| جهش یعنی تغییر در توالی نوکلئوتیدها در ساختمان DNA. جهش رویدادی شیمیایی است که بدون توجه به تاثیر بالفعل مثبت یا منفی برای جاندار رخ میدهد. |
مقدمه
تغییرپذیری ماده ژنتیکی یکی از خواصی بود که دانشمندان همواره برای ماده ژنتیک فرض میکردند. جهش پدیدهای تصادفی است یعنی تغییر در تمام نوکلئوتیدهای ژنوم ، کم و بیش یکسان است. بر اثر انتخاب طبیعی جهش یاختههای زیانبار کمتر تولید مثل میکنند یا اصلا
تولید مثل نمیکنند. جهش یافتههایی با جهش سودمند بیشتر تولید مثل میکنند و در نسلهای بعد فراوانتر میشوند.
جهش یاختهها مهمترین ابزار
ژنتیک بودهاند. میزان جهش در
پروکاریوتها و
یوکاریوتها یک نوکلئوتید در هر نوکلئوتید در هر
چرخه سلولی است. برای موجودات زندهای که از راه جنسی تولید مثل میکنند تنها جهشهایی که در سلولهای جنسی رخ دادهاند به نسلهای بعد منتقل میشوند. جهش در سلول غیر جنسی فقط در دودمان همان سلول در فرد جهش یافته تاثیر میگذارد.
تقسیم بندی جهشها
یک نوع تقسیم بندی جهشها بر حسب خودبخود بودن یا القایی بودن آنهاست.
جهش خودبخودی
جهشهای خودبخودی بر اثر عوامل و شرایط روز مره زندگی جاندار رخ میدهند. جهشهای خودبخودی میزان زمینهای جهش را تعیین میکنند. مثلا جهشهای که بر اثر
تابشهای فرابنفش که از
خورشید به زمین میرسد یا بر اثر کیفیت عملکرد DNA پلیمراز در همانند سازی DNA. یکی از جهشهای معمول خودبخود ، حذف گروه آمین از با سیتوزین و تبدیل آن به یوراسیل است.
جهش القایی
در اثر استفاده از مواد جهشزا بوجود میآید. و باعث افزایش مقدار زمینهای جهش میشوند. بعضی مواد شیمیایی ، تابشهای فرابنفش و
اشعه ایکس از عوامل جهشزا به شمار میآیند. جهش القایی بر رابطه مکملی نوکلئوتید تاثیر میگذارد پرتو ایکس و گاما در DNA شکستگی ایجاد میکند تابش فرابنفش باعث
پیوند کووالان بین دو تیمین مجاور در یک رشته DNA میشوند و مسیرهای تیمین اشکالاتی را در
همانند سازی DNA بوجود میآورند.
از دیدگاه دیگر میتوان جهشها را به جهشهای بزرگ و کوچک تقسیم کرد.
جهشهای بزرگ
جهشهایی هستند که با
میکروسکوپ نوری میتوان تاثیر آنها را بر ماده ژنتی تشخیص داد این جهش باعث تغییر در تعداد یا شکل
کروموزومها میشوند این جهشها بر فنوتیپ تاثیر دارند و این جهشهای اساس ملکولی دارند.
جهشهای کوچک
جهشهایی هستند که بر فنوتیپ تاثیر میگذارند و تشخیص تغییر ایجاد شده در آنها تقریبا دشوار است. و جهشهایی هستند که اساس مولکولی دارند. جهشهای کوچک خود به چند دسته تقسیم میشوند.
جهش نقطهای
فراوانترین جهشهای کوچک هستند. در اثر این جهشها یک جفت نوکلئوتید جایگزین یک جفت نوکلئوتید دیگر میشود. یکی از دلایلی که جهشها میتوانند بیتاثیر باشند تکراری بودن رمزگان ژنتیک است. که تبدیل رمز یک
اسید آمینه را به رمز دیگری برای همان اسید آمینه ممکن میسازد. به همین علت تشخیص آنها دشوار است همچنین امکان دارد بر اثر جهش نوکلئوتید یا اسید آمینه جدیدی در RNA یا
پروتئین محصول ژن جهش یافته وارد شود بدون اینکه تغییری در فعالیت محصول ژن ایجاد کند.
برای مثال یک اسید آمینه جایگزین اسید آمینهای با همان
بار الکتریکی میشود. یک سری نقطهای هم وجود دارد که تشخیص آنها راحتتر است بعنوان مثال برای ژنهای پروتئین ساز. جهشهای نقطهای رمز یک اسید آمینه را به رمز اسید آمینه دیگر ، رمز اسید آمینه را به رمز پایان پروتئین سازی یا رمز پایان پروتئین سازی را به یک اسید آمینه تبدیل میکنند. و در حالت اخیر طول پروتئین به ترتیب کوتاهتر یا بلندتر میشود. جهشهای نوع اول اثر نامطلوب بر فعالیت
پروتئین دارند ولی گاهی پروتئینی بوجود میآید که بهتر از پروتئین طبیعی عمل میکند.
جهش حذف و اضافه
این جهشها اثر نامطلوبی دارند. اگر تعداد مضرب اسید آمینه در سطح نوکلئوتیدهای حذف اضافه شده سه یا مضربی از سه باشد به تعداد مضربها اسید آمینه در پروتئین حذف یا اضافه میشود. رمزها از جایگاه جهش به بعد تغییر میکنند. و
پروتئین حاصل از توالی جهش یافته فعالیت نخواهد داشت مگر در مواردی که فقط تعداد کمی اسید آمینه در انتهای کربوکسیل پروتئین عوض شده باشد. این نوع جهشها ، جهش تغییر چارچوب مینامند.
جهش ساختاری
جهشهایی هستند که باعث تغییر در توالی اسیدهای آمینه در ملکول پروتئین شدهاند. برای مثال ، جهشهای نقطهای حذف و اضافه ، جهشهایی که توالی نوکلئوتیدها را در RNAهایی که ترجمه نمیشوند تغییر میدهند مانند rRNAها و tRNAها نیز جهش ساختاری دارند.
جهشهای تنظیمی
توالی نوکلئوتیدها را در بخشهای تنظیمی مانند راه اندازها و جایگاه اتصال
ریبوزوم در mRNA تغییر میدهند این جهشها بر میزان تجلی تاثیر میگذارند. به این معنی که تجلی ژن مربوط را زیاد ، کم یا ناهمگن میسازد.
جهش در اثر پرتوها
پرتو فرابنفش عامل جهشزای بسیار موثری است. پرتوهای فرابنفش با طول موج 260 نانومتر بوسیله بازهای DNA به شدت جذب میشوند و این امر به ایجاد تغییرات شیمیایی در رشته DNA میانجامد معروفترین و شناخته شدهترین اثر پرتوفرابنفش بر روی بازهای رشته DNA این است که موجب ایجاد
پیوندهای دو تایی (دیمر) بین مولکول تیمین مجاور هم میشود نسخهبرداری غیر طبیعی از این قسمتها که حاوی تیمین دیمر است موجب جهش خواهد شد.
بسیاری از ارگانیسمها دارای آنزیمهای ترمیم کنندهای هستند که میتوانند آسیبهای ناشی از پرتو را ترمیم کنند علاوه بر این ، پرتو فرابنفش میتواند موجب تغییرات دیگر در رشته DNA شود ولی چگونگی وقوع این اثر گذاری مشخص نیست. پرتوهای یونیزه کننده ، مانند
پرتو ایکس و
پرتوهای اتمی ، نیز جهشزا هستند و چگونگی عمل آنها متفاوت است این پرتوها میتوانند در بازهای رشته DNA موجب تغییرات شیمیایی شوند و یا باعث شکسته شدن رشته DNA یا حذف یک یا چند باز از رشته گردند.
ترمیم جهش
مجموع روندهای سلولی بکار رفته در مرمت تغییرات وارد شده به ماده ژنتیک را ترمیم میگویند. جهشهای زیادی روزانه رخ میدهند اما اغلب این جهشها پایدار نیستند زیار ترمیم میشوند. یقینا بدون دستگاه ترمیم طول عمر سلولهای موجودات خیلی کمتر میبود. تعداد زیادی پروتئین در پروکاریوتها و یوکاریوتها در ترمیم فعالیت داند در معمولترین روند ترمیم نوکلئوتید تغییر یافته از یک رشته DNA حذف و از رشته مقابل به عنوام الگوی برای بازسازی منطقه حذف شده استفاده میشود.
مباحث مرتبط با عنوان
