الاختلالات الوراثية

أنواع الطفرات

الطفرات الكروموسومية

الطفرات الجينية

تؤدي الطفرات في بعض الأحيان إلى حدوث حالة مرضية تعرف بالاختلال الوراثي

الطفرات الجينية

تدفق المعلومات الوراثية بدءاً من DNA و حتى البروتين

DNA القالب

نسخ

mRNA

ترجمة

عديد ببتيد

A

C

C

A

A

A

A

C

G

A

G

T

T

T

T

T

T

G

G

T

G

C

C

A

3

3

5

5

T

A

G

C

سلسلة DNA القالب

A

C

C

A

A

A

A

C

G

A

G

T

T

T

T

T

T

G

G

T

G

C

C

A

3

3

5

5

سلسلة DNA القالب : سلسلة مفردة في جزيء DNA اتجاهها من 3 إلى 5، تحمل المعلومات الخاصة ببناء البروتين الذي تحتاجه الخلية حيث تشكل قالباً لنسخ mRNA

سلسلة DNA القالب

A

C

C

A

A

A

A

C

G

A

G

T

T

T

T

T

T

G

G

T

G

C

C

A

3

3

5

5

يعمل انزيم بلمرة RNA على نسخ mRNA من سلسلة DNA القالب

سلسلة DNA القالب

DNA القالب

نسخ

mRNA

ترجمة

عديد ببتيد

A

C

C

A

A

A

A

C

G

A

G

T

T

T

T

T

T

G

G

T

G

C

C

A

3

3

5

5

U

A

G

C

سلسلة DNA القالب

A

C

C

A

A

A

A

C

G

A

G

T

T

T

T

T

T

G

G

T

G

C

C

A

3

3

5

5

سلسلة DNA القالب

A

C

C

A

A

A

A

C

G

A

G

T

3

5

A

C

C

A

A

A

A

C

G

A

G

T

T

T

T

T

T

G

G

T

G

C

C

A

3

3

5

5

A

C

C

A

A

A

A

C

G

A

G

T

3

5

U

U

U

U

U

G

G

G

C

C

A

5

3

U

DNA القالب

نسخ

mRNA

DNA القالب

نسخ

mRNA

ترجمة

عديد ببتيد

mRNA

ترجمة

عديد الببتيد

U

U

U

U

U

G

G

G

C

C

A

5

3

U

كودون

Trp

كودون

كودون

كودون

Ser

Phe

Sys

A

C

C

A

A

A

A

C

G

A

G

T

T

T

T

T

T

G

G

T

G

C

C

A

3

3

5

5

U

U

U

U

U

G

G

G

C

C

A

5

3

U

DNA القالب

mRNA

عديد الببتيد

Trp

Ser

Phe

Sys

في بعض الحالات تؤدي الطفرات إلى تغيُّر في تسلسل النيوكليوتيدات (القواعد النيتروجينية) لجين معين

A

C

C

A

A

A

A

C

G

A

G

T

T

T

T

T

T

G

G

T

G

C

C

A

3

3

5

5

U

U

U

U

U

G

G

G

C

C

A

5

3

U

DNA القالب

mRNA

عديد الببتيد

Trp

Ser

Phe

Sys

T

A

A

A

C

C

A

A

A

A

C

A

G

T

T

T

T

T

T

G

G

T

G

C

A

3

3

5

5

U

U

U

U

U

G

G

G

C

A

5

3

U

DNA القالب

mRNA

عديد الببتيد

Trp

Phe

بروتين غير مكتمل التصنيع

T

A

A

A

C

C

A

A

A

A

C

G

A

G

T

T

T

T

T

T

G

G

T

G

C

C

A

3

3

5

5

U

U

U

U

U

G

G

G

C

C

A

5

3

U

DNA القالب

mRNA

عديد الببتيد

Trp

Ser

Phe

Sys

G

C

C

Ser

A

C

C

A

A

A

C

G

A

G

T

T

T

T

T

G

G

T

G

C

C

A

3

3

5

5

U

U

U

U

G

G

G

C

C

A

5

3

U

DNA القالب

mRNA

عديد الببتيد

Trp

Ser

Phe

Sys

Ser

بروتين غير فعَّال لأنه لم يتم بناؤه بشكل صحيح

G

C

C

A

C

C

A

A

A

A

C

G

A

G

T

T

T

T

T

T

G

G

T

G

C

C

A

3

3

5

5

U

U

U

U

U

G

G

G

C

C

A

5

3

U

DNA القالب

mRNA

عديد الببتيد

Trp

Ser

Phe

Sys

G

C

C

A

C

C

A

A

A

A

C

G

A

G

T

T

T

T

T

T

G

G

T

G

C

C

A

3

3

5

5

U

U

U

U

U

G

G

G

C

C

A

5

3

U

DNA القالب

mRNA

عديد الببتيد

Trp

Ser

Phe

Sys

G

C

C

طفرة جينية صامتة (عديمة التأثير) لأنه لم يتغيَّر تركيب البروتين

الطفرات الكروموسومية

كروماتيد

كروماتيد

كروماتيدين شقيقين

الكروموسوم المتضاعف

سنترومير

الكروموسوم المفرد

أنواع الطفرات الكروموسومية

تغيير في عدد الكروموسومات

تغيير في تركيب الكروموسوم

أولاً : تغيير في تركيب الكروموسوم

حذف

تكرار

انقلاب

انتقال

الشكل (15) ص 67 : طفرات التغير في تركيب الكروموسوم

أنواع الطفرات

الطفرات الجينية

الطفرات الكروموسومية

تغيير في تركيب الكروموسوم

حذف

تكرار

انقلاب

انتقال

تغيير في عدد الكروموسومات

حالات عدم الانفصال

تعدد المجموعات الكروموسومية

الشكل مطلوب صياغة أسئلة

أنواع الطفرات

الطفرات الجينية

الطفرات الكروموسومية

تغيير في تركيب الكروموسوم

حذف

تكرار

انقلاب

انتقال

تغيير في عدد الكروموسومات

حالات عدم الانفصال

تعدد المجموعات الكروموسومية

ماذا يحدث في طفرة الحذف ؟

حذف أو فقد جزء من الكروموسوم

أنواع الطفرات

الطفرات الجينية

الطفرات الكروموسومية

تغيير في تركيب الكروموسوم

حذف

تكرار

انقلاب

انتقال

تغيير في عدد الكروموسومات

حالات عدم الانفصال

تعدد المجموعات الكروموسومية

ماذا يحدث في طفرة التكرار ؟

تكرار جزء من الكروموسوم

أنواع الطفرات

الطفرات الجينية

الطفرات الكروموسومية

تغيير في تركيب الكروموسوم

حذف

تكرار

انقلاب

انتقال

تغيير في عدد الكروموسومات

حالات عدم الانفصال

تعدد المجموعات الكروموسومية

ماذا يحدث في طفرة الانقلاب ؟

تنفصل قطعة من الكروموسوم و تنقلب 180 درجة لتتصل بشكل معكوس مع الكروموسوم

أنواع الطفرات

الطفرات الجينية

الطفرات الكروموسومية

تغيير في تركيب الكروموسوم

حذف

تكرار

انقلاب

انتقال

تغيير في عدد الكروموسومات

حالات عدم الانفصال

تعدد المجموعات الكروموسومية

ماذا يحدث في طفرة الانتقال ؟

تبادل قطعتين مختلفتين بين كروموسومين غير متناظرين

ثانياً : تغيير في عدد الكروموسومات

أنواع الطفرات

الطفرات الجينية

الطفرات الكروموسومية

تغيير في تركيب الكروموسوم

حذف

تكرار

انقلاب

انتقال

تغيير في عدد الكروموسومات

حالات عدم الانفصال

تعدد المجموعات الكروموسومية

أ. حالات عدم الانفصال

الانفصال الطبيعي للكروموسومات

عدم الانفصال في المرحلة الأولى من الانقسام المنصف

عدم الانفصال في المرحلة الثانية من الانقسام المنصف

كروموسوم متضاعف يتكون من كروماتيدين شقيقين

كروموسومين متناظرين يشكلان ما يعرف بالرباعي (لماذا ؟)

انفصلت الكروموسومات المتناظرة أثناء الدور الانفصالي الأول من الانقسام المنصف

الانفصال الطبيعي للكروموسومات

ينتج من المرحلة الأولى من الانقسام المنصف خليتين يحتوي كل منهما على كروموسومين متضاعفين

إذاً, تحتوي هذه الخلية 4 كروموسومات متضاعفة (2n)

ينتج من المرحلة الثانية من الانقسام المنصف 4 غاميتات يحتوي كل منها على كروموسومين مفردين (n)

تدخل الخليتين الناتجتين من المرحلة الأولى في المرحلة الثانية من الانقسام المنصف حيث سينفصل الكروماتيدين الشقيقين المكونين لكل كروموسوم متضاعف أثناء الدور الانفصالي الثاني

انفصلت الكروموسومات المتناظرة

انفصلت الكروماتيدات الشقيقة

4 غاميتات تحتوي كل منها على نصف عدد كروموسومات الخلية الأصلية (n)

ماذا لو لقَّحنا أحدَ هذهِ الغاميتات (n) بغاميت آخر طبيعي (n) ؟

سينتج بويضة مُخَصَّبَة طبيعية تحتوي 4 كروموسومات (2n)

ملاحظة : تتضاعف المادة الوراثية أثناء الطور البيني من دورة الخلية

الانفصال الطبيعي للكروموسومات

عدم الانفصال في المرحلة الأولى من الانقسام المنصف

عدم الانفصال في المرحلة الثانية من الانقسام المنصف

انفصل زوج الكروموسومات المتناظرة الحمراء لكنَّ الصفراء لم تنفصل أثناء الدور الانفصالي الأول من الانقسام المنصف

عدم الانفصال في المرحلة الأولى من الإنقسام المنصف

تحتوي هذه الخلية 4 كروموسومات متضاعفة (2n)

سأفترض أنَّ عدم الانفصال حدث لزوج الكروموسومات المتناظرة الصفراء

غاميت يحتوي كروموسوم مفرد واحد فقط بدل 2 (n-1) / لاحظي أنها لا تحتوي كروموسوم مفرد أصفر

تدخل الخليتين الناتجتين من المرحلة الأولى في المرحلة الثانية من الانقسام المنصف حيث سينفصل الكروماتيدين الشقيقين المكونين لكل كروموسوم متضاعف

غاميت يحتوي كروموسوم مفرد واحد فقط بدل 2 (n-1) / لاحظي أنها لا تحتوي كروموسوم مفرد أصفر

​

غاميت يحتوي 3 كروموسومات مفردة بدل 2 (n+1) / لاحظي أن لديها نسختين من الكروموسوم الأصفر

غاميت يحتوي 3 كروموسومات مفردة بدل 2 (n+1) / لاحظي أن لديها نسختين من الكروموسوم الأصفر

انفصلت الكروماتيدات الشقيقة

طفرة عدم انفصال الكروموسومات المتناظرة في الدور الانفصالي الأول من الانقسام المنصف

نوعين من الغاميتات : تحتوي على نسختين من الكروموسوم نفسه (n+1) / لا تحتوي على أية نسخة من هذا الكروموسوم (n-1)

ماذا لو لقَّحنا أحدَ الغاميتات (n-1) بغاميت آخر طبيعي (n) ؟

سينتج بويضة مُخَصَّبَة تحتوي 3 كروموسومات (2n-1)

ملاحظة : تتضاعف المادة الوراثية أثناء الطور البيني من دورة الخلية

(تحتوي نسخة واحدة فقط من الكروموسوم الأصفر)

ماذا لو لقَّحنا أحدَ الغاميتات (n+1) بغاميت آخر طبيعي (n) ؟

ملاحظة : تتضاعف المادة الوراثية أثناء الطور البيني من دورة الخلية

سينتج بويضة مُخَصَّبَة تحتوي 5 كروموسومات (2n+1)

(تحتوي على ثلاث نسخ من الكروموسوم الأصفر)

الانفصال الطبيعي للكروموسومات

عدم الانفصال في المرحلة الأولى من الانقسام المنصف

عدم الانفصال في المرحلة الثانية من الانقسام المنصف

انفصلت الكروموسومات المتناظرة أثناء الدور الانفصالي الأول من الانقسام المنصف

عدم الانفصال في المرحلة الثانية من الإنقسام المنصف

ينتج من المرحلة الأولى من الانقسام المنصف خليتين يحتوي كل منهما على كروموسومين متضاعفين

تحتوي هذه الخلية 4 كروموسومات متضاعفة (2n)

غاميت طبيعي يحتوي كروموسومين مفردين (n)

تدخل الخليتين الناتجتين من المرحلة الأولى في المرحلة الثانية من الانقسام المنصف حيث سينفصل الكروماتيدين الشقيقين, سأفترض أن عدم الانفصال حدث للكروموسوم المتضاعف الأصفر في إحدى الخليتين

غاميت طبيعي يحتوي كروموسومين مفردين (n)

غاميت يحتوي كروموسوم مفرد واحد فقط (n-1) / لاحظي أنها لا تحتوي كروموسوم مفرد أصفر

​

غاميت يحتوي 3 كروموسومات مفردة بدل 2 (n+1) / لاحظي أن لديها نسختين من الكروموسوم الأصفر

انفصلت الكروموسومات المتناظرة بشكل طبيعي أثناء المرحلة الأولى من الانقسام المنصف

طفرة عد انفصال الكروماتيدات الشقيقة أثناء المرحلة الثانية من الانقسام المنصف

3 أنواع من الغاميتات : تحتوي نصف العدد الأصلي من الكروموسومات (n) / تحتوي على نسختين من الكروموسوم نفسه (n+1) / لا تحتوي على أية نسخة من هذا الكروموسوم (n-1)

ماذا لو لقَّحنا غاميتاتها بغاميت آخر طبيعي (n) ؟

عند تلقيح الغاميت n بغاميت n سينتج بويضة مخصبة طبيعية 2n (احتمالها 50%)

عند تلقيح الغاميت n-1 بغاميت n سينتج بويضة مُخَصَّبَة تحتوي كروموسومات (2n-1)

عند تلقيح الغاميت n+1 بغاميت n سينتج بويضة مُخَصَّبَة تحتوي كروموسومات (2n+1)

أي حالات عدم الانفصال أكثر خطورة ؟

عللي إجابتك.

حالات عدم الانفصال في المرحلة الأولى من الانقسام المنصف أكثر خطورة, لأنَّ جميع الغاميتات الناتجة تكون غير طبيعية

حالات عدم الانفصال عند الانسان

هنالك كثير من حالات عدم الانفصال عند الانسان التي تتسبب في ظهور بعض الأمراض الوراثية

الشكل (17) ص 68 يمثل تشخيص بعض المتلازمات الوراثية باستخدام الطراز الكروموسومي

الشكل (17) ص68 : الطرز الكروموسومية لبعض الاختلالات الوراثية

الشكل مطلوب صياغة أسئلة

كيف يتم تشخيص بعض المتلازمات باستخدام الطراز الكروموسومي ؟

يتم صبغ الكروموسومات و تصويرها و مقارنة عددها و حجومها مع عينة طبيعية

سؤال ص 69 : أدرس الشكل (17 ص 68) ثم أجيب عن الأسئلة الآتية :

1) أقارن بين عدد الكروموسومات في الطراز الكروموسومي لمتلازمة داون مع الطراز الكروموسومي الطبيعي، و أفسر الاختلاف بينهما.

47

47

46

46

45 + XY

45 + XX

44 + XY

44 + XX

عدد كروموسومات المصاب بمتلازمة داون : 47 كروموسوم، لأنه يمتلك ثلاث نسخ من كروموسوم رقم 21 بدلاً من نسختين بسبب طفرة عدم انفصال الزوج (21)

2) أي من الطرز الكروموسومية يحتوي على 3 كروموسومات جنسية ؟

المصاب بمتلازمة كلينفلتر يمتلك على 3 كروموسومات جنسية (44 + XXY)

هل المصاب بمتلازمة كلينفلتر ذكر أم أنثى ؟

ذكر، لامتلاكه كروموسوم Y (44 + XXY)

3) بالاعتماد على الطرز الكروموسومية، كيف يمكن تشخيص مريض بمتلازمة إدواردز، متلازمة تيرنر، و متلازمة كلينفلتر ؟

47

45 + XY

45

47

47

46

46

44 + XO

44 + XXY

45 + XY

أو

45 + XX

44 + XY

44 + XX

نعم

3 نسخ من الكروموسوم رقم 18

فقط الإناث

فقط الذكور

نعم

-------

-------

نسخة واحدة فقط من الكروموسوم الجنسي X

3 نسخ من الكروموسوم الجنسي

3 نسخ من الكروموسوم رقم 21

-------

-------

XX + 44

XY + 44

XXY + 44

XX + 45

XY + 45

XO + 44

السؤال السابع صفحة رقم 84 : أصمم مخططاً لانقسام خلية تناسلية ذكرية حدث فيها عدم انفصال لزوج الكروموسومات الجنسية (XY)، مبيناً حالات الإخصاب المختلفة مع بويضة طبيعية X.

XY + 44

اخصاب

بويضة طبيعية

XXY + 44

X + 22

XO + 44

اخصاب

بويضة طبيعية

X + 22

ذكر مصاب بمتلازمة كلينفلتر (2n+1)

أنثى مصابة بمتلازمة تيرنر (2n-1)

طفرة عدم انفصال لزوج الكروموسومات الجنسية

حيوان منوي غير طبيعي

حيوان منوي غير طبيعي

أنواع الطفرات

الطفرات الجينية

الطفرات الكروموسومية

تغيير في تركيب الكروموسوم

حذف

تكرار

انقلاب

انتقال

تغيير في عدد الكروموسومات

حالات عدم الانفصال

تعدد المجموعات الكروموسومية

يفترض أن تحتوي البويضة المخصبة الطبيعية على العدد الضعفي من الكروموسومات

( ثنائية المجموعة الكروموسومية (2n) )

n

n

+

2n

ما الفرق بين أحادية المجموعة الكروموسومية (1n) و ثنائية المجموعة الكروموسومية (2n) ؟

أحادية المجموعة الكروموسومية (1n)

ثنائية المجموعة الكروموسومية (2n)

يفترض أن تحتوي البويضة المخصبة الطبيعية على العدد الضعفي من الكروموسومات

( ثنائية المجموعة الكروموسومية (2n) )

n

n

+

2n

تحتوي خلايا بعض الكائنات الحية على أكثر من مجموعتين كروموسوميتين

1n

أنواع حالات تعدد المجموعات الكروموسومية :

2n

3n

4n

ما الفرق بين حالات التعدد الكروموسومي و المتلازمات الناتجة عن حالات عدم الانفصال عند الانسان مثل متلازمة داون أو ادواردز ؟

1n

ما هي أسباب ظهور (3n) ثلاث مجموعات كروموسومية ؟

2n

3n

4n

ما هي أسباب ظهور 3 مجموعات كروموسومية (3n) ؟

2n

n

+

3n

السبب الأول

مسؤول عن 40 % من حالات 3n عند الإنسان

ما هي أسباب ظهور 3 مجموعات كروموسومية (3n) ؟

n

n

+

3n

n

+

السبب الثاني (للاثراء)

مسؤول عن 60 % من حالات 3n عند الإنسان

ما هي أسباب ظهور 4 مجموعات كروموسومية (4n) ؟

n

n

+

2n

تبدأ البويضة المخصبة سلسلة من الانقسامات لتكوين الجنين

تفشل البويضة المخصبة في الانقسام بعد أن ضاعفت كروموسوماتها

حالات تعدد المجموعات الكروموسومية شائعة في المملكة النباتية

اختلالات وراثية ناتجة عن الطفرات الجينية

اختلالات وراثية ناتجة عن طفرات جينية

حمى البحر الأبيض المتوسط

كرابي

فينيل كيتونيوريا

طفرة جينية متنحية على الكروموسوم رقم 12

طفرة جينية متنحية على الكروموسوم رقم 14

طفرة جينية متنحية على الكروموسوم رقم 16

انعدام انتاج انزيم فنيل ألانين هيدروكسيليز

تدمير أغلفة الخلايا العصبية الملينية

خلل في انتاج بروتين معين في بعض الخلايا المناعية المسؤولة عن تنظيم الاستجابة الالتهابية

أولاً : مرض فينيل كيتونيوريا (PKU)

مرض فينيل كيتونيوريا هو مرض وراثي سببه طفرة جسدية متنحية على الكروموسوم رقم 12

ما هو الطراز الجيني لشخص مصاب بالمرض ؟

ما هو الطراز الجيني لشخص سليم ؟

هل تختلف نسبة الإصابة بين الذكور و الإناث ؟

OH

الحمض الأميني فينيل ألانين

الحمض الأميني تيروسين

ما هي وظيفة انزيم فينيل ألانين هيدروكسيليز في الوضع الطبيعي ؟

يدخل الحمض الأميني تيروسين في بناء صبغة الميلانين, كما يقوم ببناء هرمونات الايبنفرين و النورإيبنفرين و الثايروكسين

عندما يجتمع جيني الطفرة (rr) على الجين المسؤول عن انتاج انزيم فينيل ألانين هيدروكسيليز

يتراكم الحمض الأميني فينيل ألانين, و يتحول إلى نواتج سامة تتراكم في الدم و أنسجة الجسم خاصة الدماغ

فسري ما تشاهدينه في الصور الآتية

بشرة و شعر بلون فاتح، لماذا ؟!

إنَّ تراكم الفينيل ألانين في الدماغ يعيق تطوره, مما يسبب تخلفاً عقلياً شديداً

صغر حجم الرأس، لماذا ؟!

يسبب مركب الفينيل ألانين أسيتيت (الناتج عن تحطم الفينيل ألانين) رائحة عفنة للعرق و البول

أعراض الإصابة بمرض فينيل كيتونيوريا إذا لم يُعالج الوليد خلال الشهر الأول من عمره

فحص كعب القدم للكشف عن مرض فينيل كيتونيوريا الذي يُجرى للمواليد الجدد خلال الأسبوع الأول بعد الولادة

إذا اكتُشِفَ المرض مبكراً جداً (خلال الشهر الأول من عمر الرضيع) فإنه يمكن علاجه من خلال وصف حليب خاص للرضَّع يحتوي على كمية قليلة من الفينيل ألانين

يعيش الفرد حياة طبيعية طالما التزم بحمية غذائية خاصة, بحيث تحتوي على كميات قليلة جداً من الفينيل ألانين

أطعمة غنية بالفينيل ألانين

ثانياً : مرض كرابي

سمي المرض نسبة إلى طبيب الأعصاب الدنماركي كنود كرابي الذي وصف مرض كرابي لأول مرة في العام 1916

مرض كرابي هو مرض وراثي سببه طفرة جسدية متنحية على الكروموسوم رقم 14

ما هو الطراز الجيني لشخص مصاب بالمرض ؟

ما هو الطراز الجيني لشخص سليم ؟

هل تختلف نسبة الإصابة بين الذكور و الإناث ؟

تسبب الطفرة تدمير أغلفة الخلايا العصبية الملينية

تظهر أعراض المرض قبل بلوغ الطفل ستة أشهر

صعوبة التغذية

الحمى

تأخر في النمو

تشنجات عضلية

فقدان السمع و البصر

فقدان القدرة على البلع

يموت الأطفال في معظم الحالات قبل بلوغ السنة الثانية من العمر

من أعراض المرض :

ثالثاً : مرض حمى البحر الأبيض المتوسط

مرض حمى البحر الأبيض المتوسط هو مرض وراثي سببه طفرة جسدية متنحية على الكروموسوم رقم 16

ما هو الطراز الجيني لشخص مصاب بالمرض ؟

ما هو الطراز الجيني لشخص سليم ؟

هل تختلف نسبة الإصابة بين الذكور و الإناث ؟

تؤدي الطفرة إلى خلل في انتاج بروتين معين (بايرن) في بعض الخلايا المناعية المسؤولة عن تنظيم الاستجابة الالتهابية

من أعراض المرض : حدوث نوبات متكررة من الالتهاب المؤلم مصحوبة بحمى في الصدر و المفاصل و القلب، و الغشاء المحيط بالدماغ و الحبل الشوكي

سليم

سليم حامل للمرض

مصاب

سؤال ص 70 : ما نسبة ظهور مرض حمى البحر الأبيض المتوسط لأبوين كلاهما يحمل الطراز الجيني غير النقي للمرض ؟