يتكون الحمض النووي والمادة الوراثية في الجسم من عدد كبير من المكونات الهامة والأساسية والتي تحمل أسماء مختلفة ولكل منهم أيضًَا تكوين وشكل مختلف ، وقد أشار العلماء إلى أنه يوجد بعض المسميات التي تحمل أسماء متشابهة إلى حد ما ؛ ومع ذلك هناك فرق كبير في طبيعة وتكوين وشكل ووظيفة كل منهم ومن أشهر هذه المصطلحات كل من الكروماتيد والكروماتين والكروموسوم أيضًا .
الفرق بين الكروموسوم والكروماتين والكروماتيد
هذه المركبات الثلاثة تُعد من أهم مكونات الحمض النووي ، ومن خلال البحث والدراسة على المستوى البيولوجي والمجهري ، أشار الباحثين وعلماء الوراثة إلى أن تعريف ومعنى كل من هذه المصطلحات البيولوجية يأتي على النحو التالي :
تعريف الكروموسومات
الكروموسومات Chromosomes هي عبارة عن مركب يأتي على شكل حرف X وهو شكل مُكثف مُكون من الكروماتينات ، ويقع الكروموسوم داخل النواة ، وهو يتكون أيضًا من والديوكسي ريبوز والبروتينات ، ويُذكر أن الكروموسومات هي التي تُحدد شكل وصفات الكائنات الحية ، حيث أن كل كائن حي يحتوي على عدد مُحدد من الكروموسومات وأي خلل في عدد أو أشكال تلك الكروموسومات ؛ يؤثر بشكل مباشر على شك وصفات الكائن الحي .
وتتواجد الكروموسومات على شكل أزواج ، وعلى سبيل المثال ؛ فإن الخلايا الجسدية لدى الإنسان تحتوي في الوضع الطبيعي على 46 كروموسوم أي 23 زوجًا ، حيث يرتبط كل كروموسوم بالاخر في أزواج الكروموسومات بواسطة نقطة صغيرة تُسمى السنترومير ، أما الخلايا الخاصة بالإنجاب مثل البويضات والحيوانات المنوية ؛ فإن كل منها يحتوي على نصف عدد الكروموسومات فقط أي 23 زوجًا .
تعريف الكروماتين
يُعد الكروماتين Chromatin هو أحد أهم مكونات الحمض النووي في الخلايا أيضًا ، حيث أنه عبارة عن الحمض النووي ومعه بعض البروتينات ؛ وقد أشار العلماء إلى أن الكروماتين يتكون من بعض البروتينات التي يُطق عليها اسم ( الهيستونات ) ، والدور الرئيسي للكروماتينات هو العمل على تنظيم الحمض النووي في شكل هيكلي ثابت ؛ حيث يتم لف وتكثيف الكروماتين من أجل تكوين الكروموسوم .
وهناك عدد من الوظائف الخلوية الهامة المتعلقة بالكروماتين ؛ حيث أنه يتيح للخلايا القيام بعمل تكرار replication أو نسخ transcription للمادة الوراثية فضلًا عن إصلاح أي أخطاء أو طفرات بسيطة تطرأ على الحمض النووي إلى جانب دوره في إعادة التركيب الجيني وانقسام الخلايا .
تعريف الكروماتيد
الكروماتيد هو جزء من الكروموسوم ؛ حيث أن الكروموسوم الواحد يتكون من خيطين متصلين ببعضهما البعض عبر نقطة السنترومير في المنتصف ، وبالتالي ؛ فإن كل خيط من خيوط الكروموسوم المتصلة عبر تلك النقطة يُطلق عليها اسم الكروماتيد ، ودائمًا ما تكون تلك الكروماتيدات متطابقة .
أوجه التشابه بين الكروموسوم والكروماتيد
هناك بعض أوجه التشابه بين كل من الكروموسومات و الكروماتيدات على النحو التالي :
- كل من الكروموسومات والكروماتيدات يتم تكوينها بواسطة جزيئات الحمض النووي الديوكسي ريبوزي DNA .
- توجد الكروموسومات و الكروماتيدات في النواة وخصوصًا في الكائنات ذات الخلايا حقيقيات النواة .
- يتم تخزين المعلومات والصفات الوراثية الخاصة بالكائن الحي على الكروماتيدات وبطبيعة الحال على الكروموسومات ، وكليهما يلعب دورًا هامًا في الوراثة وانتقال الصفات الوراثية بين الأجيال .
- كما أن بروتينات الهيستونات التي يتكون على إثرها الكروماتين تكون مرتبطة بكل من الكروموسومات والكروماتيدات .
وظائف الكروموسومات في الجسم
تتعدد وتتباين وظائف الكروموسومات في الجسم بشكل كبير جدًا ، ولكل منها دور محوري في الحفاظ على شكل وحياة الكائن الحي ، ولذلك ؛ فإن حدوث أي خلل في تكوين وشكل هذه الكروموسومات يؤثر بشكل كبير على الكائن الحي ، ومن أبرز وأهم وظائف الكروموسومات ، ما يلي :
-تعمل الكروموسومات على حمل ونقل المادة الوراثية من الاباء إلى الأبناء ، وبالتالي ؛ هي عامل هام وأساسي في الحفاظ على بنية ومظهر وشكل والصفات المُحددة للكائن الحي ، وبالتالي ؛ فإن الحفاظ على التركيب الجيني لكل كائن حي من شأنه أن يُساعد على استمراره وتكاثره .
-تلعب الكروموسومات دورًا هامًا وكبيرًا أيضًا في حماية الحمض النووي DNA من أي خلل أو طفرات أثناء عملية انقسام الخلايا ، ويرجع ذلك إلى أن الهيستونات التي تحيط بالكروموسومات تحمي المادة الوراثية من أي تكسير أو تلف قد يحدث عند التعرض إلى بعض الإنزيمات أو التفاعلات والقوى المختلفة بالجسم .
-أثناء عملية انقسام الخلايا ، فإن الخيوط والألياف المغزلية في الكروموسومات وتديدًا عند السنترومير تبدأ في التقلص ، وهذا من شأنه أن يضمن التوزيع الدقيق للمادة الوراثية داخل أنوية الخلايا الجديدة .
-كما يوجد بروتينات الهيستونات حول الكروموسومات ؛ فإنها تكون مُحاطة أيضًا ببعض البروتينات غير الهستونية ، وتلك البروتينات مجتمعة تعمل على تنظيم وظائف الجينات بالجسم ، حيث أن التأثير على عمل الجينات يتم بشكل أساسي من خلال التأثير على نشاط هذه البروتينات سواء من خلال تثبيطها أو من خلال تنشيطها .
أمراض الكروموسومات
هناك بعض الأمراض المتعلقة بحدوث خلل في الكروموسومات ، ودائمًا ما يُطلق عليها اسم الأمراض الجينية أو الوراثية ، ومن أبرز الأمثلة على اضطرابات الكروموسومات ، ما يلي :
-حدوث خلل في عدد الكروموسومات سواء بالزيادة أو النقصان ، حيث أن أي اختلاف في الرقم الأساسي للكروموسومات في خلايا الكائن الحي سواء في حالة زيادة أو قلة العدد يكون له تأثير بالغ الضرر على الجسم .
-حدوث تلف أو بعض الطفرات أو غياب لأحد أجزاء الكروموسومات ، سواء كان ذلك في كروموسوم واحد فقط أو أكثر يؤدي إلى العديد من الأمراض الجينية .
-مع التطور الكبير الذي يشهده عالم الطب والاختبارات البيولوجية ؛ أصبح من الممكن الان أن يتم التنبؤ بإصابة الجنين بأي من أمراض الخلل الجيني الناتج عن وجود خلل في الكروموسومات ، وعلى سبيل المثال ، يُمكن اكتشاف متلازمة داون من خلال وجود ثلاثة نسخ من الكروموسوم رقم 21 في الخلايا .
-ومن الأمراض التي قد تحدث نتيجة خلل الكروموسومات أيضًا هو المرض الناتج عن انتقال جزء من الكروموسوم رقم 9 إلى رقم 22 ، وهذا يؤدي إلى الإصابة بحالة مرضية مُزمنة تُعرف باسم ابيضاض الدم النقوي .
-من المتعارف عليه أن الخلايا الجسدية للكائن الحي تحتوي على صبغيات XY في حالة الذكور وتحتوي على XX في حالة الإناث ، بينما في حالة حدوث خلل أو طفرة جينية ؛ قد تحتوي الخلايا على صبغي واحد X فقط ، وهذا بدوره يؤدي إلى حالة مرضية تُعرف باسم متلازمة تيرنر .
-وهناك عدد كبير من التأثيرات الجينية الأخرى التي تنتج عن خلل أو ضعف الكروموسومات والتي تجعل أفراد الأسرة الواحدة على سبيل المثال ُعانون من انتشار مرض واحد بها سواء أمراض عضوية أو عصبية .
ويُذكر أن أي أمراض متعلقة بالكروموسومات تكمن خطورتها في أن علم الطب العلاج والتحاليل الطبية قد تمكن من القدرة على اكتشاف تلك الاضطرابات وبشكل مبكر جدًا ، ولكن ؛ حتى الان لم يتم التوصل إلى طريقة يُمكن من خلالها علاج أي خلل جيني ، وبالتالي ؛ يظل الإنسان يُعاني من هذا الخلل طوال حياته .
