير.

خاتمة

يعد علم التخلق مجالًا رائعًا من علم الوراثة الذي يدرس تأثير البيئة على جيناتنا. من خلال آليات مثل مثيلة الحمض النووي وتعديلات الهيستون، يمكن أن تتغير الإبيجينومات طوال حياتنا، بل ويمكن أن تنتقل عبر الأجيال. تلعب هذه التغيرات اللاجينية دورًا مهمًا في تطور الكائنات الحية وفي صحتنا ورفاهيتنا. إن استكشاف العلاقة بين التأثيرات البيئية والجينوم يقدم أساليب جديدة ومثيرة للوقاية من الأمراض وعلاجها في المستقبل.