الاسس الجزيئية للطفرات

تختلف الأسس الجزيئية للطفرات الحاصلة، كما ان بعض الطفرات تكون مفيدة من وجهة نظر الخلية ، اضافة الى أن بعضها يكون مفيدا للإنسان كما يحصل في تطوير السلالات المنتجة لبعض المواد، وبعض الطفرات تكون مميتة للخلايا فيما اذا حصلت في مواقع حساسة او ضرورية لفعالية الخلية. ويرمز لجين طبيعي معين مثل استهلاك اللاكتوز lac⁺ والخلايا التي فقد وظيفة هذا الجين ^-lac. وعلى ضوء التغيرات الجزئية التي يمكن ان تحصل يمكن تقسيم الطفرات الى عدة أصناف :

1-      حالة اضافة او حذف جزء من المادة النووية وقد تكون منطقة الحذف صغيرة Microdeletion او تكون منطقة الاقحام صغيرة Micro insertion، كما ان عمليات الاقحام او الحذف يمكن ان تكون كبيرة ويمكن ان تشمل اعادة ترتيب المادة الوراثية. وبما ان الشفرة الوراثية مكونة من 3 نيوكليوتيدات فان اضافة او حذف 3 نيوكليوتيدات قد لا تؤثر على قراءة الشفرات Reading frame من قبل انزيم RNAP ولكنها تؤثر على اضافة او حذف عدد من الحوامض الامينية تؤثر على تركيب البروتين الناتج، كما ان اقحام 3 نيوكلوتيدات لشفرة ختم تؤدي الى انتاج بروتين مبتور. وتكون الاضافات او الحذف مؤثرة جدا اذا وقعت في المناطق الأولى من الجين اذ انها ستؤثر ما بعدها من الشفرات.

وما ذكر يتعلق بالإضافات او الحذف في التواليات المشفرة Coding sequence، اما اذا حصلت في جينات التنظيم فانها ستؤثر على معدلات الانتساخ وبالتالي الترجمة اما بشكل ايجابي او سلبي، وقد تظهر الطفرة بصفات متعددة Pleiotropic اذا كان الجين المتغير ينظم أكثر من مسار .

2-      يمكن ان تحصل اضافة او حذف قاعدة واحدة وهذا ما يطلق عليه الطفرة النقطية Point mutation.

ويمكن ان تستبدل فيها قاعدة بيورنية بقاعدة بيورنية اخرى او قاعدة بريمدينية مع اخرى من المجموعة نفسها وعندها تعرف بطفرات التحول Transition mutants، اما اذا حلت قاعدة بيورينية مكان قاعدة بريمدينية او بالعكس فتعرف بـ Transvertion mutants.

3-      هناك نمط من الطفرات يدعى الطفرات الصامتة وتحصل عند تغير الشفرة الوراثية او جزء منها الى شفرة وراثية تشفر للحامض الاميني نفسه فعندها لا يظهر تغير على ناتج الجين وبذلك تكون هذه الطفرات متشابهة من الناحية المظهرية للخلايا الاصلية ولكن عند تحديد توالي القواعد النتروجينية يظهر الاختلاف.

4-      يحدث بعض الأحيان ان تتغير الشفرة الوراثية من شفرة فعالة تعطي حامض أميني معين الى شفرة ختم وعندها ينتج عن ترجمة mRNA بروتين غير فعال وفي معظم الأحيان تؤدي هذه الطفرات Nonsense mutants الى فقدان فعالية البروتين الحيوية بالكامل.

5-      يمكن ان تؤدي الطفرات الحاصلة الى تغير احدى الشفرات التي تشفر لحامض أميني معين لتصبح تشفر لحامض اميني اخر وتسمى Missense mutants وعند ترجمة جزيئات mRNA تنتج سلسلة ببتيدية لا تكون مشابهة للبروتين الاصلي وقد يؤدي ذلك الى التأثير على عمليات طوي البروتينات وتكوين التركيب الثانوي والثالثي الفعال ولكن قد يحتفظ البروتين ببعض فعاليته الحيوية

6-      يمكن ان تحصل الطفرات لتغير النمط الطبيعي الى طفرة ذات نمط متغير فمثل هذه الطفرات تسمى بالطفرات المباشرة او الأمامية Forward mutants . ويحصل بعض الأحيان ان تتغير الطفرة الناتجة وتعود الى النمط الطبيعي وعندها تدعى الظاهرة بالرجوع والخلايا بالطفرات الراجعة Reverted mutants او الراجعات Revertants وتكون اما :

1-      رجوع حقيقي وفيه تستعيد الخلايا المطفرة توالي النيوكلوتيدات الاصلي اي المشابه للنوع الطبيعي اي ان الطفرة الراجعة تكون مشابهة للخلية او السلالة الام من حيث النمط الجيني والنمط المظهري.

2-      قد يكون الرجوع كاذب Pseudoreversion وهذه الخلايا يمكن تمييزها عن الرجوع الحقيقي من ناحية النمط المظهري، اذ يوجد تغير في الفعالية والتخصص لمواد الأساس ومدى الحساسية للحرارة والمثبطات الكيماوية وتكون لها علاقة بالطفرات المخمدة.

7-      الطفرات المخمدة Suppressor mutants : الطفرات التي تغير توالي قواعدها وتعود الى حالة النمط الطبيعي ولكنها تكون مشابهة له على المستوى المظهري ولكن ليس المستوى الجيني اي ان الخلايا تحوي طفرتين ويكون الاخماد على نوعين :

أ‌-        داخل الجين Intragenic suppression أي ان التخميد يكون ضمن الجين نفسه مثل حصول طفرة امامية تؤدي الى إلغاء تأثير الطفرة الأولى، ولذلك فان طبيعة الطفرة المخمدة وما تنتجه من نواتج الجين وفعاليته تعتمد على الطفرة الأمامية وكذلك يعتمد على العلاقة بين مكونات السلسلة الببتيدية الناتجة وقابليتها للانطواء لانتاج بروتين فعال حيويا.

ب‌-      قد يكون الاخماد خارج الجين المطفر Extragenic suppression اذا تحدث الطفرة المخمدة في جين اخر وتؤثر على الطفرة الأولى ويمكن ان تؤثر في اخماد طفرات اخرى.

وبعض الطفرات المخمدة الخارجية تكون متخصصة بجينات معينة، كما ان البعض يتخصص بشفرات معينة واخرى لها نمط خاص من التخصص.

المصادر

الخفاجي , زهرة محمود (2008) . التقنية الحيوية الميكروبية (توجهات جزيئية ) . معهد الهندسة الوراثية والتقنية الحيوية . جامعة بغداد .