پیشگفتار
چرا از گربه ، بچه گربه و از گوسفند بره متولد می شود ؟ چگونه شباهتهای والدین به فرزندان منتقل می شوند ؟ آیا همه بچه های یک جفت گربه عینا مثل هم و مثل والدین خود هستند ؟ آیا همه افراد یک جاندار کاملا شبیه یکدیگراند ؟ سرچشمه شباهتها و تفاوتهای جانداران از کجاست ؟ و اصولا مسئله وراثت چیست ؟ سالیان متمادی پاسخ این گونه پرسشها مبنای علمی نداشت . مثلا فکر می کردند که اگر در آبشخور گوسفندان خرمایی رنگ شاخه های درختان تبریزی ، فندق و شابلوط قرار دهند ، بره هایی که از آنها به دنیا می آیند دارای پشمی خوشرنگ ، زیبا ، و گرانقیمت خواهند بود . یا اگر زنان باردار به جانوری زشت و بد منظر نگاه کنند نوزادی که به دنیا می آورند نیز بد قیافه و بدریخت ( شبیه به آن جانور ) خواهد بود .
امروزه می دانیم بدن همه جانداران از سلول ساخته شده است و درون هر سلول مولکولهای مخصوصی به نام « ژن » هست . ژنها ، صفات مشابه و متفاوت جانداران را پدید می آورند . سلولهای بدن هر جاندار و ژنهای درون آنها از والدینش سرچشمه می گیرند و شباهتهای آنها هم از این راه به او منتقل می شوند . اما ساختمان و کار ژنها ممکن است اندکی مختلف باشند و همین اختلاف سبب تفاوتهایی در جانداران شود . شاخه ای از علم زیست‌شناسی‌که به توضیح این مطالب می‌پردازد ژنتیک یا علم وارثت‌نامیده می‌شود .
آیزاک آسیموف دانشمند آمریکایی ، درباره تاریخ تلاشهایی که زیستشناسان برای پیدایش ژنتیک و توضیح مسائل مربوط به وراثت به عمل آورده اند باز بانی ساده و گیرا ، سخن می گوید .
ژنتیک
تعریف – هر نوع حیوان یا گیاه خصوصیاتی ساختمانی و فیزیولوژیک دارد که آنها را عموما به نسل بعد انتقال می دهد . اما آنچه از جانداران به نسل بعد منتقل می شود طرح کلی ساختمانی و فیزیولوژیک است ، به طوری که عموما میان والدین و فرزندان تفاوتهایی نیز مشاهده می شود . گاه نیز در فرزندی خاصه هایی دیده می شود که در پدر بزرگ یا مادربزرگش وجود داشته است و گاه خاصه هایی است که در خانواده آنها تازگی دارد .
ژنتیک یا علم وراثت ، علمی است که شباهتها و تفاوتهای میان والدین و اولاد و عوامل و اسباب آنها را مطالعه می کند . یکی از این عوامل وراثت است . عامل دیگر محیط است .
مطالعات مندل
هزارها سال راز وراثت همچنان در پرده باقی ماند . به سال 1865 ، گرگور مندل راه انتقال صفات از والدین به اولاد را کشف کرد . مندل کشیشی ساکن شهر برون ( شهر برنوی فعلی چک اسلوواکی ) بود . وی در دانشگاه ، علوم و ریاضیات تحصیل کرده بود و اوقات فراغت را در باغچه دیرخود نخود می کاشت و این کار را برای تهیه غذا نمی کرد بلکه به منظور مطالعه قوانین وراثت بدان دست می زد .
مندل نخستین کسی نبود که در این رشته مطالعه می کرد بلکه آنچه تا آن زمان در این پاره تحقیق شده بود بی نتیجه مانده بود .
علت توفیق مندل دو عامل بود :
طرح مسئله به صورتی درست 2- تفسیر درست پاسخ حاصل .
مندل در عین حال بسیار پرحوصله و پرکار بود و هشت سال تمام به پرورش نخود و مطالعه خصوصیات آن پرداخت و متجاوز از ده هزار بوته از این گیاه را با دقت از نظر گذرانید و نتیجه استنباطاتش را در یکی از نشریه های معمولی انجمن علمی محلی به چاپ رسانید . حاصل تحقیقات مندل در هشتم فوریه سال 1865 به چاپ رسید و گرچه سی و پنج سال بعد از آن تاریخ به اهمیت آن پی بردند ، این روز را روز تولد علم وراثت می شناسند .
در مطالعات مندل سه خصوصیت دیده می شود :
اول : به ترکیب کردن یک یا دو گیاه راضی نمی شد بلکه در هر وهله ترکیبهای مشابه پرشمار انجام می داد تا عده زیادی اولاد حاصل را مطالعه کند .
دوم : از آنجا که دورگه های حاصل پرشمار بودند توانست از ریاضیات استفاده ببرد . به عبارت دیگر روش کمی به کار برد .
سوم : همه صفات یک گیاه را مورد مطالعه قرار نمی داد بلکه هر بار فقط یک جفت صفت را تحت نظر می گرفت ، آن هم صفاتی که مثل طول بوته ( بلندی یا کوتاهی ) شکل دانه ( صاف یا چین خورده ) تفاوت آشکار داشتند .
فراموش نشود که در عصر مندل از وجود کروموزوم و ژن و تقسیم سلول اطلاعی در دست نبود و او فقط براساس نتایج آزمایشهایش به کشف قوانین وراثت توفیق یافته است. مندل از آن جهت نخود را برای مطالعه انتخاب کرده بود که کاشتن آن آسان ست و در مدت کوتاهی چند نسل از آن به دست می آید و بخصوص وضع گل نخود بسیار مناسب است و بدین معنی که پرچمها و مادگی گل نخود درون گلبرگهایش مخفی هستند و در آنها خود لقاح صورت می گیرد .
مندل به منظور ترکیب کردن دو بوته متفاوت و انجام دگر لقاح ، پرچمهای گلهای یک بوته را ، پیش از رسیدن مادگی گلهای همان بوته ، قطع می کرد و سپس دانه های گرده گلهای بوته دیگر را به دست خود روی کلاله مادی گلهای بی پرچم می نشاند .
پیش از آنکه مندل به دگر لقاح دو بوته دارای دو صفت متفاوت اقدام کند ، هر یک از آنها را چند نسل می کاشت تا مطمئن شود از نظر صفت مورد مطالعه دودمان خالص اند . سپس گرده گلهای چند بوته دارای دانه های صاف را روی مادگی چند بوته دارای دانه های چین خورده می نشاند . ( گفتن ندارد که هر دو دسته گیاه از نظر این صفات دودمان خالص بودند . )
یافته های مندل به قرار زیر بود :
دانه های نسل اول همه به دانه های یکی از والدین شبیه بودند و هیچ نشانی از صفت والد دیگر نداشتند . مثلا وقتی که گلهای بوته دارای دانه صاف را با گلهای بوته دارای دانه چین خورده ترکیب کرد همه دانه های حاصل در نسل اول صاف شدند . از این گذشته تفاوتی نداشت که گرده از گلهای بوته دارای دانه صاف باشد و مادگی از
گلهای بوته دارای دانه چین خورده یا به عکس ، نتیجه همواره یکسان بود : همه دانه های نسل اول صاف می شدند . بنابر این در نسل اول یکی از دو صفت غالب می شد و همواره ظاهر می گشت .
مندل افت جفت صفت را مطالعه کرد و به این نتیجه رسید که همواره یکی از ره جفت صفت غالب است .
مندل سپس قدمی فراتر رفت و آن این بود که نخودهای نسل اول را کاشت و آنها را در خود لقاح آزاد گذاشت . از دانه های حاصل در حدود چین خورده بودند و قریب صاف . از آنجا که صفت چین خوردگی در نسل اول به وسیله صفت صافی عقب زده شده بود و این صفت توانسته بود در نسل دوم بار دیگر ظهور کند ، مندل آن را صفت پسرفته نامیده است .
یک صفت چگونه به ارث می رسد
شاید نتایجی که مندل از آزمایشهایش به دست آورده است ، چندان چشمگیر نباشد ولی توضیحی که او برای توجیه نتایج حاصل داده سهم بزرگی در پیشرفت علم وراثت داشته است . مندل برای نمودن هر صفت ارثی ، حرفی از الفبا را اختیار کرد و بدین وسیله ، نشان دادن الگوهای وراثت را فراوان تسهیل کرد .
از آنجا که صفت گردی دانه بر چین خورده بودن آن غالب بود چنین فرض کرد که صفت گردی ناشی از تاثیر یک عامل غالب است . مندل A را برای نمودن این عامل اختیار کرد .
مندل به طور کلی حروف بزرگ الفبا را برای نمودن صفات غالب و حروف کوچک را برای صفات پسرفته برگزید . امروزه نیز همین روش متداول است .
از انجا که عامل فرضی مندل همان ژن امروزی یعنی مولکول DNA است ، از این پس به جای اصطلاح عامل ، همان کلمه ژن را که معادل آن است به کار خواهیم برد .
سوالی که برای مندل وطرح بود این است :
« چگونه از والدین دارای صفت غالب ، اولاد دارای صفت پسرفته به وجود می آید ؟
آنچه برای مندل روشن می نمود این بود که والدین دارای صفت غالب بایستی قاعدتا دارای یک ژن صفت غالب بوده باشند . نیز اولاد حاصل از آنها بایستی دارای یک ژن صفت پسرفته بوده باشند . سوال بعدی این بود : « چونه اولاد حاصل از والدین دارای ژن غالب صاحب ژن پسرفته می شوند ؟ »