التفاعل الجيني

📅 آخر تحديث: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 6 صور
الموسوعة الحرة
من أمثلة التفاعل الجيني التفاعل بين لون الشعر والصلع. فجين الصلع التام يكون متفوقًا على جين الشعر الأشقر أو الأحمر . أما جينات لون الشعر فتكون تابعة لجين الصلع. وبالتالي، فإن نمط الصلع الظاهري يطغى على جينات لون الشعر، ولذا فإن التأثيرات غير تراكمية.
مثال على التفاعل الجيني في علم وراثة لون الفراء: إذا لم يتم إنتاج أي أصباغ، فإن جينات لون الفراء الأخرى لا تؤثر على النمط الظاهري، سواء كانت سائدة أو متماثلة الزيجوت. هنا، يكون النمط الجيني "c c" المسؤول عن عدم وجود صبغة متفوقًا على الجينات الأخرى. [ 1 ]

التفاعل الجيني (Epistasis) ظاهرة في علم الوراثة ، حيث يعتمد تأثير طفرة ما على صفة معينة على وجود أو غياب طفرات في مواقع جينية مختلفة (مواقع على الجينوم )، قد تكون هذه الطفرات على نفس الجين (داخل الجين) [ 2 ] [ 3 ] أو على جينات مختلفة، تُسمى الجينات المعدلة . في علم الوراثة التطوري ، يحدث التفاعل الجيني عندما يكون التأثير المُجتمع لطفرتين مختلفًا عما يُتوقع عند جمع تأثير كل منهما على حدة. [ 4 ] يمكن توسيع هذا التعريف ليشمل أكثر من موقعين جينيين لدراسة التفاعل الجيني من الرتب العليا، والذي يلعب دورًا هامًا في تشكيل المسارات التطورية . [ 5 ]

استُخدم مصطلح "التفاعل الجيني" (Epistasis) لأول مرة عام 1907 لوصف التباين بين التنبؤ بنسب الانفصال بناءً على عمل الجينات الفردية والنتيجة الفعلية للتزاوج الثنائي، [ 6 ] ويُستخدم الآن على نطاق واسع في الكيمياء الحيوية ، وعلم الأحياء الحاسوبي ، وعلم الأحياء التطوري . وبينما يختلف المعنى الدقيق للمصطلح بين الباحثين الذين يدرسون علم الوراثة على المستوى الوظيفي، أو التركيبي، أو الإحصائي، فإنه لا يزال يصف التفاعلات الجينية على مستويات مختلفة. [ 7 ]

تاريخ

لقد تغير فهم التفاعل الجيني (Epistasis) بشكل كبير عبر تاريخ علم الوراثة ، وكذلك استخدام المصطلح. استُخدم المصطلح لأول مرة عام 1907 من قِبل ويليام بيتسون وزميلتيه فلورنس دورهام ومورييل ويلديل أونسلو . [ 8 ] [ 9 ] في النماذج المبكرة للانتقاء الطبيعي التي وُضعت في أوائل القرن العشرين، كان يُنظر إلى كل جين على أنه يُساهم بشكل مميز في اللياقة، في مقابل متوسط ​​تأثير الجينات الأخرى. ولا تزال بعض المقررات التمهيدية تُدرّس علم الوراثة السكانية بهذه الطريقة. ونظرًا للطريقة التي تطور بها علم الوراثة السكانية، فقد مال علماء الوراثة التطورية إلى اعتبار التفاعل الجيني استثناءً. ومع ذلك، بشكل عام، يعتمد التعبير عن أي أليل بطريقة معقدة على العديد من الأليلات الأخرى.

في علم الوراثة الكلاسيكي ، إذا طرأ تغيير على الجينين A وB، وأنتج كل تغيير على حدة نمطًا ظاهريًا فريدًا، ولكن الطفرتين معًا أظهرتا نفس النمط الظاهري للطفرة A، فإن الجين A يكون متفوقًا جينيًا (epistatic) والجين B يكون متفوقًا جينيًا (hypostatic ). على سبيل المثال، يُعد جين الصلع الكامل متفوقًا جينيًا على جين الشعر البني ، لأن نمط الصلع الظاهري يحجب تعبير جين لون الشعر. مع تطور دراسة علم الوراثة، وظهور البيولوجيا الجزيئية ، تحول التركيز من تأثيرات الحجب البسيطة (والكاملة) إلى التفاعلات الكمية المعقدة بين الجينات. [ 10 ] ونتيجة لذلك، توسع تعريف التفوق الجيني ليشمل أي تفاعل غير جمعي بين طفرتين أو أكثر.

أصبح من الشائع الآن قياس تأثيرات الجينات كميًا عن طريق تحليل شدة النمط الظاهري (مثل الطول ، أو التصبغ ، أو معدل النمو ) أو عن طريق التحليل الكيميائي الحيوي لنشاط البروتين (مثل الارتباط أو التحفيز ). وتهدف نماذج البيولوجيا الحاسوبية والتطورية المتطورة بشكل متزايد إلى وصف تأثيرات التفاعل الجيني (Epistasis) على نطاق الجينوم بأكمله، وعواقب ذلك على التطور . [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] ونظرًا لأن تحديد أزواج التفاعل الجيني يمثل تحديًا من الناحيتين الحاسوبية والإحصائية، فقد سعت العديد من الدراسات إلى تحديد أولويات هذه الأزواج. [ 14 ] [ 15 ] ومع ذلك، في السنوات الأخيرة، سمحت التجارب عالية الإنتاجية والتحليلات الحاسوبية للباحثين بدراسة التفاعل الجيني من الرتبة الأعلى (حيث تتفاعل أكثر من طفرتين في مواقع جينية مختلفة). [ 16 ] [ 17 ] [ 3 ]

تصنيف

قيم الصفات الكمية بعد حدوث طفرتين ، إما منفردتين (Ab و aB) أو مجتمعتين (AB). تشير الأعمدة داخل المربع الرمادي إلى قيمة الصفة المجمعة في ظل ظروف مختلفة من التفاعل الجيني. يوضح الجزء العلوي التفاعل الجيني بين الطفرات المفيدة (باللون الأزرق). [ 18 ] [ 19 ] ويوضح الجزء السفلي التفاعل الجيني بين الطفرات الضارة (باللون الأحمر). [ 20 ] [ 21 ]
بما أن الطفرات ضارة في المتوسط، فإن الطفرات العشوائية في الكائن الحي تُسبب انخفاضًا في لياقته. إذا كانت جميع الطفرات تراكمية، فإن اللياقة ستنخفض تناسبًا مع عدد الطفرات (الخط الأسود). عندما تُظهر الطفرات الضارة تأثيرًا سلبيًا (تآزريًا)، فإنها تكون أكثر ضررًا مجتمعةً منها منفردةً، وبالتالي تنخفض اللياقة مع ازدياد عدد الطفرات بمعدل متزايد (الخط الأحمر العلوي). عندما تُظهر الطفرات تأثيرًا إيجابيًا (مُضادًا)، فإن تأثيرات الطفرات تكون أقل حدةً مجتمعةً منها منفردةً، وبالتالي تنخفض اللياقة بمعدل متناقص (الخط الأزرق السفلي). [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]

قد تختلف المصطلحات المتعلقة بالتفاعل الجيني (Epistasis) بين المجالات العلمية المختلفة. كما توجد اختلافات عند دراسة التفاعل الجيني داخل جين واحد، وعند دراسته داخل جينوم أحادي أو ثنائي الصيغة الصبغية . يُستخدم مصطلح التفاعل الجيني عمومًا للدلالة على انحراف تأثيرات المواقع الجينية المختلفة عن "الاستقلالية". غالبًا ما ينشأ الالتباس نتيجةً لاختلاف تفسير مفهوم "الاستقلالية" بين فروع علم الأحياء المختلفة. [ 24 ] تحاول التصنيفات أدناه تغطية المصطلحات المختلفة وكيفية ارتباطها ببعضها البعض.

خاصية الجمع

يُعتبر طفرتان تراكميتين بحتتين إذا كان تأثير الطفرة المزدوجة هو "مجموع تأثيرات" الطفرات الفردية. يحدث هذا عندما لا تتفاعل الجينات مع بعضها البعض، على سبيل المثال من خلال العمل عبر مسارات أيضية مختلفة . ببساطة، دُرست الصفات التراكمية في وقت مبكر من تاريخ علم الوراثة ، إلا أنها نادرة نسبيًا، حيث تُظهر معظم الجينات مستوىً ما من التفاعل الجيني (التفاعل فوق الجيني). [ 25 ] [ 26 ]

تجدر الإشارة إلى أن مصطلح "مجموع التأثيرات" مصطلح نسبي يعتمد على ما إذا كانت الطفرة في السمة المدروسة تتصرف بشكل جمعي أو ضربي. قد تتصرف الطفرة نفسها بأي من الطريقتين إذا تغير تعريف السمة المدروسة. على سبيل المثال، بينما يقيس كل من معاملَي الاختيار المالتوسي والرايتوي تأثير الطفرة على اللياقة، فإن الطفرات التي تكون ضربية في اللياقة الرايتية تتصرف بشكل جمعي في اللياقة المالتوسية (لأن اللياقة المالتوسية هي لوغاريتم اللياقة الرايتية). [ 27 ] [ 28 ]

التفاعل بين الأحجام

يوضح الشكل ثلاثة أمثلة على التفاعل الجيني (Epistasis) في بيئة لياقة جينوم أحادي الصيغة الصبغية . تمثل المحاور الأفقية مواقع جينية مختلفة على الجينوم، حيث تمثل النقاط المختلفة على كل محور الأليلات المحتملة في تلك المواقع. يمثل المحور الرأسي لياقة (النمط الظاهري) النمط الجيني في بيئة معينة. في الحالة الموجودة في أقصى اليسار، يكون تأثير اللياقة لأي طفرة (مثال: a → A) متساويًا، بغض النظر عن الأليل الموجود في المواقع الأخرى. وهذا يمثل القيمة المتوقعة الصفرية لعدم وجود تفاعل جيني. في الشكل الأوسط، يكون تأثير اللياقة للطفرة المزدوجة أعلى من القيمة المتوقعة الصفرية (بعد الطفرة b → B، يكون تأثير اللياقة للطفرة a → A أعلى، والعكس صحيح)، مما يدل على تفاعل جيني إيجابي . وبالمثل، يدل الشكل الموجود في أقصى اليمين على تفاعل جيني سلبي لأن لياقة الطفرة المزدوجة أقل من القيمة المتوقعة الصفرية. [ 18 ]

عندما تُظهر الطفرة المزدوجة نمطًا ظاهريًا أكثر ملاءمةً مما هو متوقع من تأثيرات الطفرتين المنفردتين، يُشار إلى ذلك بالتفاعل الجيني الإيجابي . يُؤدي التفاعل الجيني الإيجابي بين الطفرات المفيدة إلى تحسينات أكبر في الوظيفة مما هو متوقع. [ 18 ] [ 19 ] بينما يحمي التفاعل الجيني الإيجابي بين الطفرات الضارة من التأثيرات السلبية، مما يُسبب انخفاضًا أقل حدة في اللياقة. [ 21 ]

في المقابل، عندما تؤدي طفرتان معًا إلى نمط ظاهري أقل ملاءمة مما هو متوقع من تأثير كل منهما على حدة، يُطلق على هذه الظاهرة اسم التفاعل الجيني السلبي . [ 29 ] [ 30 ] يؤدي التفاعل الجيني السلبي بين الطفرات المفيدة إلى تحسينات في اللياقة أقل من المتوقع، بينما يؤدي التفاعل الجيني السلبي بين الطفرات الضارة إلى انخفاضات في اللياقة أكبر من مجموع الانخفاضات المتوقعة. [ 20 ]

بشكل مستقل، عندما يكون تأثير طفرتين على اللياقة أكثر جذرية مما هو متوقع من تأثير كل منهما على حدة، يُشار إلى ذلك بالتفاعل الجيني التآزري . أما في الحالة المعاكسة، عندما يكون فرق اللياقة بين الطفرة المزدوجة والنمط البري أقل مما هو متوقع من تأثير كل طفرة على حدة، يُطلق عليه التفاعل الجيني التضادي . [ 23 ] لذلك، بالنسبة للطفرات الضارة، يكون التفاعل الجيني السلبي تآزريًا أيضًا، بينما يكون التفاعل الجيني الإيجابي تضاديًا؛ وعلى العكس، بالنسبة للطفرات المفيدة، يكون التفاعل الجيني الإيجابي تآزريًا، بينما يكون التفاعل الجيني السلبي تضاديًا.

يُستخدم مصطلح التحسين الجيني أحيانًا عندما يكون للطفرة المزدوجة (الضارة) نمط ظاهري أكثر حدة من التأثيرات التراكمية للطفرات الفردية. ويُشير أنصار نظرية الخلق أحيانًا إلى التفاعل الجيني الإيجابي القوي بالتعقيد غير القابل للاختزال (مع أن معظم الأمثلة تُشخَّص بشكل خاطئ ).

علامة التداخل

يحدث التفاعل الجيني [ 31 ] عندما يكون للطفرات تأثير معاكس عند وجود طفرات أخرى. على سبيل المثال، يُعد الدماغ الكبير والمعقد هدرًا للطاقة بدون مجموعة من أعضاء الحس ، ولكن أعضاء الحس تصبح أكثر فائدة بفضل دماغ كبير ومعقد قادر على معالجة المعلومات بشكل أفضل. يؤدي غياب التفاعل الجيني إلى سطح لياقة سلس (يُسمى أيضًا سطح جبل فوجي)، حيث أن كل خطوة طفرة نحو النمط الجيني الأمثل ستكون تكيفية بشكل رتيب. [ 32 ]

في أقصى حالاتها، تحدث ظاهرة التفاعل الجيني المتبادل [ 33 ] عندما يكون جينان ضاران مفيدين عند وجودهما معًا. على سبيل المثال، يمكن لإنتاج سم واحد أن يقتل بكتيريا ، بينما قد يؤدي إنتاج مُصدِّر السم وحده إلى إهدار الطاقة، لكن إنتاج كليهما يُحسِّن اللياقة عن طريق قتل الكائنات المنافسة . إذا احتوى سطح اللياقة على تفاعل جيني متبادل دون تفاعل جيني متبادل، فإنه يُسمى شبه أملس [ 34 ] . يُعد التفاعل الجيني المتبادل شرطًا ضروريًا لظهور تضاريس (قمم متعددة) في سطح اللياقة [ 35 ] [ 36 ] .

قد يؤدي التفاعل الجيني المتبادل إلى شكلٍ متطرف من الكبت الجيني ، حيث تصبح طفرتان ضارتان، كلٌ على حدة، مفيدتين عند وجودهما معًا. ومن الأمثلة الواضحة على الكبت الجيني، إثباتُ أن طفرتين ضارتين ، تُسبب كلٌ منهما نقصًا في مستوى بروتين مورفوجيني مختلف ، يمكن أن تتفاعلا بشكل إيجابي أثناء تجميع العاثية T4 . [ 37 ] إذا تسببت طفرةٌ ما في انخفاضٍ في مُكوِّنٍ بنيويٍّ مُعين، فقد يُؤدي ذلك إلى اختلالٍ في عملية التكوين المورفولوجي وفقدان ذرية فيروسية قابلة للحياة، ولكن يُمكن استعادة إنتاج ذرية قابلة للحياة عن طريق طفرة ثانية (كابحة) في مُكوِّن مورفوجيني آخر، مما يُعيد توازن مُكوِّنات البروتين.

يمكن تطبيق مصطلح الكبت الجيني أيضًا على التفاعل الجيني، حيث يمتلك الطافر المزدوج نمطًا ظاهريًا متوسطًا بين أنماط الطفرات الفردية، وفي هذه الحالة، يتم كبت النمط الظاهري الأكثر حدة للطفرة الفردية بواسطة الطفرة الأخرى أو الحالة الجينية الأخرى. على سبيل المثال، في الكائن الحي ثنائي المجموعة الكروموسومية ، يمكن كبت النمط الظاهري للطفرة ناقصة الوظيفة (أو فقدان جزئي للوظيفة) عن طريق تعطيل نسخة واحدة من جين يعمل بشكل معاكس في نفس المسار. في هذه الحالة، يوصف الجين الثاني بأنه "كابت سائد" للطفرة ناقصة الوظيفة؛ "سائد" لأن التأثير يُلاحظ عند وجود نسخة واحدة من النمط البري من جين الكابت (أي حتى في الكائن غير المتجانس). بالنسبة لمعظم الجينات، يكون النمط الظاهري لطفرة الكابت غير المتجانسة بحد ذاتها من النمط البري (لأن معظم الجينات ليست غير كافية أحادية النسخة)، وبالتالي يكون النمط الظاهري للطفرة المزدوجة (المكبوتة) متوسطًا بين أنماط الطفرات الفردية.

في التفاعل الجيني غير المتبادل، تقع لياقة الطفرة في منتصف نطاق التأثيرات القصوى التي تُرى في التفاعل الجيني المتبادل.

عندما تكون طفرتان قابلتين للحياة بمفردهما ولكنهما قاتلتان عند دمجهما، يطلق على ذلك اسم الفتك التركيبي أو عدم التكامل غير المرتبط . [ 38 ]

الكائنات أحادية المجموعة الكروموسومية

في كائن أحادي الصيغة الصبغية ذي أنماط جينية (في موقعين ) ab أو Ab أو aB أو AB ، يمكننا التفكير في أشكال مختلفة من التفاعل الجيني على أنها تؤثر على حجم النمط الظاهري عند حدوث الطفرة بشكل فردي (Ab و aB) أو مجتمعة (AB).

نوع التفاعلأبأبABAB
لا يوجد تفاعل جزيئي (إضافي) 0112AB = Ab + aB + ab 
التفاعل الجيني الإيجابي (التآزري)0113AB > Ab + aB + ab 
التفاعل الجيني السلبي (العدائي)0111AB < Ab + aB + ab 
علامة التداخل01-12AB لها إشارة معاكسة لـ Ab أو aB
التفاعل الجيني المتبادل0-1-12AB لها إشارة معاكسة لـ Ab و aB

الكائنات ثنائية المجموعة الكروموسومية

تزداد ظاهرة التفاعل الجيني (Epistasis) في الكائنات ثنائية المجموعة الكروموسومية تعقيدًا بوجود نسختين من كل جين. يمكن أن يحدث التفاعل الجيني بين المواقع الجينية، بالإضافة إلى إمكانية حدوث تفاعلات بين النسختين من كل موقع جيني في الأفراد غير المتجانسة . بالنسبة لنظام مكون من موقعين جينيين وأليلين ، توجد ثمانية أنواع مستقلة من التفاعلات الجينية. [ 39 ]

موضع إضافي أموضع B الإضافيموقع السيادة أموقع السيادة ب
aaAAAAaaAAAAaaAAAAaaAAAA
ب ب10-1ب ب111ب ب-11-1ب ب-1-1-1
ب ب10-1ب ب000ب ب-11-1ب ب111
بي بي10-1بي بي-1-1-1بي بي-11-1بي بي-1-1-1
التفاعل التراكمي بالتراكميالتفاعل الجيني الإضافي بالسيادةالهيمنة عن طريق التفاعل الجيني الإضافيالهيمنة بالهيمنة، التفاعل بين الجينات
aaAAAAaaAAAAaaAAAAaaAAAA
ب ب10-1ب ب10-1ب ب1-11ب ب-11-1
ب ب000ب ب-101ب ب000ب ب1-11
بي بي-101بي بي10-1بي بي-11-1بي بي-11-1

الأسباب الجينية والجزيئية

خاصية الجمع

قد يحدث هذا عندما تعمل جينات متعددة بالتوازي لتحقيق التأثير نفسه. على سبيل المثال، عندما يحتاج الكائن الحي إلى الفوسفور ، قد تعمل إنزيمات متعددة تُحلل مكونات مُفسفرة مختلفة من البيئة بشكل تراكمي لزيادة كمية الفوسفور المتاحة للكائن الحي. مع ذلك، لا بد من الوصول إلى نقطة يصبح فيها الفوسفور غير مُحدد للنمو والتكاثر، وبالتالي فإن أي تحسينات إضافية في استقلاب الفوسفور يكون لها تأثير ضئيل أو معدوم (التفاعل الجيني السلبي). وقد وُجد أيضًا أن بعض مجموعات الطفرات داخل الجينات تتفاعل بشكل تراكمي. [ 40 ] ويُعتبر الآن أن التفاعل التراكمي الصارم هو الاستثناء، وليس القاعدة، نظرًا لأن معظم الجينات تتفاعل مع مئات أو آلاف الجينات الأخرى. [ 25 ] [ 26 ]

التفاعل الجيني بين الجينات

يحدث التفاعل الجيني (Epistasis) داخل جينومات الكائنات الحية نتيجةً للتفاعلات بين الجينات الموجودة في الجينوم. قد يكون هذا التفاعل مباشرًا إذا كانت الجينات تُشفّر بروتينات تُشكّل، على سبيل المثال، مكونات منفصلة لبروتين متعدد المكونات (مثل الريبوسوم )، أو تُثبّط نشاط بعضها البعض، أو إذا كان البروتين المُشفّر بواسطة أحد الجينات يُعدّل الآخر (مثل الفسفرة ). في المقابل، قد يكون التفاعل غير مباشر، حيث تُشفّر الجينات مكونات مسار أو شبكة أيضية ، أو مسار نمو ، أو مسار إشارات ، أو شبكة عوامل نسخ . على سبيل المثال، لا يُفيد الجين المُشفّر للإنزيم الذي يُصنّع البنسلين فطرًا ما لم تكن لديه الإنزيمات التي تُصنّع السلائف اللازمة في المسار الأيضي.

التفاعل الجيني داخل الجينات

كما أن الطفرات في جينين منفصلين قد لا تكون تراكمية إذا تفاعل هذان الجينان، فإن الطفرات في كودونين داخل جين واحد قد تكون كذلك أيضًا. في علم الوراثة، يُطلق على هذه الظاهرة أحيانًا اسم " الكبت داخل الجين" ، حيث يمكن تعويض طفرة ضارة بطفرة ثانية داخل نفس الجين. كشف تحليل طفرات العاثية T4 التي طرأ عليها تغيير في جين rIIB أن بعض التوليفات الثنائية للطفرات يمكن أن تكبت بعضها بعضًا؛ أي أن الطفرات المزدوجة أظهرت نمطًا ظاهريًا أقرب إلى النمط البري من أي طفرة منفردة. [ 41 ] تم تحديد الترتيب الخطي للخريطة الجينية للطفرات باستخدام بيانات إعادة التركيب الجيني . انطلاقًا من هذه المصادر، تم استنتاج الطبيعة الثلاثية للشيفرة الوراثية منطقيًا لأول مرة عام 1961، كما تم استنتاج سمات رئيسية أخرى للشيفرة. [ 41 ]

كما يمكن أن يحدث كبت داخل الجين عندما تتفاعل الأحماض الأمينية داخل البروتين. ونظرًا لتعقيد عملية طي البروتين ونشاطه، فإن الطفرات التراكمية نادرة الحدوث.

تُحافظ البروتينات على بنيتها الثلاثية بواسطة شبكة داخلية موزعة من التفاعلات التعاونية ( الكارهة للماء ، والقطبية، والتساهمية ) . [ 42 ] تحدث التفاعلات فوق الجينية عندما تُغير طفرة ما البيئة المحلية لبقايا أخرى (إما عن طريق التلامس المباشر معها، أو عن طريق إحداث تغييرات في بنية البروتين). [ 43 ] على سبيل المثال، في جسر ثنائي الكبريتيد ، لا يؤثر السيستين المفرد على استقرار البروتين حتى وجود سيستين ثانٍ في الموقع الصحيح، وعندها يُشكل السيستينان رابطة كيميائية تُعزز استقرار البروتين. [ 44 ] يُلاحظ هذا على أنه فوق جيني إيجابي، حيث يكون للمتغير ثنائي السيستين استقرار أعلى بكثير من أي من المتغيرات أحادية السيستين. في المقابل، عند إدخال طفرات ضارة، غالبًا ما تُظهر البروتينات مقاومة للطفرات، حيث يستمر البروتين في العمل حتى يصل إلى عتبة استقرار معينة، وعندها تُحدث طفرات أخرى مُزعزعة للاستقرار آثارًا ضارة كبيرة، حيث يفقد البروتين قدرته على الطي . يؤدي هذا إلى التفاعل الجيني السلبي، حيث يكون للطفرات التي يكون لها تأثير ضئيل بمفردها تأثير كبير وضار مجتمعة. [ 45 ] [ 46 ]

في الإنزيمات ، يُوجّه تركيب البروتين عددًا قليلًا من الأحماض الأمينية الأساسية في هيئات هندسية دقيقة لتشكيل موقع نشط لإجراء التفاعلات الكيميائية . [ 47 ] ولأن شبكات المواقع النشطة هذه تتطلب غالبًا تعاون مكونات متعددة، فإن طفرة أيٍّ من هذه المكونات تُضعف النشاط بشكل كبير، وبالتالي فإن طفرة مكون ثانٍ يكون لها تأثير طفيف نسبيًا على الإنزيم المُعطَّل أصلًا. على سبيل المثال، إزالة أي عضو من الثالوث التحفيزي للعديد من الإنزيمات سيؤدي إلى خفض النشاط إلى مستويات منخفضة لدرجة تجعل الكائن الحي غير قادر على البقاء. [ 48 ] [ 49 ] [ 50 ]

التفاعل الجيني غير المتجانس

تحتوي الكائنات ثنائية المجموعة الكروموسومية على نسختين من كل جين. إذا كانت هاتان النسختان مختلفتين ( متغايرة الزيجوت /متغايرة الأليل)، فقد تتفاعل النسختان المختلفتان من الأليل مع بعضهما البعض مُسببةً ظاهرة التفاعل الجيني (Epistasis). يُطلق على هذه الظاهرة أحيانًا اسم التكامل الأليلي أو التكامل بين الأليلات . قد تحدث هذه الظاهرة عبر آليات متعددة، منها على سبيل المثال النقل الجيني (transvection )، حيث يعمل مُحسِّن من أحد الأليلات بشكل غير مباشر لتنشيط النسخ من مُحفِّز الأليل الآخر. بدلاً من ذلك، قد ينتج عن الربط الجيني لجزيئين من الحمض النووي الريبوزي (RNA) غير وظيفيين جزيء واحد من الحمض النووي الريبوزي (RNA) وظيفي.

وبالمثل، على مستوى البروتين، قد تُشكّل البروتينات التي تعمل كجزيئات ثنائية جزيئًا ثنائيًا غير متجانس يتألف من بروتين واحد من كل جين بديل، وقد تُظهر خصائص مختلفة عن الجزيء الثنائي المتجانس لأحد أو كلا المتغيرين. يمكن لطفرتين من عاثية T4، معيبتين في مواقع مختلفة في نفس الجين، أن تخضعا للتكامل الأليلي أثناء العدوى المختلطة. [ 51 ] أي أن كل طفرة بمفردها لا تستطيع إنتاج ذرية قابلة للحياة عند الإصابة، ولكن عند الإصابة المختلطة بطفرتين متكاملتين، تتشكل عاثيات قابلة للحياة. وقد تم إثبات التكامل داخل الجين لعدة جينات تُشفّر البروتينات التركيبية للعاثية [ 51 ]، مما يشير إلى أن هذه البروتينات تعمل كجزيئات ثنائية أو حتى كجزيئات متعددة ذات رتبة أعلى. [ 52 ]

العواقب التطورية

بيئات اللياقة البدنية وقابليتها للتطور

يشير الصف العلوي إلى التفاعلات بين جينين والتي تُظهر إما ( أ ) تأثيرات تراكمية، أو ( ب ) تفاعلًا جينيًا إيجابيًا، أو ( ج ) تفاعلًا جينيًا متبادلًا. في الأسفل، توجد خرائط لياقة تُظهر مستويات متزايدة من التفاعل الجيني الشامل بين أعداد كبيرة من الجينات. تؤدي التفاعلات التراكمية البحتة إلى قمة واحدة سلسة ( د )؛ ومع ازدياد عدد الجينات التي تُظهر تفاعلًا جينيًا، تصبح الخريطة أكثر وعورة ( هـ )، وعندما تتفاعل جميع الجينات بشكل تفاعلي، تصبح الخريطة وعرة للغاية لدرجة أن الطفرات تبدو ذات تأثيرات عشوائية ( و ).

في علم الوراثة التطورية ، عادةً ما تكون إشارة التفاعل الجيني (Epistasis) أكثر أهمية من مقداره. وذلك لأن مقدار التفاعل الجيني (سواء كان إيجابياً أو سلبياً) يؤثر ببساطة على مدى فائدة الطفرات مجتمعة، بينما تؤثر إشارة التفاعل الجيني على ما إذا كانت مجموعات الطفرات مفيدة أم ضارة. [ 18 ]

يُعدّ مخطط اللياقة تمثيلاً للياقة حيث تُرتّب جميع الأنماط الجينية في فضاء ثنائي الأبعاد، وتُمثّل لياقة كل نمط جيني بارتفاعه على سطحٍ ما. ويُستخدم هذا المخطط بكثرة كاستعارة بصرية لفهم التطور باعتباره عملية صعود من نمط جيني إلى آخر أقرب وأكثر لياقة. [ 25 ]

إذا كانت جميع الطفرات تراكمية، فيمكن اكتسابها بأي ترتيب مع الحفاظ على مسار تصاعدي مستمر. يكون سطح التطور أملسًا تمامًا، مع وجود قمة واحدة فقط ( الحد الأقصى العالمي )، ويمكن لجميع التسلسلات أن تتطور صعودًا نحوها من خلال تراكم الطفرات المفيدة بأي ترتيب . على العكس من ذلك، إذا تفاعلت الطفرات مع بعضها البعض من خلال التفاعل الجيني (التفاعل الجيني)، يصبح سطح التطور وعرًا لأن تأثير الطفرة يعتمد على الخلفية الجينية للطفرات الأخرى. [ 53 ] في أقصى حالاته، تكون التفاعلات معقدة للغاية لدرجة أن اللياقة "غير مرتبطة" بتسلسل الجينات، وتكون بنية سطح التطور عشوائية. يُشار إلى هذا باسم سطح التطور الوعر ، وله آثار عميقة على التحسين التطوري للكائنات الحية. إذا كانت الطفرات ضارة في تركيبة معينة ومفيدة في تركيبة أخرى، فلا يمكن الوصول إلى الأنماط الجينية الأكثر لياقة إلا من خلال تراكم الطفرات بترتيب محدد . هذا يجعل من المرجح أن تتعثر الكائنات الحية عند الحد الأقصى المحلي في سطح التطور بعد اكتسابها الطفرات بترتيب "خاطئ". [ 46 ] [ 54 ] على سبيل المثال، يستطيع أحد متغيرات إنزيم بيتا لاكتاماز TEM1، الذي يحمل 5 طفرات، تحليل سيفوتاكسيم ( مضاد حيوي من الجيل الثالث ). [ 55 ] مع ذلك، من بين 120 مسارًا محتملاً لهذا المتغير ذي الطفرات الخمس، لا يخضع للتطور سوى 7% منها، إذ يمر الباقي عبر مناطق ضعف اللياقة حيث يقلل اجتماع الطفرات من النشاط. في المقابل، ثبت أن التغيرات في البيئة (وبالتالي شكل منحنى اللياقة) توفر مخرجًا من الحد الأقصى المحلي. [ 46 ] في هذا المثال، أدى الانتقاء في بيئات المضادات الحيوية المتغيرة إلى ظهور "طفرة بوابة" تفاعلت بشكل إيجابي مع طفرات أخرى على طول مسار تطوري، مما أدى فعليًا إلى عبور منطقة ضعف اللياقة. خففت طفرة البوابة هذه من التفاعلات السلبية للطفرات المفيدة الأخرى بشكل فردي، مما سمح لها بالعمل بشكل أفضل معًا. لذلك، قد تتجاوز البيئات أو الانتقاءات المعقدة الحد الأقصى المحلي الموجود في النماذج التي تفترض انتقاءً إيجابيًا بسيطًا.

يُعتبر التفاعل الجيني العالي عادةً عاملًا مُقيِّدًا للتطور، وتُعتبر التحسينات في الصفات ذات التفاعل الجيني العالي أقل قابليةً للتطور . ويعود ذلك إلى أنه في أي خلفية جينية مُحددة، ستكون طفرات قليلة جدًا مفيدة، على الرغم من أن تحسين الصفة قد يتطلب حدوث العديد من الطفرات في نهاية المطاف. ويُصعِّب غياب بيئة جينية مُتَّسقة على التطور الوصول إلى ذروة اللياقة. ففي البيئات الجينية الوعرة، تُعيق وديان اللياقة الوصول إلى بعض الجينات، وحتى في حال وجود تلال تُتيح الوصول، فقد تكون نادرة أو طويلة جدًا. [ 56 ] علاوة على ذلك، يُمكن للتكيف أن ينقل البروتينات إلى مناطق أكثر خطورة أو وعورة في بيئة اللياقة. [ 57 ] وقد تُؤدي هذه "المناطق المُتغيرة للياقة" إلى إبطاء التطور، وقد تُمثل مقايضات للصفات التكيفية.

اعتُبر إحباط التطور التكيفي بسبب صعوبة بيئات اللياقة البدنية قوةً محتملةً لتطور قابلية التطور . وكان مايكل كونراد أول من اقترح آليةً لتطور قابلية التطور عام 1972 ، إذ لاحظ أن الطفرة التي تُحسّن بيئة اللياقة البدنية في مواقع جينية أخرى قد تُسهّل إنتاج طفرات مفيدة وتنتقل معها. [ 58 ] [ 59 ] واقترح روبرت ريدل عام 1975 أن الجينات الجديدة التي تُنتج نفس التأثيرات الظاهرية بطفرة واحدة كما في المواقع الجينية الأخرى ذات التفاعل الجيني المتبادل، ستكون وسيلةً جديدةً لتحقيق نمط ظاهري يصعب حدوثه بالطفرة. [ 60 ] [ 61 ]

تؤثر بيئات اللياقة الوعرة والمتداخلة جينيًا أيضًا على مسارات التطور. فعندما يكون للطفرة عدد كبير من التأثيرات المتداخلة، تُغير كل طفرة متراكمة بشكل جذري مجموعة الطفرات المفيدة المتاحة . ولذلك، يعتمد مسار التطور المتبع بشكل كبير على الطفرات المبكرة التي تم قبولها. وبالتالي، تميل عمليات التطور المتكررة من نفس نقطة البداية إلى التباعد نحو قيم عظمى محلية مختلفة بدلًا من التقارب نحو قيمة عظمى عالمية واحدة كما هو الحال في بيئة سلسة وتراكمية. [ 62 ] [ 63 ]

تطور الجنس

يُعتقد أن التفاعل الجيني السلبي والتكاثر الجنسي مرتبطان ارتباطًا وثيقًا. وقد تم اختبار هذه الفكرة تجريبيًا باستخدام محاكاة رقمية لتجمعات لا جنسية وجنسية. مع مرور الوقت، تتجه التجمعات الجنسية نحو مزيد من التفاعل الجيني السلبي، أو انخفاض اللياقة البدنية نتيجة تفاعل أليلين. يُعتقد أن التفاعل الجيني السلبي يسمح بإزالة الأفراد الحاملين للطفرات الضارة المتفاعلة من التجمعات بكفاءة. يؤدي ذلك إلى إزالة تلك الأليلات من التجمع، مما ينتج عنه تجمع أكثر لياقة بشكل عام. اقترح هذه الفرضية أليكسي كوندراشوف ، وتُعرف أحيانًا باسم فرضية الطفرة الضارة [ 64 ] ، وقد تم اختبارها أيضًا باستخدام شبكات جينية اصطناعية [ 29 ] .

مع ذلك، لم تكن الأدلة الداعمة لهذه الفرضية واضحة دائمًا، وقد وُجهت انتقادات للنموذج الذي اقترحه كوندرشوف لافتراضه معايير طفرات بعيدة كل البعد عن الملاحظات الواقعية. [ 65 ] إضافةً إلى ذلك، في الاختبارات التي استخدمت شبكات جينية اصطناعية، لم يُلاحظ التفاعل الجيني السلبي إلا في الشبكات ذات الترابط الكثيف، [ 29 ] بينما تشير الأدلة التجريبية إلى أن الشبكات الجينية الطبيعية ذات ترابط متفرق، [ 66 ] وتُظهر النظرية أن الانتقاء من أجل المتانة سيُفضل الشبكات ذات الترابط المتفرق والتعقيد الأدنى. [ 66 ]

الأساليب وأنظمة النماذج

تحليل الانحدار

يركز علم الوراثة الكمية على التباين الوراثي الناتج عن التفاعلات الجينية. يمكن تحليل أي تفاعل بين موقعين جينيين عند تردد جيني معين إلى ثمانية تأثيرات وراثية مستقلة باستخدام الانحدار الموزون . في هذا الانحدار، تُعامل التأثيرات الوراثية الملحوظة للموقعين الجينيين كمتغيرات تابعة، بينما تُستخدم التأثيرات الوراثية "الخالصة" كمتغيرات مستقلة. ولأن الانحدار موزون، فإن توزيع مكونات التباين يتغير تبعًا لتردد الجين. وبالمثل، يمكن توسيع هذا النظام ليشمل ثلاثة مواقع جينية أو أكثر، أو ليشمل التفاعلات بين النواة والسيتوبلازم [ 67 ].

دورات الطفرات المزدوجة

عند فحص التفاعل الجيني (Epistasis) داخل الجين، يمكن استخدام الطفرات الموجهة للموقع لإنتاج جينات مختلفة، ومن ثم فحص منتجاتها البروتينية (مثلًا من حيث الاستقرار أو النشاط التحفيزي). يُطلق على هذه العملية أحيانًا اسم دورة الطفرات المزدوجة، وتتضمن إنتاج وفحص البروتين الأصلي، والطفرتين الفرديتين، والطفرة المزدوجة. يُقاس التفاعل الجيني (Epistasis) كفرق بين تأثيرات الطفرات مجتمعة ومجموع تأثيراتها الفردية. [ 68 ] ويمكن التعبير عن ذلك بطاقة التفاعل الحرة. يمكن استخدام المنهجية نفسها لدراسة التفاعلات بين مجموعات أكبر من الطفرات، ولكن يجب إنتاج جميع التركيبات وفحصها. على سبيل المثال، هناك 120 تركيبة مختلفة من 5 طفرات، قد يُظهر بعضها أو كلها تفاعلًا جينيًا (Epistasis)...

التنبؤ الحسابي

طُوِّرت العديد من الطرق الحسابية للكشف عن التفاعل الجيني (Epistasis) وتوصيفه. يعتمد الكثير منها على التعلّم الآلي للكشف عن التأثيرات غير الجمعية التي قد تغفلها الأساليب الإحصائية، مثل الانحدار الخطي. [ 69 ] على سبيل المثال، صُمِّمَت تقنية تقليل الأبعاد متعددة العوامل (MDR) خصيصًا للكشف غير البارامتري وغير المعتمد على النماذج عن تراكيب المتغيرات الجينية التي تتنبأ بالنمط الظاهري، مثل حالة المرض في المجتمعات البشرية . [ 70 ] [ 71 ] وقد خضعت العديد من هذه الأساليب لمراجعات شاملة في الأدبيات العلمية. [ 72 ] وفي الآونة الأخيرة، أظهرت طرق تستخدم رؤى من علوم الحاسوب النظرية ( تحويل هادامارد [ 73 ] [ 74 ] والاستشعار المضغوط [ 75 ] [ 76 ] ) أو استدلال الاحتمال الأقصى [ 77 ] قدرتها على التمييز بين التأثيرات التفاعلية واللاخطية العامة في بنية خريطة النمط الجيني-النمط الظاهري، [ 78 ] بينما استخدم آخرون تحليل بقاء المرضى لتحديد اللاخطية. [ 79 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ^ نيل أ. كامبل ، جين ب. ريس : علم الأحياء. سبيكتروم-فيرلاغ هايدلبرغ-برلين 2003، ISBN 3-8274-1352-4، الصفحة 306
  2. ↑ بانك، كلوديا؛ هيتباس، رايان ت.؛ جنسن، جيفري د.؛ بولون، دانيال ن.أ. (2015-01-01). "دراسة منهجية للمشهد التفاعلي الجيني الداخلي" . علم الأحياء الجزيئي والتطور . 32 (1): 229-238 . doi : 10.1093/molbev/msu301 . ISSN 0737-4038 . PMC 4271534. PMID 25371431. مؤرشف من الأصل في 2024-05-04.   
  3. 1 2 باهيتي، سارفيش؛ راج، نامراثا؛ سايني ، سوبريت (2025/10/30). "السيولة والقدرة على التنبؤ بالرؤى على مشهد اللياقة البدنية داخل الرحم" . الحياة الإلكترونية . 14 . دوى : 10.7554/eLife.104848.2 .
  4. ↑ ماكاي، ترودي إف سي؛ مور، جيسون إتش. (9 يونيو 2014). "لماذا يُعد التفاعل الجيني مهمًا في معالجة علم الوراثة للأمراض البشرية المعقدة؟" . طب الجينوم . 6 (6): 42. doi : 10.1186/gm561 . ISSN 1756-994X . PMC 4062066. PMID 25031624 .   
  5. ↑ واينريتش، دانيال م.؛ لان، يينغ هونغ؛ جافي، جاكوب؛ هيكندورن، روبرت ب. (2018-07-01). "تأثير التفاعل الجيني من الرتبة العليا على تضاريس المشهد البيولوجي للياقة" . مجلة الفيزياء الإحصائية . 172 (1): 208-225 . Bibcode : 2018JSP...172..208W . doi : 10.1007/ s10955-018-1975-3 . ISSN 1572-9613 . PMC 5986866. PMID 29904213 .   
  6. ↑ فيليبس، باتريك سي (1998-07-01). "لغة تفاعل الجينات" . علم الوراثة . 149 (3): 1167-1171 . doi : 10.1093/genetics/149.3.1167 . ISSN 1943-2631 . PMC 1460246. PMID 9649511 .   
  7. ↑ فيليبس، باتريك سي. (نوفمبر 2008). "التفاعل الجيني - الدور الأساسي للتفاعلات الجينية في بنية وتطور الأنظمة الوراثية" . مجلة Nature Reviews Genetics . 9 (11): 855-867 . doi : 10.1038/nrg2452 . ISSN 1471-0064 . PMC 2689140. PMID 18852697 .   
  8. ↑ بيتسون، ويليام (1907). "حقائق تحد من نظرية الوراثة" . مجلة ساينس . سلسلة جديدة. 26 (672): 649-660 . Bibcode : 1907Sci....26..649B . doi : 10.1126/science.26.672.649 . PMID 17796786. تاريخ الاسترجاع: 29 يناير 2025 . 
  9. ↑ ريتشموند، مارشا ل. (2001). "النساء في التاريخ المبكر لعلم الوراثة: ويليام بيتسون وطلاب كلية نيونهام المندليين، 1900-1910". مجلة إيزيس . 92 ( 1). جمعية تاريخ العلوم: 55-90 . doi : 10.1086/385040 . JSTOR 237327. PMID 11441497. S2CID 29790111 .   
  10. ↑ روث، فريدريك ب.؛ ليبشيتز، هوارد د.؛ أندروز، بريندا ج. (22-05-2009). "سؤال وجواب: التفاعل الجيني" . مجلة علم الأحياء . 8 (4): 35. doi : 10.1186/jbiol144 . ISSN 1475-4924 . PMC 2688915. PMID 19486505 .   
  11. ↑ Szendro IG, Martijn FS, Franke J, Krug J, de Visser J, Arjan GM (16 يناير 2013). "تحليلات كمية لمناظر اللياقة التجريبية". مجلة الميكانيكا الإحصائية: النظرية والتجربة . 2013 (1) P01005. arXiv : 1202.4378 . Bibcode : 2013JSMTE..01..005S . doi : 10.1088/1742-5468/2013/01/P01005 . S2CID 14356766 . 
  12. ↑ إدلوند، جيه. إيه.، وأدامي ، سي. (ربيع 2004). "تطور المتانة في الكائنات الرقمية". الحياة الاصطناعية . 10 (2): 167-179 . CiteSeerX 10.1.1.556.2318 . doi : 10.1162/106454604773563595 . PMID 15107229. S2CID 13371337 .   
  13. ↑ تشاتوبادياي، س. (ربيع 2019). "التفاعل على مستوى الجينوم وتحديد المنظمات الرئيسية في الورم النخاعي المتعدد بناءً على المسارات" . مجلة كوميونيكيشنز بيولوجي . 4 (2) 89: 89-96 . doi : 10.1038/s42003-019-0329-2 . PMC 6399257. PMID 30854481 .  
  14. ↑ آياتي، مرضية؛ كويوتورك، محمد (2014). "تحديد أولويات أزواج المواقع الجينومية لاختبار التفاعل الجيني". وقائع المؤتمر الخامس لجمعية الحوسبة الآلية (ACM) حول المعلوماتية الحيوية، وعلم الأحياء الحاسوبي، والمعلوماتية الصحية . الصفحات 240-248 . CiteSeerX 10.1.1.715.1549 . doi : 10.1145/2649387.2649449 . ISBN   978-1-4503-2894-4. S2CID 17343957 . 
  15. ^ Piriyapongsa J، Ngamphiw C، Intarapanich A، Kulawonganunchai S، Assawamakin A، Bootchai C، Shaw PJ، Tongsima S (2012/12/13). "iLOCi: تقنية تحديد أولويات تفاعل SNP للكشف عن الرعاف في دراسات الارتباط على مستوى الجينوم" . بي إم سي الجينوم . 13 (ملحق 7) S2. دوى : 10.1186/1471-2164-13-S7-S2 . بمك 3521387 . بميد 23281813 .  
  16. ↑ يانغ، غلوريا؛ أندرسون، ديف دبليو؛ باير، فلوريان؛ دومين، إلياس؛ هونغ، نانسوك؛ كار، بول دي؛ كامرلين، شينا كارولين لين؛ جاكسون، كولين جيه؛ بورنبرغ-باور، إريك؛ توكوريكي، نوبوهيكو (نوفمبر 2019). "التفاعل الجيني من الرتبة العليا يُشكّل مشهد اللياقة لإنزيم مُحلِّل للمواد الغريبة" . مجلة نيتشر للكيمياء الحيوية . 15 (11): 1120-1128 . doi : 10.1038/s41589-019-0386-3 . ISSN 1552-4469 . PMID 31636435 .  
  17. ↑ بابكو، أندريه؛ غارسيا-باستور، لوسيا؛ إسكوديرو، خوسيه أنطونيو؛ فاغنر، أندرياس (24-11-2023). "مشهد لياقة بدنية وعر ولكنه سهل الاستكشاف" . مجلة ساينس . 382 (6673) eadh3860. Bibcode : 2023Sci...382h3860P . doi : 10.1126/science.adh3860 . PMID 37995212 . 
  18. ١ ٢ ٣ ٤ فيليبس، بي سي (نوفمبر ٢٠٠٨). "التفاعل الجيني - الدور الأساسي للتفاعلات الجينية في بنية وتطور الأنظمة الوراثية" . مراجعات الطبيعة. علم الوراثة . ٩ (١١): ٨٥٥-٨٦٧ . doi : 10.1038/nrg2452 . PMC 2689140. PMID 18852697 .  
  19. دومينغو إي ، شيلدون جيه، بيراليس سي (يونيو 2012). "تطور الأنواع الشبيهة الفيروسية" . مراجعات علم الأحياء الدقيقة والبيولوجيا الجزيئية . 76 (2): 159-216 . Bibcode : 2012MMBR...76..159D . doi : 10.1128 / mmbr.05023-11 . PMC 3372249. PMID 22688811 .  
  20. توكوريكي ن ، توفيق د.س. (أكتوبر 2009). "تأثيرات الطفرات على استقرار البروتين وقابليته للتطور". الرأي الحالي في البيولوجيا التركيبية . 19 ( 5): 596-604 . doi : 10.1016/j.sbi.2009.08.003 . PMID 19765975 . 
  21. 1 2 3 هي إكس، تشيان دبليو، وانغ زد، لي واي، تشانغ جيه (مارس 2010). "التفاعل الجيني الإيجابي السائد في الشبكات الأيضية لبكتيريا الإشريكية القولونية وخميرة الخباز" . علم الوراثة الطبيعية . 42 (3): 272-276 . doi : 10.1038/ng.524 . PMC 2837480. PMID 20101242 .  
  22. ↑ ريدلي م (2004). التطور ( الطبعة الثالثة). دار بلاكويل للنشر. 
  23. 1 2 تشارلزورث ب، تشارلزورث د (2010). عناصر علم الوراثة التطورية . روبرتس وشركاه للنشر.
  24. ↑ كورديل، هـ. ج. (أكتوبر 2002). "التفاعل الجيني: معناه، وما لا يعنيه، والأساليب الإحصائية للكشف عنه لدى البشر". علم الوراثة الجزيئية البشرية . 11 (20): 2463-2468 . CiteSeerX 10.1.1.719.4634 . doi : 10.1093/hmg/11.20.2463 . PMID 12351582 .  
  25. 1 2 3 كوفمان، ستيوارت أ. (1993). أصول النظام: التنظيم الذاتي والانتقاء في التطور . مطبعة جامعة أكسفورد. ISBN 978-0-19-507951-7.
  26. ١ ٢ بورنشوير يو تي، هويسمان جي دبليو، كازلاوسكاس آر جيه، لوتز إس، مور جي سي، روبينز كيه (مايو ٢٠١٢). "هندسة الموجة الثالثة من التحفيز الحيوي". نيتشر . ٤٨٥ (٧٣٩٧): ١٨٥-١٩٤ . Bibcode : 2012Natur.485..185B . doi : 10.1038 / nature11117 . PMID 22575958. S2CID 4379415 .  
  27. ↑ كرو، جيه إف (يناير 2017). مقدمة في نظرية علم الوراثة السكانية . دار النشر العلمية. الصفحات 26-27 . ISBN  978-93-88148-06-1.
  28. ↑ بابكو، أ.؛ غارسيا-باستور، ل.؛ إسكوديرو، ج. أ.؛ فاغنر، أ. (2023). "مشهد لياقة بدنية وعر ولكنه سهل التصفح [مواد تكميلية]". مجلة ساينس . 382 (6673): 9-10 . رمز Bibcode : 2023Sci...382h3860P . doi : 10.1126/science.adh3860 . PMID 37995212 . 
  29. 1 2 3 أزيفيدو آر بي، لوهاوس آر، سرينيفاسان إس، دانغ كيه كيه، بيرش سي إل (مارس 2006). "التكاثر الجنسي ينتقي المتانة والتفاعل الجيني السلبي في الشبكات الجينية الاصطناعية". نيتشر . 440 ( 7080): 87-90 . Bibcode : 2006Natur.440...87A . doi : 10.1038/nature04488 . PMID 16511495. S2CID 4415072 .  
  30. ↑ بون هوفر إس، تشابي سي، باركين إن تي، ويتكومب جيه إم، بيتروبولوس سي جيه (نوفمبر 2004). "دليل على التفاعل الجيني الإيجابي في فيروس نقص المناعة البشرية من النوع الأول". مجلة ساينس . 306 (5701): 1547-1550 . رمز Bibcode : 2004Sci...306.1547B . doi : 10.1126/science.1101786 . PMID 15567861. S2CID 45784964 .  
  31. ↑ واينريتش، د.م.، واتسون، ر.أ.، تشاو، ل. (يونيو 2005). "منظور: التفاعل الجيني والقيود الجينية على المسارات التطورية" . التطور ؛ المجلة الدولية للتطور العضوي . 59 (6): 1165-1174 . doi : 10.1111/j.0014-3820.2005.tb01768.x . JSTOR 3448895. PMID 16050094 .  
  32. ↑ أيتا، تاكويو؛ هوسيمي، يوزورو (7 أغسطس 1998). "المسارات التكيفية للأكثر ملاءمة بين الطفرات العشوائية المحدودة على سطح لياقة من نوع جبل فوجي" . مجلة البيولوجيا النظرية . 193 (3): 383-405 . Bibcode : 1998JThBi.193..383A . doi : 10.1006/jtbi.1998.0709 . ISSN 0022-5193 . PMID 9735268 .  
  33. ↑ بويلويك إف جيه، كيفيت دي جيه، واينريتش دي إم، تانس إس جيه (يناير 2007). "مناظر اللياقة التجريبية تكشف عن مسارات تطورية متاحة". نيتشر . 445 ( 7126): 383-386 . Bibcode : 2007Natur.445..383P . doi : 10.1038/nature05451 . PMID 17251971. S2CID 4415468 .  
  34. ↑ كازناتشيف، أرتيم (1 مايو 2019). "التعقيد الحسابي كقيد نهائي على التطور" . علم الوراثة . 212 (1): 245-265 . doi : 10.1534/genetics.119.302000 . PMC 6499524. PMID 30833289 .  
  35. ↑ كفيتيك، دانيال جيه؛ شيرلوك، جافين (28 أبريل 2011). "التفاعل الجيني المتبادل بين الطفرات التكيفية التي تتطور تجريبياً بشكل متكرر يُسبب بيئة لياقة وعرة" . مجلة PLOS Genetics . 7 (4) e1002056. doi : 10.1371/journal.pgen.1002056 . ISSN 1553-7404 . PMC 3084205. PMID 21552329 .   
  36. ↑ بويلويك، فرانك جيه؛ تاناسي-نيكولا، سورين؛ كيفيت، دانيال جيه؛ تانس، ساندر جيه. (2011-03-07). "التفاعل الجيني المتبادل شرط ضروري لظهور مناظر لياقة متعددة القمم" . مجلة البيولوجيا النظرية . 272 ​​(1): 141-144 . Bibcode : 2011JThBi.272..141P . doi : 10.1016/j.jtbi.2010.12.015 . ISSN 0022-5193 . PMID 21167837 .  
  37. ↑ فلور، إي. (1970). "تفاعل الجينات المورفوجينية لبكتيريا العاثية T4". مجلة البيولوجيا الجزيئية . 47 (3): 293-306 . doi : 10.1016/0022-2836(70)90303-7 . PMID 4907266 . 
  38. ↑ فرينش-ميشو، س. (يوليو 2002). "الطفرات القاتلة التركيبية" . قسم علم الأحياء الدقيقة، جامعة إلينوي، أوربانا. مؤرشف من الأصل بتاريخ 23 أغسطس 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 أغسطس 2017 .
  39. ↑ كيمبثورن، أو. (1969). مقدمة في الإحصاء الوراثي . مطبعة جامعة ولاية آيوا. رقم ISBN 978-0-8138-2375-1.
  40. ↑ لونزر م، ميلر س ب، فيلسهايم ر، دين أ م (أكتوبر 2005). "البنية البيوكيميائية لمشهد تكيفي قديم". مجلة ساينس . 310 (5747): 499-501 . Bibcode : 2005Sci...310..499L . doi : 10.1126/science.1115649 . PMID 16239478. S2CID 28379541 .  
  41. 1 2 كريك، إف إتش؛ بارنيت، إل-؛ برينر، إس.؛ واتس-توبين، آر جيه (1961) . "الطبيعة العامة للشيفرة الوراثية للبروتينات". نيتشر . 192 (4809): 1227-1232 . Bibcode : 1961Natur.192.1227C . doi : 10.1038/1921227a0 . PMID 13882203. S2CID 4276146 .  
  42. ↑ شاخنوفيتش، ب. إي.، ديدز، إي.، ديليسي، سي.، شاخنوفيتش، إي. (مارس 2005). " بنية البروتين والتاريخ التطوري يحددان طوبولوجيا فضاء التسلسل" . أبحاث الجينوم . 15 (3): 385-392 . arXiv : q-bio/0404040 . doi : 10.1101/gr.3133605 . PMC 551565. PMID 15741509 .  
  43. ↑ هارمز إم جيه، ثورنتون جيه دبليو (أغسطس 2013). " الكيمياء الحيوية التطورية: الكشف عن الأسباب التاريخية والفيزيائية لخصائص البروتين" . مراجعات الطبيعة. علم الوراثة . 14 (8): 559-71 . doi : 10.1038/nrg3540 . PMC 4418793. PMID 23864121 .  
  44. ↑ ويت د (2008). "التطورات الحديثة في تكوين روابط ثنائي الكبريتيد". التخليق . 2008 (16): 2491-2509 . doi : 10.1055/s-2008-1067188 .
  45. ↑ بيرشتاين إس، سيغال إم، بيكرمان آر، توكوريكي إن، توفيق دي إس (ديسمبر 2006). "الرابط بين المتانة والتفاعل الجيني يُشكّل مشهد اللياقة لبروتين ينجرف عشوائيًا". نيتشر . 444 ( 7121): 929-932 . Bibcode : 2006Natur.444..929B . doi : 10.1038/nature05385 . PMID 17122770. S2CID 4416275 .  
  46. 1 2 3 شتاينبرغ ب ، أوسترماير م (يناير 2016). "التغيرات البيئية تسد فجوات التطور" . ساينس أدفانسز . 2 (1) e1500921. Bibcode : 2016SciA....2E0921S . doi : 10.1126/sciadv.1500921 . PMC 4737206. PMID 26844293 .  
  47. ↑ حلبي ن، ريفوار أ، ليبيلر س، رانغاناثان ر (أغسطس 2009). "قطاعات البروتين: وحدات تطورية للبنية ثلاثية الأبعاد" . الخلية . 138 ( 4): 774-86 . Bibcode : 2009Cell..138..774H . doi : 10.1016/j.cell.2009.07.038 . PMC 3210731. PMID 19703402 .  
  48. ↑ نيت كي إي، كوشلاند دي إي (نوفمبر 1966). "تحويل السيرين في الموقع النشط للسوبتيليزين إلى سيستين: "طفرة كيميائية"" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 56 ( 5): 1606-1611 . Bibcode : 1966PNAS...56.1606N . doi : 10.1073/pnas.56.5.1606 . PMC 220044. PMID 5230319. "  
  49. ↑ بيفريدج، أ. ج. (يوليو 1996). "دراسة نظرية للمواقع النشطة للباباين والتربسين S195C في الفئران: دلالات على انخفاض تفاعلية بروتيازات السيرين الطافرة" . علم البروتين . 5 (7): 1355-1365 . doi : 10.1002/pro.5560050714 . PMC 2143470. PMID 8819168 .  
  50. ↑ سيغال آي إس، هاروود بي جي، أرينتزن آر (ديسمبر 1982). "ثيول-بيتا-لاكتاماز: استبدال السيرين في الموقع النشط لإنزيم بيتا-لاكتاماز RTEM ببقايا السيستين" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 79 (23): 7157-60 . Bibcode : 1982PNAS...79.7157S . doi : 10.1073 / pnas.79.23.7157 . PMC 347297. PMID 6818541 .  
  51. 1 2 بيرنشتاين، هـ.؛ إدغار، ر.س.؛ دينهارت، ج.هـ. (1965). "التكامل داخل الجين بين الطفرات الحساسة للحرارة في العاثية T4D" . علم الوراثة . 51 (6): 987-1002 . doi : 10.1093/genetics/51.6.987 . PMC 1210828. PMID 14337770 .  
  52. ↑ كريك، ف. هـ.؛ أورجيل، ل. إ. (1964). "نظرية التكامل بين الأليلات". مجلة البيولوجيا الجزيئية . 8 : 161-165 . doi : 10.1016/s0022-2836(64)80156-x . PMID 14149958 . 
  53. ↑ بويلويك إف جيه، تاناسي-نيكولا إس، كيفيت دي جيه، تانس إس جيه (مارس 2011). "التفاعل الجيني المتبادل شرط ضروري لظهور مناظر لياقة متعددة القمم" (ملف PDF) . مجلة البيولوجيا النظرية . 272 ​​(1): 141-144 . Bibcode : 2011JThBi.272..141P . doi : 10.1016/j.jtbi.2010.12.015 . PMID 21167837 . 
  54. ↑ ريتز إم تي، سانشيز جيه (سبتمبر 2008). "بناء وتحليل مشهد اللياقة لعملية تطورية تجريبية". ChemBioChem . 9 (14): 2260-2267 . doi : 10.1002/cbic.200800371 . PMID 18712749. S2CID 23771783 .  
  55. ↑ واينريتش دي إم، ديلاني إن إف، ديبريستو إم إيه، هارتل دي إل (أبريل 2006). "لا يمكن للتطور الدارويني أن يتبع سوى عدد قليل جدًا من مسارات الطفرات لإنتاج بروتينات أكثر ملاءمة". مجلة ساينس . 312 (5770): 111-114 . Bibcode : 2006Sci...312..111W . doi : 10.1126/science.1123539 . PMID 16601193. S2CID 21186834 .  
  56. ↑ غونغ لي، سوتشارد إم إيه، بلوم جيه دي (مايو 2013). "التفاعل الجيني المُعتمد على الاستقرار يُقيّد تطور بروتين الإنفلونزا" . eLife . 2 e00631 . Bibcode : 2013eLife...200631G . doi : 10.7554/eLife.00631 . PMC 3654441. PMID 23682315 .  
  57. ↑ شتاينبرغ ب، أوسترماير م (يوليو 2016). "تغير اللياقة البدنية والمناظر الجينية المتداخلة تعكس المفاضلات على طول مسار تطوري" . مجلة البيولوجيا الجزيئية . 428 (13): 2730-2743 . doi : 10.1016/j.jmb.2016.04.033 . PMID 27173379 . 
  58. ↑ كونراد م (1972). "أهمية التسلسل الهرمي الجزيئي في معالجة المعلومات". نحو بيولوجيا نظرية (4). مطبعة جامعة إدنبرة، إدنبرة: 222.
  59. ↑ كونراد، مايكل (1979). "الاستعانة بالبيئة التكيفية". أنظمة بيولوجية . 11 ( 2-3 ): 167-182 . Bibcode : 1979BiSys..11..167C . doi : 10.1016/0303-2647(79)90009-1 . hdl : 2027.42/23514 . PMID 497367 . 
  60. ^ ريدل ، روبرت ج. (1975). Die Ordnung des Lebendigen: Systembedingungen der Evolution . هامبورغ وبرلين: باري.
  61. ↑ ريدل، روبرت ج . (1977). "نهج تحليلي نظامي لظواهر التطور الكلي". المجلة الفصلية لعلم الأحياء . 52 (4): 351-370 . doi : 10.1086/410123 . PMID 343152. S2CID 25465466 .  
  62. ↑ لوبكوفسكي، أ. إي.، وولف، ي. آي.، كونين، إي. في. (ديسمبر 2011). " إمكانية التنبؤ بالمسارات التطورية في بيئات اللياقة" . مجلة PLOS لعلم الأحياء الحاسوبي . 7 (12) e1002302. arXiv : 1108.3590 . Bibcode : 2011PLSCB...7E2302L . doi : 10.1371/journal.pcbi.1002302 . PMC 3240586. PMID 22194675 .  
  63. ↑ بريدغام، جيه تي، أورتلوند، إي إيه، ثورنتون، جيه دبليو (سبتمبر 2009). "آلية تداخل جيني تحد من اتجاه تطور مستقبلات الجلوكوكورتيكويد" . مجلة نيتشر . 461 (7263): 515-519 . Bibcode : 2009Natur.461..515B . doi : 10.1038/nature08249 . PMC 6141187. PMID 19779450 .  
  64. ↑ كوندرشوف، أ. س. (ديسمبر 1988). "الطفرات الضارة وتطور التكاثر الجنسي". مجلة نيتشر . 336 (6198): 435-440 . Bibcode : 1988Natur.336..435K . doi : 10.1038/336435a0 . PMID: 3057385. S2CID : 4233528 .  
  65. ↑ ماكارثي، ت.، وبيرغمان، أ. (يوليو 2007). "التطور المشترك للصلابة، والتفاعل الجيني، وإعادة التركيب يُفضّل التكاثر اللاجنسي" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 104 (31): 12801-12806 . Bibcode : 2007PNAS..10412801M . doi : 10.1073/pnas.0705455104 . PMC 1931480. PMID 17646644 .  
  66. 1 2 Leclerc RD (أغسطس 2008). "بقاء الأقل كثافة: الشبكات الجينية القوية اقتصادية" . بيولوجيا الأنظمة الجزيئية . 4 (213) 213. doi : 10.1038/msb.2008.52 . PMC 2538912. PMID 18682703 .  
  67. ↑ ويد إم جيه، وجودنايت سي جيه (أبريل 2006). "التفاعل الجيني بين السيتوبلازم والنواة: الانحراف الوراثي العشوائي في موقعين جينيين في الأنواع الخنثى وثنائية الجنس". التطور ؛ المجلة الدولية للتطور العضوي . 60 (4): 643-59 . Bibcode : 2006Evolu..60..643W . doi : 10.1554/05-019.1 . PMID 16739448. S2CID 41900960 .  
  68. ↑ هوروفيتز أ (1996). "دورات الطفرات المزدوجة: أداة فعالة لتحليل بنية البروتين ووظيفته". الطي والتصميم . 1 (6): R121–6. doi : 10.1016/s1359-0278(96)00056-9 . PMID 9080186 . 
  69. ↑ شيكو د، فولتليس ت (18 مارس 2021). "دراسة موجزة حول التعلم الآلي في التفاعل الجيني". التفاعل الجيني . مناهج في البيولوجيا الجزيئية. المجلد 2212. الصفحات 169-179 . doi : 10.1007/978-1-0716-0947-7_11 . ISBN   978-1-0716-0947-7PMID 33733356 . S2CID 232303194 .​  
  70. ↑ مور، جيه إتش، وأندروز، بي سي (2015-01-01). "تحليل التفاعل الجيني باستخدام تقليل الأبعاد متعدد العوامل". التفاعل الجيني . طرق في البيولوجيا الجزيئية. المجلد 1253. الصفحات 301-314 . doi : 10.1007/978-1-4939-2155-3_16 . ISBN   978-1-4939-2154-6PMID 25403539​​ 
  71. ↑ مور، جيه إتش، وويليامز، إس إم، محرران. (2015). التفاعل الجيني: طرق وبروتوكولات . طرق في البيولوجيا الجزيئية. المجلد 1253. سبرينغر. doi : 10.1007/978-1-4939-2155-3 . ISBN  978-1-4939-2154-6. S2CID 241378477 . 
  72. ↑ كورديل، هـ. ج. (يونيو 2009). "الكشف عن التفاعلات بين الجينات التي تكمن وراء الأمراض البشرية" . مراجعات الطبيعة. علم الوراثة . 10 (6): 392-404 . doi : 10.1038/nrg2579 . PMC 2872761. PMID 19434077 .  
  73. ↑ بيثكي، ألبرت د. (1980). الخوارزميات الجينية كمحسِّنات للدوال . ص 134. بروكويست 303018481. تم الاطلاع عليه في 8 يوليو 2026 – عبر بروكويست.  
  74. ↑ واينريتش دي إم، لان واي، وايلي سي إس، هيكندورن آر بي (ديسمبر 2013). "هل ينبغي لعلماء الوراثة التطورية أن يقلقوا بشأن التفاعل الجيني من الرتبة العليا؟" . الرأي الحالي في علم الوراثة والتطور . علم وراثة بيولوجيا الأنظمة. 23 (6): 700-707 . doi : 10.1016/j.gde.2013.10.007 . PMC 4313208. PMID 24290990 .  
  75. ↑ بويلويك إف جيه، كريشنا في، رانغاناثان آر (يونيو 2016). "اعتماد الطفرات على السياق: ربط بين الصيغ الرسمية" . مجلة PLOS للبيولوجيا الحاسوبية . 12 (6) e1004771. arXiv : 1502.00726 . Bibcode : 2016PLSCB..12E4771P . doi : 10.1371/journal.pcbi.1004771 . PMC 4919011. PMID 27337695 .  
  76. ↑ بويلويك إف جيه، سوكوليتش ​​إم، رانغاناثان آر (سبتمبر 2019). "تعلم نمط التفاعل الجيني الذي يربط النمط الجيني بالنمط الظاهري في البروتين" . نيتشر كوميونيكيشنز . 10 (1) 4213. Bibcode : 2019NatCo..10.4213P . doi : 10.1038/s41467-019-12130-8 . PMC 6746860. PMID 31527666 .  
  77. ↑ أوتوينوفسكي ج، ماكاندليش د.م، بلوتكين ج.ب (أغسطس 2018). "استنتاج شكل التفاعل الجيني العالمي" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 115 (32): E7550– E7558 . Bibcode : 2018PNAS..115E7550O . doi : 10.1073/pnas.1804015115 . PMC 6094095. PMID 30037990 .  
  78. ↑ سايلر، زد آر، وهارمز ، إم جيه (مارس 2017). "الكشف عن التفاعل الجيني عالي الرتبة في خرائط النمط الجيني-النمط الظاهري غير الخطية" . علم الوراثة . 205 (3): 1079-1088 . doi : 10.1534/genetics.116.195214 . PMC 5340324. PMID 28100592 .  
  79. ↑ ماجن، أ. (2019). "ما وراء الفتك التركيبي: رسم خريطة لحالات التعبير الجيني الثنائي المرتبطة بالبقاء على قيد الحياة في السرطان" . تقارير الخلية . 28 (4): 938-948.E6. doi : 10.1016/j.celrep.2019.06.067 . PMC 8261641. PMID 31340155 .  
  • INTERSNP - برنامج لتحليل التفاعل على مستوى الجينوم (GWIA) لبيانات SNP الخاصة بالحالات والضوابط والحالات فقط، بما في ذلك تحليل السمات الكمية.
  • مساعدة علمية: علم التفاعل بين الشخصيات (Epistasis) - مورد للمرحلة الثانوية (شهادة الثانوية العامة، المستوى المتقدم).
  • GeneticInteractions.org
  • Epistasis.org