الطفرات الوراثية اسبابها وانواعها وكيف تحدث ؟

الطفرات الوراثية : هي تغييرات دائمة في المعلومات الوراثية الموجودة في تسلسل الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين لدى الإنسان، حيث من الطبيعي عادة أن يتواجد الحمض النووي بشكل متشابه في معظم البشر، حيث يتشابه جميع البشر بما يقارب ٩٩,٩% من حمضهم النووي والنسبة الضئيلة المتبقية (٠،١%) فهي التي تسبب الاختلاف بين بني البشر وتجعل كل فرد مميز عن الآخر.

إلا أن هذا التغيير يتراوح في تأثيره، حيث من الممكن أن تؤثر الطفرة فقط على نيوكليوتيدة واحدة (النيوكليوتيدة هي وحدة البناء الأساسية في الحمض النووي) أو قد تؤثر على عدد أكبر من النيوكليوتيدات وهنا يكون التأثير أكثر وضوحاً وأعظم تأثيراً خاصة إذا وقع التغيير في منطقة حيوية ولها تأثير على إنتاج الجينات أو عملها، ينتج هذا التغيير أثناء عملية نسخ الحمض النووي عند انقسام الخلايا، أو نتيجة التعرض للإشعاع أو بعض المواد الكيميائية المسرطنة أو بسبب بعض الفيروسات الحيوانية التي تصيب الإنسان.

ومن الضروري معرفته أن حدوث الطفرات الجينية قد يؤثر في وظيفة العديد من الأعضاء الحيوية أو آلية عمل الخلايا وقد تكون سبب في تكوين خلايا سرطانية أو بعض الاعتلالات الجسدية.

كيف تحدث الطفرات الوراثية ؟

تحدث على مستويان :

1-مستوى الكروموسومات : وهذا النوع من الطفرات هو نتيجة تغيّر مفاجئ في عدد الكروموسومات وتغيير في نظامها الطبيعي، ومن المعروف أنّ الكروموسوم هو تركيب قضيبي الشكل يقع في نواة الخليّة ويتكوّن من البروتينات والحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين، وهذه الكروموسومات تحمل الصفات الوراثيّة والتي تنقلها من الآباء إلى الأبناء، فإذا حدث خلل في هذه الكروموسومات تنتقل الطفرة إلى الأبناء، ولكن لغاية الآن غير معروف سبب حدوث هذه الطفرة .

2-التغيّر الكيميائي : هو تغيّر كيميائي في الجينيات من حيث ترتيب القواعد النيتروجينيّة الموجود في جزيء الدنا، والذي يؤدّي في النهاية في في تكوين إنزيم مختلف إختلاف كلّي ممّا يؤدّي إلى ظهور صفات جديدة لم تكن موجودة عند الآباء، وتعرف هذه أيضاً بالطفرة الجينيّة .

من المعروف أنّه إذا حدث طفرة جسميّة على خليّة معيّنة لا تنتقل إلى الأجيال القادمة، ولكن إذا حدثَ طفرة جينيّة في خليّة جنسيّة فإنّها تنتقل إلى الأبناء . ليس بالضرورة أن جميع الطفرات مضرّة، فهناك طفرات تكون ضروريّة والتي بدورها تعمل على تطوّر الكائن الحي، والطفرة لها عوامل تؤدّي إلى حدوثها والتي يكون بسببها عوامل خارجيّة مثل التعرّض إلى الأشعّة فوق البنفسجيّة أو للأشعّة النوويّة، أو تكون عوامل داخليّة لعدم الثبات التركيب الكيميائي والفيزيائي وعوامل أخرى كثيرة، فالطفرة هي نتيجة خلل في ترتيب الأحماض الأمينيّة وهذ الخلل ممكن ان تحدث في خليّة واحدة أو في جميع خلايا الجسم والتي يكون الخلل موجود في البويضة عند الأنثى أو الحيوان المنوي عند الرجل، وينتقل هذه الطفرة إلى الإبن فيظهر بعض التغييرات على الطفل نتيجة لحدوث هذه الطفرة .

امثلة على الطفرات الوراثية -الجينية

1-التكرار

تحدث طفرة التكرار عندما يتم إعادة تكرار سلسلة قصيرة من النيوكليوتيدات أكثر من مرة على نفس السلسلة، وقد تحدث لثلاث نيوكليوتيدات وأحيانًا أربعة.

2-القَلب

تحدث طفرة القَلب عن طريق استبدال التسلسل الأصلي للنيوكليوتيدات بمقلوبِه، على سبيل المثال يتم استبدال ATC بتسلسل CTA .

3-التضاعف

تحدث طفرة التضاعف عندما يتم نسخ امتداد واحد أو أكثر من النيوكليوتيدات في سلسلة الحمض النووي للجين ويتم تكرارها إلى جانب تسلسل النيوكليوتيدات الأصلي، قد يغير هذا النوع من الطفرات وظيفة البروتين المصنوع من الجين.

4-الحذف

تؤدي طفرة الحذف إلى حدوث تغيير في سلاسل الحمض النووي للجينات عن طريق إزالة نيوكليوتيد واحد أو أكثر من السلسلة، في حين أن طفرات الحذف الأكبر من الممكن أن تزيل جينًا كاملاً أو عدة جينات متجاورة.

5-الإضافة

تحدث طفرة الإضافة عن طريق إضافة واحد أو أكثر من النيوكليوتيدات إلى سلسلة الحمض النووي للجين، نتيجةً لذلك، قد لا يعمل البروتين الناتج بشكل صحيح.

6-الاستبدال

تعتبر الطفرة الوراثية طفرة استبدال في حالة تم حدوث استبدال نيوكليوتيد واحد بنيوكليوتيد آخر، بحيث تمتلك تأثيرًا على البروتين الناتج بتغيير في حمض أميني واحد، وأحياناً تكون بلا تأثير على نوع الحمض الأميني الناتج، وتنقسم طفرة الاستبدال إلى نوعين، وهما ما يأتي :

– طفرة استبدال تؤدي إلى تغيير شيفرة الحمض الأميني إلى حمض أميني من نوع مختلف وخصائص كيميائية مختلفة، وبالتالي تتغير وظيفة البروتين الناتج.

-طفرة استبدال تؤدي إلى إنتاج إحدى شيفرات التوقف، مما يؤدي إلى إنتاج بروتين قصير يعمل بشكل غير صحيح أو لا يعمل، أو يتم تحطيمه.

اسباب حدوث الطفرات الوراثية :

تحدث الطفرات لأسبابٍ عديدةٍ:

• فشل نسخ الـحمض النووي بدقّة: يحدث هذا في معظم الطفرات التي يُعتَقَد بأنها مهمة للتطور «بشكل طبيعي»، وعلى سبيل المثال: تصنع الخلية عند انقسامها نسخة من الحمض النووي الخاص بها، لكن في بعض الأحيان تكون النسخة غير مثالية تمامًا، وبذلك يكون هذا الاختلاف الصغير عن تسلسل الـحمض النووي الأصلي هو الطفرة .
• التأثيرات الخارجية يمكن أن تخلق طفرات: يتسبب التعرُّض لموادٍ كيميائيةٍ أو إشعاعيةٍ محددةٍ بحدوث الطفرات، إذ تؤدي هذه العوامل إلى تضرُّر الحمض النووي، وليس بالضرورة أن يحدث ذلك في  ظروفٍ غير طبيعيةٍ، فقد يحدث الضرر حتى في أكثر البيئاتِ عزلةً ونقاءً، وعلى أي حال، تقوم الخلية بإصلاح الضرر، وعندما لا تتم هذه العملية بشكلٍ مثاليٍّ، ستنتهي الخلية بحمضٍ نوويٍّ «DNA» مختلفٍ قليلًا عن الحمض النووي الأصلي، وبالتالي حدوث طفرة.

الامراض الناتجة من الطفرات الوراثية :

1-التليف الكيسي:

هو من أكثر الأمراض الوراثية شيوعاً، والذي يحدث بسبب حدوث طفرة في الجين المسؤول عن تنظيم حركة الملح داخل وخارج الخلايا، مما يؤدي إلى تكون المخاط السميك في الجهاز الهضمي، والجهاز التنفسي والجهاز التناسلي، بالإضافة إلى زيادة الملح الخراج مع العرق. وحتى يصاب الطفل بالتليف الكيسي يجب أن يورث كلا الجينين المصابين من الأب والأم، وفي حال وراثته لجين واحد به المشكلة فسيكون حاملاً للمرض لا مصاباً.

2-مرض التفول G6PD deficiency:

هو عبارة عن مرض وراثي يحدث بسبب وراثة جين محمول على كروموسوم X يتم وراثته من الآباء أو الأمهات أو كلاهما، وينتج عنه خلل في تصنيع الجسم لأنزيم يسمى نازعة هايدروجين الغلوكوز-6-فوسفات Glucose–6–Phosphate dehydrogenase، والذي يعد ضرورياً لخلايا الدم الحمراء لتقوم بوظائفها.

3-ضمور العضلات الشوكي Spinal Muscular Atrophy:

ينتج هذا المرض بسبب طفرة وراثية في جين يسمى SMN، والذي ينتج بروتيناً له دور أساسي في الخلايا الأمامية للحبل الشوكي، والتي تتحكم بالعضلات في الجسم مما يؤدي إلى ضمورها.

4-الهيموفيليا أو نزف الدم الوراثي Haemophilia:

هو من الأمراض التي يحدث بها خلل في عوامل التخثر مما يؤدي إلى النزيف، ويحدث في هذا المرض طفرة في الكرموسوم X، ممّا يعني أنَّ المرض ينتقل من الأم إلى أبنائها الذكور أما الإناث فهنَّ حاملات له.

هل الطفرات الوراثية لها علاج ؟

ينطوي العلاج الجيني على تعديل الجينات داخل خلايا الجسم في جهود تهدف إلى علاج المرض أو إيقافه.

تحتوي الجينات على الحمض النووي، وهو الشفرة التي تتحكم في شكل الجسم ووظيفته، بداية من النمو الطولي إلى تنظيم أجهزة الجسم. ويمكن أن تتسبب الجينات التي لا تقوم بوظيفتها بشكل صحيح في حدوث المرض.

يستبدل العلاج الجيني جينًا معيبًا أو يضيف جينًا جديدًا في محاولة لعلاج المرض أو تحسين قدرة الجسم على محاربة المرض. يبشر العلاج الجيني بعلاج نطاق واسع من الأمراض مثل السرطان والتليفات الكيسية وأمراض القلب والداء السكري والناعور والإيدز.

ولا يزال الباحثون يدرسون كيفية استخدام العلاج الجيني ووقته. وفي الوقت الحالي، في الولايات المتحدة، يتوفر العلاج الجيني كجزء من التجارب السريرية فقط.