أهم الطفرات التي تصيب الحمض النووي للإنسان

الطفرات هي حدوث تغيير دائم في تركيب أو تسلسل النيوكليوتيدات في الحمض النووي DNA، مما يؤدي إلى تغير في التعبير الجيني وبالتالي تغير وظائف الخلية وما يتبعها من صفات وظيفية أو جسمية تنتقل آثارها بصفات معينة إلى الأبناء.

أغلب الطفرات تؤدي إلى اختلاف في عدد الصبغيات أو تركيب الصبغي الواحد، وهذه التغيرات يمكن أن تحدث بصورة تلقائية أو مستحدثة من خلال محرضات الطفرة (المطفرات) mutagens.

تنقسم الطفرات إلى نوعين أساسيين وهما:

1. طفرات جينية – Genetic mutations
2. طفرات صبغية – Chromosomal mutation

الطفرات الجينية

 هي تغير في زوج نيوكلوتيدي واحد يؤدي إلى بعض التغييرات في الصبغي الواحد.  يطلق عليها أيضاً التغيرات الصغيرة microlesions أو الطفرات النقطية point mutations.

أنواع الطفرات الجينية:

الطفرات الوراثية المتوازنة والمتعادلة: هي الطفرات التي تؤثر على زوج قاعدي base pair وتسبب استبداله بزوج آخر base pair substitution.

الطفرات الوراثية غير المتوازنة: وهي الطفرات المعروفة بطفرات الإزاحة frame shift والتي تشمل:

1. الحذف deletion: حيث تزال قطعة جينية كاملة من خيط الحمض النووي تماماً، الحمض النووي المحذوف قد يغير وظيفة البروتين الناتج عن ترجمة ال DNA.
2. الإدخال insertion: وهو عكس الحذف حيث تضاف قطعة جينية جديدة بإدخالها على الخيط النووي واندماجها مع مكوناته الأصلية. ثم يتم استبدال القواعد النتيروجينية بالتحول أو الانتقال.

العوامل المسببة للطفرات الجينية

• العوامل الخارجية.
• الأشعة فوق البنفسجية: حيث تعمل الأشعة فوق البنفسجية والحرارة على إنتاج دايمرات Dimers وهي عبارة عن ارتباط بين جزيئات التايمين لنفس شريط الحمض النووي DNA وبالتالي لا تستطيع قواعد الثايمين تكوين روابط هيدروجينية مع الأدونين وبالتالي يختل ترتيب وتنظيم الخيط الحلزوني.
• الإشعاع الذري: وجد أيضاً أن معدل الطفرات المستحدثة تتناسب طردياً مع الإشعاع، ومن هذه الإشعاعات: ألفا وبيتا وغاما.
• الكثير من المواد الكيمياوية كالبتروكيمياويات ومثال عليها: الأكريلين، دخان السجائر، غاز الخردل وحمض الآزوتي HNO2.

الطفرات الصبغية

يطلق عليها التغيرات الكبيرة Macrolsions أو التغيرات في عدد الصبغيات.

أنواع الطفرات الصبغية:

• الطفرات التركيبية structural aberration: هي التغيرات التي تطرأ على الصبغيات وتؤثر على مواقع الجينات وترتيبها على الصبغي.
• الطفرات العددية numerical aberration: هي التغيرات التي تطرأ على جزء من مجموعة صبغية أو جزء من صبغي واحد أي أنها تؤثر من الناحية الكمية وليس على الموقع أو الترتيب الجيني على الصبغي.

أنواع الانتقالات الصبغية:

الانتقال المتبادل يكون على نوعين: كروموسومات متماثلة ففي الكروموسومات المتماثلة يحدث بين زوجين متماثلين حيث يصعب تشخيصه خلويا عن الكروموسومات الاعتيادية , وكروموسومات غير متماثلة ففي حالة الانتقال بين كروموسومات غير متماثلة فانها تعطي أشكال مختلفة في مرحلة الانقسام الخيطي او الاختزالي.

• الانتقال المتبادل المتماثل Homozygous translocation: يحدث بين زوجين من الصبغيات غير المتماثلة وعلى مستوى واحد بحيث يتكون نتيجة ذلك زوجان متقاربان من الصبغيات بحيث لا يميز فرد كل زوج من هذه الأزواج عن بعضها.
• الانتقال المتبادل الخلطي Heterozygous translocation: يحدث بين فردين لزوجين من الصبغيات ويؤدي إلى الانتقال إلى تغير موقع القطعة المركزية عند حدوث قطع قريب منها.

بعض الأمثلة على التغيرات الصبغية (الطفرات) في جسم الإنسان

1/ متلازمة ادوارد Edward syndrome

تنتج هذه الحالة عن وجود الصبغي 18 بثلاث نسخ بدل الحالة الثنائية مما يؤدي إلى حصول زيادة في عدد الصبغيات ليصبح 47، يتسم أفراد هذه الحالة بتخلف عقلي وتشوهات في الهيكل العظمي.

2/ متلازمة داون Down’s syndrome:

تنتج عن زيادة صبغي واحد في الزوج الحادي والعشرين، والذي يصبح بثلاثة صبغات بدلاً من الحالة الثنائية، والزيادة هذه ناتجة عن عدم انفصال زوج الصبغيات الجسمية رقم 21 انفصالاً طبيعياً في أحد الابوين أثناء الانقسام الاختزالي، يتصف المصاب بهذا المرض بالتخلف العقلي وقصر القامة وذو وجه متسع دائري وجبهة بارزة وأنف مضغوط وتكون جفونه مثل جفون المنغوليين.

3/ متلازمة باتو Patau syndrome

تنتج هذه الحالة عن وجود الصبغي رقم 13 بثلاث نسخ مما يؤدي إلى حصول زيادة في عدد الصبغيات إلى 47، يؤدي وجود هذه الزيادة إلى حصول تشوهات جسمية للأعضاء الداخلية والخارجية.

4/ متلازمة صراخ القطط Cri du chat syndrome

ينتج عن قطع أو نقص في طرف الصبغي رقم  P5، نسبة انتشاره: 50000/1 ولادة.
الأعراض: صغر حجم الرأس، الوجه المستدير، بروز الجبهة، صغر الفك، قصر العنق، نزول مستوى الأذنين، زائدة أذنية، الارتخاء العام، الصرخة المميزة التي تشبه مواء القطط،  نسبة الوفيات عند المواليد الجدد المصابين بهذه المتلازمة مرتفعة وتصل إلى حدود 6-8% بسبب التهابات الرئة واضطراب عمل القلب واضطرابات التنفس.

5/ ثنائي كرموسوم Double y (47, xyy) y

يتميز أفراد هذه المجموعة بطول القامة والسلوك العنيف (aggressive)، وبعضهم يشكو من تخلف عقلي والحياة المنعزلة.

6/ متلازمة ثلاثية إكس Triple X syndrome

تعرف هذه المتلازمة أيضاً باسم (عدم توازن الصبغيات)، تحدث ثلاثية إكس في حوالي 1 من كل 1000 فتاة في المتوسط، يولد من 5 إلى 10 فتيات يعانون من متلازمة ثلاثية إكس في الولايات المتحدة كل يوم. بنات هذه المتلازمة يتميزون بقلة العضلات عن الطبيعي وفي المظهر والفحص المجهري الخلوي يلاحظ في خلاياهن التي تحتوي على أكثر من كروماتين واحد.

Sources:

• ghr.nlm.nih.gov
• genemutation
• Campbell Biology book 9th edition.

اقرأ أيضا: ما هي الطفرات؟