الحمض النووي الخردة : تباين حجم الجينوم في الكائنات الحية

عند قياس حجم الجينوم فإن العلماء يعتمدون على ما يدعى “قيمة سي ” C value، وهي تعبر عن كمية الجينوم الموجود في خلية وحيدة (الغاميت) التي تنتج خلال الإنقسام المنصف للخلايا الجنسية، ووحدتها هي البيكوغرام، بحيث 1pg يساوي 10 أس ناقص 12 غرام، والذي يساوي 1000 Mb (ميجا قاعدة) والذي بدوره يساوي بليون زوج من القواعد في الحمض النووي bp، ومع وجود استثناءات قليلة جدا فإن جينوم حقيقيات النوى eukaryotes أكبر بكثير من جينوم بدائيات النوى prokaryotes، فأصغر جينوم معروف في حقيقيات النوى يبلغ 4×10^5 pb، وأكبر حجم جينوم تم قياسه يساوي 1.5×10^11 bp، ويعود لنوع من النباتات تسمى باريس جابونيكا Paris japonica. (المصدر 1 و 2)

بالإعتماد على هذه البيانات فإنه من الواضح أن هناك تباين كبير جدا جدا في حجم الجينوم بين الكائنات حقيقيات النوى، والأمر الأكثر غرابة أن العلماء قد لاحظوا أن حجم الجينوم غير مرتبط إطلاقا بكمية الجينات التي تشفر للبروتينات، فالكائنات الحية التي تمتلك جينوما أكبر لا تمتلك بالضرورة حجما من الجينات المشفرة للبروتينات أكبر من الكائنات الأخرى، فعلى سبيل المثال يمتلك نوع من الأسماك يدعى Takifugu rubripes حجم جينوم يعادل ثمن 1/8 جينوم الإنسان، إلا أنه يمتلك نفس القدر من الجينات المشفرة للبروتينات عند الإنسان. ويرجع سبب امتلاكها لجينوم أقل مقارنة بالإنسان بالرغم من امتلاكها نفس القدر تقريبا من الجينات المشفرة للبروتينات الى عدم امتلاكها لكم كبير من الجينات الزائفة (تمتلك 160 فقط عكس الإنسان الذي يمتلك أزيد 15000) والانترونات …(المصدر 3)

كيف إذن يمكن تفسير هذا التباين الكبير جدا في جينوم الإنسان وسمك Takifugu rubripes ؟ فإذا كان النوعين يمتلكان نفس القدر من الجينات المشفرة للبروتينات فإنهما سيكونان بحاجة الى نفس القدر (تقريبا) من الجينات المنظمة لهذه الجينات الوظيفية، ولكن لماذا جينوم الإنسان بهذا الحجم الهائل، التفسير الجلي والواضح أن معظم جينوم الإنسان لا يمتلك وظيفة بيولوجيا (تأثيرا منتخبا) الشيئ الذي جعله أكبر من الحجم المتوقع مقارنة بالأنواع الأخرى مثل Takifugu rubripes. سنفصل في هذه النقطة جيدا في المقال القادم تحت عنوان “مفارقة القيمة C”

1 – Douglas S et al (2001) The highly reduced genome of an enslaved algal nucleus. Nature 410:1091–1096

2 – Pellicier J, Fay MF, Leitch IJ (2010) The largest eukaryotic genome of them all? Bot J Linn Soc 164:10–15

3 – Aparicio S et al (2002) Whole-genome shotgun assembly and analysis of the genome of Fugu rubripes. Science 297:1301–1310