تؤثر المطفرات الوراثية بطريقة غير مباشرة، يتمثل هذا التأثير في آليتين مختلفتين:
- استبدال قاعدة في سلسلة DNA.
- تغيير قاعدة بحيث يؤدي ذلك إلى خطأ في التزاوج مع قاعدة أخرى تصبح غير قادرة على الارتباط مع أي من القواعد في الحالات العادية.
ما هي الطفرة الجينية وكيف تحدث الطفرات؟
الطفرة الجينية هي تغيير دائم في تسلسل الحمض النووي الذي يتكون الجين ، بحيث يختلف التسلسل عما هو موجود في معظم الناس.
تتراوح الطفرات في الحجم ؛ يمكن أن تؤثر في أي مكان من كتلة بناء DNA واحدة (زوج أساسي) إلى جزء كبير من الكروموسوم الذي يتضمن جينات متعددة.
يمكن تصنيف الطفرات الجينية بطريقتين رئيسيتين:
- الطفرات الوراثية موروثة من أحد الوالدين وهي موجودة طوال حياة الشخص تقريبًا في كل خلية في الجسم.
تسمى هذه الطفرات أيضًا طفرات الخط الجرثومي لأنها موجودة في بويضة الأم أو خلايا الحيوانات المنوية، والتي تسمى أيضًا الخلايا الجرثومية.
عندما تتحد البويضة وخلية الحيوانات المنوية، تتلقى خلية البويضة الملقحة الناتجة الحمض النووي من كلا الوالدين.
إذا كان هذا الحمض النووي لديه طفرة، فإن الطفل الذي ينمو من البويضة الملقحة سيكون لديه طفرة في كل من خلاياه.
- تحدث الطفرات المكتسبة (أو الجسدية) في وقت ما خلال حياة الشخص وهي موجودة فقط في خلايا معينة، وليس في كل خلية في الجسم.
يمكن أن تحدث هذه التغييرات بسبب عوامل بيئية مثل الأشعة فوق البنفسجية من الشمس، أو يمكن أن تحدث إذا حدث خطأ أثناء نسخ الحمض النووي نفسه أثناء انقسام الخلية.
لا يمكن أن تنتقل الطفرات المكتسبة في الخلايا الجسدية (الخلايا بخلاف الحيوانات المنوية وخلايا البويضة) إلى الجيل التالي.
يمكن أن تكون التغييرات الجينية التي توصف بأنها طفرات جديدة (جينية) إما وراثية أو جسدية.
في بعض الحالات، تحدث الطفرة في البويضة أو الخلية المنوية للشخص ولكنها غير موجودة في أي من خلايا الشخص الأخرى.
في حالات أخرى، تحدث الطفرة في البويضة الملقحة بعد فترة وجيزة من اتحاد البويضة وخلايا الحيوانات المنوية.
(غالبًا ما يكون من المستحيل معرفة متى حدثت طفرة جديدة تمامًا.) عندما تنقسم البويضة المخصبة ، فإن كل خلية ناتجة في الجنين النامي سيكون لها الطفرة.
قد تفسر طفرات De novo الاضطرابات الجينية التي يعاني فيها الطفل المصاب من طفرة في كل خلية في الجسم ولكن الآباء ليس لديهم ذلك، ولا يوجد تاريخ عائلي للاضطراب.
يمكن أن تؤدي الطفرات الجسدية التي تحدث في خلية واحدة في وقت مبكر من التطور الجنيني إلى حالة تسمى الفسيفساء.
هذه التغيرات الجينية غير موجودة في بويضة أحد الأبوين أو خلايا الحيوانات المنوية، أو في البويضة الملقحة، ولكنها تحدث بعد ذلك بقليل عندما يتضمن الجنين عدة خلايا.
عندما تنقسم جميع الخلايا أثناء النمو والتطور، فإن الخلايا التي تنشأ من الخلية مع الجين المتغير سيكون لها طفرة، في حين أن الخلايا الأخرى لن تنقسم.
اعتمادًا على الطفرة وعدد الخلايا المتأثرة، قد تسبب الفسيفساء أو لا تسبب مشاكل صحية.
معظم الطفرات الجينية المسببة للأمراض غير شائعة في عموم السكان.
ومع ذلك، تحدث تغييرات جينية أخرى بشكل أكثر تواترا. تسمى التغيرات الجينية التي تحدث في أكثر من 1 في المائة من السكان تعدد الأشكال.
وهي شائعة بما يكفي لاعتبارها اختلافًا طبيعيًا في الحمض النووي.
تعد الأشكال المتعددة مسؤولة عن العديد من الاختلافات الطبيعية بين الأشخاص مثل لون العين ولون الشعر ونوع الدم.
على الرغم من أن العديد من الأشكال المتعددة ليس لها آثار سلبية على صحة الشخص، فإن بعض هذه الاختلافات قد تؤثر على خطر الإصابة باضطرابات معينة.
- استبدال قاعدة في سلسلة DNA.
ما هي الطفرة الجينية وكيف تحدث الطفرات؟
الطفرة الجينية هي تغيير دائم في تسلسل الحمض النووي الذي يتكون الجين ، بحيث يختلف التسلسل عما هو موجود في معظم الناس.
تتراوح الطفرات في الحجم ؛ يمكن أن تؤثر في أي مكان من كتلة بناء DNA واحدة (زوج أساسي) إلى جزء كبير من الكروموسوم الذي يتضمن جينات متعددة.
يمكن تصنيف الطفرات الجينية بطريقتين رئيسيتين:
- الطفرات الوراثية موروثة من أحد الوالدين وهي موجودة طوال حياة الشخص تقريبًا في كل خلية في الجسم.
تسمى هذه الطفرات أيضًا طفرات الخط الجرثومي لأنها موجودة في بويضة الأم أو خلايا الحيوانات المنوية، والتي تسمى أيضًا الخلايا الجرثومية.
عندما تتحد البويضة وخلية الحيوانات المنوية، تتلقى خلية البويضة الملقحة الناتجة الحمض النووي من كلا الوالدين.
إذا كان هذا الحمض النووي لديه طفرة، فإن الطفل الذي ينمو من البويضة الملقحة سيكون لديه طفرة في كل من خلاياه.
- تحدث الطفرات المكتسبة (أو الجسدية) في وقت ما خلال حياة الشخص وهي موجودة فقط في خلايا معينة، وليس في كل خلية في الجسم.
يمكن أن تحدث هذه التغييرات بسبب عوامل بيئية مثل الأشعة فوق البنفسجية من الشمس، أو يمكن أن تحدث إذا حدث خطأ أثناء نسخ الحمض النووي نفسه أثناء انقسام الخلية.
لا يمكن أن تنتقل الطفرات المكتسبة في الخلايا الجسدية (الخلايا بخلاف الحيوانات المنوية وخلايا البويضة) إلى الجيل التالي.
يمكن أن تكون التغييرات الجينية التي توصف بأنها طفرات جديدة (جينية) إما وراثية أو جسدية.
في بعض الحالات، تحدث الطفرة في البويضة أو الخلية المنوية للشخص ولكنها غير موجودة في أي من خلايا الشخص الأخرى.
في حالات أخرى، تحدث الطفرة في البويضة الملقحة بعد فترة وجيزة من اتحاد البويضة وخلايا الحيوانات المنوية.
(غالبًا ما يكون من المستحيل معرفة متى حدثت طفرة جديدة تمامًا.) عندما تنقسم البويضة المخصبة ، فإن كل خلية ناتجة في الجنين النامي سيكون لها الطفرة.
قد تفسر طفرات De novo الاضطرابات الجينية التي يعاني فيها الطفل المصاب من طفرة في كل خلية في الجسم ولكن الآباء ليس لديهم ذلك، ولا يوجد تاريخ عائلي للاضطراب.
يمكن أن تؤدي الطفرات الجسدية التي تحدث في خلية واحدة في وقت مبكر من التطور الجنيني إلى حالة تسمى الفسيفساء.
هذه التغيرات الجينية غير موجودة في بويضة أحد الأبوين أو خلايا الحيوانات المنوية، أو في البويضة الملقحة، ولكنها تحدث بعد ذلك بقليل عندما يتضمن الجنين عدة خلايا.
عندما تنقسم جميع الخلايا أثناء النمو والتطور، فإن الخلايا التي تنشأ من الخلية مع الجين المتغير سيكون لها طفرة، في حين أن الخلايا الأخرى لن تنقسم.
اعتمادًا على الطفرة وعدد الخلايا المتأثرة، قد تسبب الفسيفساء أو لا تسبب مشاكل صحية.
معظم الطفرات الجينية المسببة للأمراض غير شائعة في عموم السكان.
ومع ذلك، تحدث تغييرات جينية أخرى بشكل أكثر تواترا. تسمى التغيرات الجينية التي تحدث في أكثر من 1 في المائة من السكان تعدد الأشكال.
وهي شائعة بما يكفي لاعتبارها اختلافًا طبيعيًا في الحمض النووي.
تعد الأشكال المتعددة مسؤولة عن العديد من الاختلافات الطبيعية بين الأشخاص مثل لون العين ولون الشعر ونوع الدم.
على الرغم من أن العديد من الأشكال المتعددة ليس لها آثار سلبية على صحة الشخص، فإن بعض هذه الاختلافات قد تؤثر على خطر الإصابة باضطرابات معينة.
كيف يمكن أن طفرات الجينات تؤثر على الصحة والتنمية؟
لتعمل بشكل صحيح، تعتمد كل خلية على آلاف البروتينات للقيام بعملها في الأماكن المناسبة في الأوقات المناسبة.
في بعض الأحيان، تمنع الطفرات الجينية واحدًا أو أكثر من هذه البروتينات من العمل بشكل صحيح.
من خلال تغيير تعليمات الجين لصنع بروتين، يمكن أن تتسبب الطفرة في عطل البروتين أو فقدانه تمامًا.
عندما تغير الطفرة بروتينًا يلعب دورًا حاسمًا في الجسم، يمكن أن يعطل التطور الطبيعي أو يسبب حالة طبية.
تسمى الحالة التي تسببها الطفرات في واحد أو أكثر من الجينات بالاضطراب الوراثي.
في بعض الحالات، تكون الطفرات الجينية شديدة لدرجة أنها تمنع الجنين من البقاء حتى الولادة.
تحدث هذه التغييرات في الجينات الضرورية للنمو، وكثيرا ما تعطل نمو الجنين في مراحله المبكرة.
لأن هذه الطفرات لها آثار خطيرة للغاية، فهي لا تتوافق مع الحياة.
من المهم ملاحظة أن الجينات نفسها لا تسبب المرض - الاضطرابات الوراثية تحدث بسبب الطفرات التي تجعل وظيفة الجين غير صحيحة.
على سبيل المثال، عندما يقول الناس أن شخصًا ما لديه "جين التليف الكيسي"، فإنهم عادة ما يشيرون إلى نسخة متحولة من جين CFTR، الذي يسبب المرض.
جميع الأشخاص ، بما في ذلك أولئك الذين ليس لديهم تليف كيسي، لديهم نسخة من الجين CFTR.
هل تؤثر جميع الطفرات الجينية على الصحة والتنمية؟
لا؛ فقط نسبة صغيرة من الطفرات تسبب اضطرابات وراثية - معظمها ليس لها تأثير على الصحة أو التطور.
على سبيل المثال، تغير بعض الطفرات تسلسل الحمض النووي للجين ولكنها لا تغير وظيفة البروتين الذي يصنعه الجين.
في كثير من الأحيان، يتم إصلاح الطفرات الجينية التي يمكن أن تسبب اضطرابًا جينيًا بواسطة بعض الإنزيمات قبل التعبير عن الجين وإنتاج بروتين متغير.
تحتوي كل خلية على عدد من المسارات التي تتعرف من خلالها الإنزيمات على الأخطاء في الحمض النووي وتصلحها.
نظرًا لأن الحمض النووي يمكن أن يتلف أو يتحول بعدة طرق ، فإن إصلاح الحمض النووي هو عملية مهمة يحمي بها الجسم نفسه من المرض.
نسبة صغيرة جدًا من جميع الطفرات لها تأثير إيجابي في الواقع.
تؤدي هذه الطفرات إلى إصدارات جديدة من البروتينات التي تساعد الفرد على التكيف بشكل أفضل مع التغيرات في بيئته.
على سبيل المثال، يمكن أن تؤدي الطفرة المفيدة إلى بروتين يحمي الأفراد والأجيال القادمة من سلالة جديدة من البكتيريا.
نظرًا لأن الشفرة الوراثية للشخص يمكن أن يكون لها عدد كبير من الطفرات دون تأثير على الصحة، فقد يكون تشخيص الحالات الوراثية أمرًا صعبًا.
في بعض الأحيان، الجينات التي يعتقد أنها مرتبطة بحالة جينية معينة لها طفرات، ولكن ما إذا كانت هذه التغييرات متورطة في تطوير الحالة لم يتم تحديدها؛ تُعرف هذه التغييرات الجينية بمتغيرات غير معروفة الأهمية (VOUS) أو (VUS).
في بعض الأحيان، لا توجد طفرات في الجينات المشتبه في ارتباطها بالمرض، ولكن توجد طفرات في جينات أخرى لا تعرف علاقتها بحالة جينية معينة.
من الصعب معرفة ما إذا كانت هذه المتغيرات متورطة في المرض.
التسميات
طفرة وراثية