الكروموسوم ب

بالإضافة إلى النمط النووي الطبيعي المكون من كروموسومات A ، تحتوي التجمعات البرية للعديد من أنواع الحيوانات والنباتات والفطريات على كروموسومات B (المعروفة أيضًا بالكروموسومات الزائدة، أو الإضافية ، أو التي يمكن الاستغناء عنها (بشروط) ، أو الخاصة بالسلالة ؛ وتُسمى أيضًا بالكروموسومات غير الأساسية ). [ 1 ] [ 2 ] وبحسب التعريف، فإن هذه الكروموسومات ليست ضرورية لحياة النوع، وهي غائبة لدى بعض الأفراد (عادةً معظمهم). وبالتالي، يتكون التجمع من أفراد لديهم 0، أو 1، أو 2، أو 3 (إلخ) من كروموسومات B. [ 1 ] وتختلف كروموسومات B عن كروموسومات العلامات أو النسخ الإضافية من الكروموسومات الطبيعية كما هو الحال في حالات التثلث الصبغي .
أصل
لا يزال الأصل التطوري للكروموسومات الزائدة غامضًا، ولكن يُفترض أنها نشأت من أجزاء غير متجانسة من الكروموسومات الطبيعية في الماضي البعيد. وبشكل عام، "يمكننا اعتبار الكروموسومات الزائدة فئة خاصة جدًا من التعدد الشكلي الجيني ، والتي لا تخضع لقوانين مندل المعتادة للوراثة، وذلك بسبب تعدد آليات التراكم." [ 1 ]
أظهرت تقنيات التسلسل الجيني من الجيل التالي أن كروموسومات B في نبات الجاودار هي عبارة عن اندماجات لكروموسومات A ("الطبيعية") في نبات الجاودار. [ 3 ] وبالمثل، فقد ثبت أن كروموسومات B في سمكة البلطي Haplochromis latifasciatus تنشأ أيضًا من إعادة ترتيب كروموسومات A الطبيعية. [ 4 ]
يبدو أن كروموسومات B الفطرية في نوعين على الأقل لها أصل مختلف، إذ تُظهر تماثلاً محدوداً في ترتيب الجينات ومقاييس تشابه أخرى مع أجزاء كروموسوم A. ومن المرجح أنها نشأت عن طريق النقل الجيني الأفقي . [ 5 ] [ 2 ]
وظيفة
معظم كروموسومات B هي في الغالب أو كليًا كروموسومات غير متجانسة (أي غير مشفرة إلى حد كبير )، لكن بعضها يحتوي على أجزاء كبيرة من الكروموسومات الحقيقية [ 6 ] (مثل كروموسومات B في الذرة). في بعض الحالات، تعمل كروموسومات B كعناصر وراثية أنانية . وفي حالات أخرى، توفر كروموسومات B ميزة تكيفية إيجابية. على سبيل المثال، يمتلك الجراد البريطاني Myrmeleotettix maculatus نوعين بنيويين من كروموسومات B: كروموسومات مركزية وكروموسومات شبه مركزية. توجد الكروموسومات الزائدة، التي تحتوي على حمض نووي ساتلي ، في البيئات الدافئة والجافة، وتكون نادرة أو غائبة في المناطق الرطبة والباردة.
هناك أدلة على وجود آثار ضارة للنباتات الزائدة على خصوبة حبوب اللقاح، كما أن الآثار أو الارتباطات الإيجابية مع بيئات معينة معروفة أيضاً في عدد من الأنواع.
تميل كروموسومات B إلى التراكم في نواتج الانقسام الاختزالي، مما يؤدي إلى زيادة عددها عبر الأجيال، وبالتالي تعمل كعناصر وراثية أنانية . ومع ذلك، يُوازن هذا التأثير بالانتقاء ضد العقم.
في الفطريات
تُعدّ تعددات أشكال الكروموسومات شائعة جدًا بين الفطريات . غالبًا ما تمتلك عزلات مختلفة من النوع نفسه عددًا مختلفًا من الكروموسومات، حيث يكون بعض هذه الكروموسومات الإضافية غير ضروري للنمو الطبيعي في المزارع. تُعرف الكروموسومات الإضافية باسم الكروموسومات التي يمكن الاستغناء عنها بشروط، أو الكروموسومات الزائدة، لأنها غير ضرورية في بعض الحالات، ولكنها قد تُضفي ميزة انتقائية في بيئات مختلفة. [ 5 ]
لا تحمل الكروموسومات الزائدة جينات ضرورية لنمو الفطريات الأساسي، ولكن قد يكون لها أهمية وظيفية. على سبيل المثال، اكتُشف أن الكروموسوم الزائد لممرض البازلاء Fusarium solani (مرادف: Haematonectria haematococca ) يحمل جينات مهمة لقدرة الفطر على إحداث المرض. وقد وُجد أن هذا الحمض النووي الزائد يُشفّر مجموعة من الإنزيمات التي تُحلل السموم، والمعروفة باسم الفيتوألكسينات ، والتي يُفرزها الجهاز المناعي للنبات. [ 5 ] من المحتمل أن تكون هذه العناصر الزائدة قد نشأت من خلال عمليات نقل الجينات الأفقي، لأن تحليل التسلسل غالبًا ما يُشير إلى أن لها تاريخًا تطوريًا مختلفًا عن الحمض النووي الكروموسومي الأساسي. [ 5 ]
يحتوي الفطر الممرض Zymoseptoria tritici، الذي يصيب القمح ، على 8 كروموسومات B غير أساسية، وهو أكبر عدد من الكروموسومات غير الأساسية التي لوحظت في الفطريات، بالإضافة إلى 13 كروموسومًا طبيعيًا. يكشف تسلسل الجينوم أن كروموسومات B تحتوي على نسبة أعلى من التكرارات ونسبة أقل من الجينات مقارنةً بالمجموعة الأساسية. تشير المقارنة إلى أن كروموسومات B لم تنشأ من تضاعف قطاعي لكروموسومات A، ومن المرجح أنها ناتجة عن نقل جيني أفقي. تُفقد هذه الكروموسومات أحيانًا أثناء تهجين السلالات المتباينة. [ 2 ]
في النباتات
تُعدّ الكروموسومات B مؤشراً هاماً على التنوع الجيني بين أنواع النباتات المختلفة. [ 7 ] وتُلاحظ هذه الكروموسومات الزائدة بشكل شائع في كاسيات البذور ، وتحديداً في النباتات المزهرة التي يتم تهجينها عن طريق التلقيح الخلطي. [ 7 ]
يُعزى التطور غير الواضح للكروموسومات B إلى عدم انتظام ظهورها في تجمعات أنواع نباتية محددة. يتذبذب عدد الكروموسومات B المنسوخة بين الخلايا داخل أفراد المجموعة النباتية الواحدة. [ 8 ] على سبيل المثال، يمتلك النوعان الشقيقان Aegilops speltoides و Aegilops mutica نسخًا من الكروموسومات B في أنسجتهما الهوائية، بينما تخلو جذورهما من هذه الكروموسومات الزائدة. [ 8 ]
يختلف التركيب المورفولوجي وحجم كروموسومات B عن الكروموسومات الطبيعية في كل من النباتات والثدييات. [ 8 ] في أغلب الأحيان، تكون كروموسومات B في النباتات "غير متماثلة وأصغر من أصغر كروموسوم A". [ 8 ]
مراجع
- 1 2 3 وايت، إم جيه دي (1973). الكروموسومات ( الطبعة السادسة). لندن: تشابمان وهول. ص 171. ISBN 0-412-11930-7.
- 1 2 3 جودوين، ستيفن ب؛ بن مبارك، سارة؛ ديلون، براهام. ويتنبرغ، الكسندر هـ. كرين، تشارلز ف. هاني، جيمس ك.؛ فوستر، أندرو J.؛ فان دير لي، ثيو AJ؛ جريموود، جين؛ آيرتس، أندريا؛ انطونيو، جون. بيلي، آندي؛ بلوم، بيرت. بولر، جوديث؛ بريستو، جيم. فان دير بورجت، أكل؛ كانتو كانشي، بلوندي؛ تشرشل، أليس سي إل؛ كوندي-فيرايز، لورا؛ كولز، هانز J.؛ كوتينيو، بيدرو م.؛ سسكاي، مايكل. ديهال، بارامفير؛ دي فيت، بيير. دونزيلي، برونو؛ فان دي جيست، هنري C .؛ فان هام، رولاند CHJ. هاموند-كوساك، كيم إي؛ هنريسات، برنارد. كيليان، أندريه؛ كوباياشي، أديلسون ك.؛ كوبمان، إيدا. كورمبيتيس، يانيس؛ كوزنيار، أرنولد؛ ليندكويست، إريكا؛ لومبارد، فنسنت؛ مالييبارد، كريس؛ مارتينز، ناتاليا؛ محرابي، رحيم؛ قيلولة، جان PH؛ بونومارينكو، أليسا؛ رود، جايسون ج. سلاموف، عساف؛ شموتز، جيريمي. شوتن، هينك J .؛ شابيرو، هاريس. ستيرجيوبولوس، يوانيس؛ تورياني ، ستيفانو إف إف. تو، هانك. دي فريس، رونالد ب. والويك، سيس؛ وير، سارة ب. ويبنجا، إعلان؛ زويرز، لوت-هارم؛ أوليفر، ريتشارد ب. غريغورييف، إيغور V؛ كيما، جيرت HJ (9 يونيو 2011). "الجينوم الكامل لمسبب مرض القمح الفطري Mycosphaerella graminicola يكشف عن بنية الديسبنسوم، ومرونة الكروموسوم، وآلية الإمراض الخفي" . PLOS Genetics . 7 (6) e1002070. doi : 10.1371/journal.pgen.1002070 . PMC 3111534. PMID 21695235 .
- ^ مارتيس ، ميهايلا ماريا. كليمي، سونيا؛ بناي مقدم، علي محمد؛ بلاتنر، فرانك ر.؛ ماكاس، جيري؛ شموتزر، توماس. شولتز، أوي. جوندلاش، هايدرون؛ ويكر، توماس. سيمكوفا، هانا؛ نوفاك، بيتر؛ نيومان، بافل. كوبالاكوفا، ماري؛ باور، إيفا؛ هاسينير، جريت؛ فوكس، يورغ. دولزيل، ياروسلاف؛ شتاين، نيلز. ماير، كلاوس فكس. هوبين ، أندرياس (14 أغسطس 2012). "الكروموسوم الزائد الأناني يكشف عن أصله كفسيفساء من الجينوم المضيف وتسلسلات العضيات" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . 109 (33): 13343– 13346. Bibcode : 2012PNAS..10913343M . doi : 10.1073/ pnas.1204237109 . PMC 3421217. PMID 22847450 .
- ↑ فالينتي، غيلهيرمي ت.؛ كونتي، ماثيو أ.؛ فانتيناتي، برونو إي. أ.؛ كابرال دي ميلو، ديوغو س.؛ كارفاليو، روبسون ف.؛ فيكاري، مارسيلو ر.؛ كوخر، توماس د.؛ مارتينز، سيزار (أغسطس 2014). "أصل وتطور كروموسومات B في سمكة البلطي أستاتوتيلابيا لاتيفاسياتا بناءً على تحليلات جينومية متكاملة" . علم الأحياء الجزيئي والتطور . 31 (8): 2061-2072 . doi : 10.1093/molbev/msu148 . PMID 24770715 .
- 1 2 3 4 كوفرت، سارة ف . (مايو 1998). "الكروموسومات الزائدة في الفطريات الخيطية". علم الوراثة الحالي . 33 (5): 311-319 . doi : 10.1007/s002940050342 . PMID 9618581. S2CID 7002492 .
- ↑ تريفونوف، فلاديمير أ؛ ديمينتيفا، بولينا ف؛ لاركين، دينيس م؛ أوبراين، باتريشيا س م؛ بيرلمان، بولينا ل؛ يانغ، فينغتانغ؛ فيرغسون-سميث، مالكولم أ؛ غرافوداتسكي، ألكسندر س (ديسمبر 2013). " نسخ جين مُشفِّر للبروتين على كروموسومات B لغزال الرو السيبيري (Capreolus pygargus)" . BMC Biology . 11 (1): 90. doi : 10.1186/1741-7007-11-90 . PMC 3751663. PMID 23915065 .
- ١ ٢ هوبن، أندرياس؛ بنائي مقدم، علي محمد؛ كليم، سونيا (٢٠١٣)، "بيولوجيا وتطور كروموسومات B"، في غريلهوبر، يوهان؛ دوليزيل، ياروسلاف؛ ويندل، جوناثان ف. (محررون)، تنوع جينوم النبات، المجلد ٢: البنية الفيزيائية، والسلوك، وتطور جينومات النبات ، فيينا: سبرينغر، ص ١٤٩-١٦٥ ، doi : 10.1007/978-3-7091-1160-4_10 ، ISBN 978-3-7091-1160-4
- 1 2 3 4 دوغلاس، ريان ن.؛ بيرشلر، جيمس أ. (2017)، “كروموسومات ب”، في بهات، طارق أحمد؛ واني ، إعجاز أحمد (محرران)، بنية الكروموسوم والانحرافات ، نيودلهي: سبرينغر الهند، الصفحات من 13 إلى 39، دوى : 10.1007 / 978-81-322-3673-3_2 ، ISBN 978-81-322-3673-3
للمزيد من القراءة
- بيرت، أوستن؛ تريفرز، روبرت (2005). "تسعة: كروموسومات ب". الجينات في صراع: بيولوجيا العناصر الوراثية الأنانية . كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة جامعة هارفارد. ص 325-380 . ISBN 0-674-01713-7.
- كاماتشو، خوان بيدرو م.؛ شربل، تيموثي ف.؛ بيوكيبوم، ليو دبليو (29 فبراير 2000). "تطور الكروموسوم ب" . المعاملات الفلسفية للجمعية الملكية في لندن. السلسلة ب: العلوم البيولوجية . 355 (1394): 163–178 . دوى : 10.1098/rstb.2000.0556 . بمك 1692730 . بميد 10724453 .
- كاماتشو، خوان بيدرو م. (2004). الكروموسومات ب في جينوم حقيقيات النوى . كارجر. رقم ISBN 978-3-8055-7807-3.
- الكروموسومات
