تغییر در ماده وراثتی جانداران

پایداری اطلاعات در سامانه های زنده، یکی از ویژگی های ماده وراثتی است اما در عین حال، ماده وراثتی به طور محدود تغییرپذیر است.

🔶این تغییرپذیری باعث ایجاد گوناگونی می شود و چنان که خواهیم دید توان بقای جمعیت ها را در شرایط متغیر محیط افزایش می دهد و زمینه تغییر گونه ها را فراهم می کند. در این فصل با انواع تغییرات ماده وراثتی و اثرات آن بر فرد، جمعیت و گونه آشنا خواهیم شد.

🔰تغییر در مادۀ وراثتی جانداران (فرد)
🔶تغییرپذیری ماده وراثتی پیامدهای مختلفی دارد. تغییر، ممکن است خنثی یا مضر یا مفید باشد. تغییر در ماده وراثتی چگونه رخ می دهد و چه چیزی پیامد آن را تعیین می کند؟ در ادامه به این سوالات پاسخ خواهیم داد.

🔰جهش
🔶در فصل ۲ با کم خونی ناشی از گویچه های قرمز داسی شکل آشنا شدیم و دیدیم که علت این بیماری، تغییر شکل در مولکول های هموگلوبین است. دانشمندان با مقایسه آمینواسیدهای هموگلوبین های سالم و تغییر شکل یافته، دریافتند که این دو هموگلوبین فقط در ششمین آمینو اسید از زنجیره بتا متفاوت اند.

🔶مقایسه ژن های زنجیره بتای هموگلوبین در بیماران و افراد سالم نشان می دهد که در رمز مربوط به ششمین آمینواسید، نوکلئوتید A به جای T قرار گرفته است. شگفتا که تغییر در یک نوکلئوتید از میلیون ها نوکلئوتید انسان، می تواند پیامدی این چنین وخیم را به دنبال داشته باشد. تغییر ماندگار در نوکلئوتیدهای ماده وراثتی را جهش می نامند.

🔰انواع جهش
🔶در مثال بالا دیدیم که جهش در یک نوکلئوتید رخ داده است، اما جهش می تواند در اندازه بسیار وسیع تری هم رخ دهد. گاهی جهش آن قدر وسیع است که حتی ساختار یا تعداد فام تن را تغییر می دهد. بر همین اساس، جهش ها را به دو گروه کوچک و بزرگ تقسیم می کنند.

جهش های کوچک:
این جهش ها یک یا چند نوکلئوتید را در بر می گیرند. انواع جهش های کوچک در شکل زیر نشان داده شده اند.

🔶مثال یاخته های داسی شکل، نمونه ای از جهش کوچک است. در اینجا یک نوکلئوتید، جانشین نوکلئوتید دیگری شده است. این نوع جهش را جانشینی می نامند. از آن جایی که این جهش سبب تغییر در نوع آمینواسید در زنجیره پلی پپتیدی شده است، این نوع جهش جانشینی را، جهش دگر معنا می نامند.

🔶به علت وجود رابطه مکملی بین بازها، تغییر در یک نوکلئوتید از یک رشتۀ دنا، نوکلئوتید مقابل آن را در رشته دیگر (رشته رمزگذار) تغییر می دهد به همین علت، جانشینی در یک نوکلئوتید به جانشینی در یک جفت نوکلئوتید منجر می شود. نباید تصور کرد که جهش جانشینی همیشه باعث تغییر در توالی آمینواسیدها می شود.

🔶زیرا گاهی جهش، رمز یک آمینواسید را به رمز دیگری برای همان آمینواسید تبدیل می کند. این نوع جهش تأثیری بر توالی آمینواسیدها نخواهد گذاشت. چنین جهشی را جهش خاموش می نامند. این امکان وجود دارد که جهش جانشینی رمز یک آمینواسید را به رمز پایان ترجمه تبدیل کند که در این صورت پلی پپتید حاصل از آن، کوتاه خواهد شد به این جهش، جهش بی معنا می گویند.

🔶جهش های اضافه و حذف، انواع دیگر جهش های کوچک اند. در این جهش ها به ترتیب یک یا چند نوکلئوتید اضافه یا حذف می شود. می دانیم که رمز دنا به صورت دسته های سه تایی از نوکلئوتیدها خوانده می شود. اگر نوکلئوتیدی اضافه یا حذف شود ممکن است پیامد وخیمی داشته باشد. برای درک بهتر موضوع، به این مثال توجه کنید. جمله «این سیب سرخ است» را که با کلمات سه حرفی نوشته شده است، به صورت زیر در نظر بگیرید: ا ی ن / س ی ب / س ر خ / ا س ت

🔶اگر یک حرف به جایی درون این جمله اضافه شود چگونه خوانده می شود؟ قرار است این جمله را همچنان به صورت کلمات سه حرفی بخوانیم: ا ی ن / ر س ی / ب س ر / خ ا س / ت
می بینیم که جمله معنای خود را از دست می دهد.

🔶جهش های از نوع اضافه و حذف را که باعث چنین تغییری در خواندن می شوند، جهش تغییر چارچوب خواندن می نامند. البته جهش های اضافه و حذف الزاما به تغییر چارچوب خواندن نمی انجامند.

در شکل زیر ، تأثیر جهش بر توالی یک پروتئین فرضی نشان داده شده است.

🔰جهش های بزرگ (ناهنجاری های فام تنی):
🔶جهش ممکن است در مقیاس وسیع تری رخ دهد تا جایی که به ناهنجاری های فام تنی منجر شود. زیست شناسان با مشاهده کاریوتیپ می توانند از وجود چنین ناهنجاری هایی آگاه شوند. در سال گذشته با نشانگان داون آشنا شدید.

🔶می دانید که مبتالیان به این بیماری یک فام تن ۲۱ اضافی دارند. تغییر در تعداد فام تن ها را ناهنجاری عددی در فام تن ها می نامند. نوع دیگری از ناهنجاری فام تنی، ناهنجاری ساختاری است. انواع این جهش ها در شکل زیر نشان داده شده اند.

🔶همان طور که در شکل می بینید، ممکن است قسمتی از فام تن از دست برود که به آن حذف می گویند. جهش های فام تنی حذفی غالباً باعث مرگ می شوند.جابه جایی، نوع دیگری از ناهنجاری فام تنی است که در آن قسمتی از یک فام تن به فام تن غیرهمتا یا حتی بخش دیگری از همان فام تن منتقل می شود.

🔶اگر قسمتی از یک فام تن به فام تن همتا جابه جا شود، آن گاه در فام تن همتا، از آن قسمت دو نسخه دیده می شود. به این جهش، مضاعف شدگی می گویند.نوع دیگری از ناهنجاری های فام تنی، واژگونی است که در آن جهت قرارگیری قسمتی از یک فام تن در جای خود معکوس می شود.

البته این نوع تقسیم بندی کتاب در جهش های کوچک مشروط به این است که جهش در بخش های قابل ترجمه ژن های پروتئین ها رخ دهد!

🔰پیامدهای جهش
🔶تأثیر جهش به عوامل مختلفی بستگی دارد. یکی از این عوامل، محل وقوع جهش در ژنگان (ژنوم) است. ژنگان به کل محتوای ماده وراثتی گفته می شود و برابر است با مجموع محتوای ماده وراثتی هسته ای و سیتوپلاسمی. طبق قرارداد، ژنگان هسته ای را معادل مجموعه ای شامل یک نسخه از هریک از انواع فام تن ها در نظر می گیرند.

🔶ژنگان هسته ای انسان شامل 22 فام تن غیرجنسی و فام تن جنسی X و Y است. دنای راکیزه، ژنگان سیتوپلاسمی را در ژنگان انسان تشکیل می دهد.

🔶ژن ها فقط بخشی از ژنگان اند. ممکن است جهش در توالی های بین ژنی رخ دهد. در این صورت بر توالی محصول ژن، اثری نخواهد گذاشت. اگر جهش درون ژن رخ دهد، آن گاه پیامدهای آن مختلف خواهد بود. آنزیمی را در نظر بگیرید که در ژن آن جهش جانشینی رخ داده و رمز یک آمینواسید را به آمینواسید دیگری تبدیل کرده است.

🔶آیا این جهش باعث تغییر در عملکرد آنزیم خواهد شد؟ پاسخ این سؤال به محل وقوع تغییر در آنزیم بستگی دارد. اگر جهش باعث تغییر در جایگاه فعال آنزیم شود، آن گاه احتمال تغییر عملکرد آنزیم بسیار زیاد است. اما اگر جهش در جایی دور از جایگاه فعال رخ دهد، به طوری که بر آن اثری نگذارد، احتمال تغییر در عملکرد آنزیم کم یا حتی صفر است.

🔶گاهی جهش در یکی از توالی های تنظیمی رخ می دهد، مثالً در راه انداز یا افزاینده. این جهش بر توالی پروتئین اثری نخواهد داشت بلکه بر مقدار آن تأثیر می گذارد. جهش در راه انداز، ممکن است آن را به راه اندازی قوی تر یا ضعیف تر تبدیل کند و با اثر بر میزان رونویسی از ژن، محصول آن را نیز بیشتر یا کمتر کند.

🔰اثر جهش در ژنوم:
در ژن :  بدون تغییر در ساختار و عملکرد محصول یا با تغییر در ساختار و عملکرد محصول یابا تغییر در ساختار و بدون تغییر در عملکرد محصول (مثال بدون تغییر جایگاه فعال آنزیم)
در توالی های بین ژنی: بدون تغییر در ساختار و عملکرد محصول
در توالی های تنظیمی: با تغییر مقدار محصول (مثال تبدیل راه انداز ضعیف به قوی)

🔰علت جهش
گرچه سازوکارهای دقیقی برای اطمینان از صحت همانندسازی دنا وجود دارد اما با وجود این ها، گاهی در همانندسازی خطاهایی رخ می دهد که باعث جهش می شوند. جهش، تحت اثر عوامل جهش زا هم رخ می دهد. عوامل جهش زا را می توان به دو دسته فیزیکی و شیمیایی تقسیم کرد.

پرتوی فرابنفش یکی از عوامل جهش زای فیزیکی است. این پرتو، که در نور خورشید وجود دارد، باعث تشکیل پیوند بین دو تیمین مجاور هم در دنا می شود که به آن دوپار تیمین (دیمر تیمین) می گویند. دوپار تیمین با اختالل در عملکردآنزیم دنابسپاراز، همانندسازی دنا را با مشکل مواجه می کند. از مواد شیمیایی جهش زا می توان به بنزوپیرن اشاره کرد که در دود سیگار وجود دارد و جهشی ایجاد می کند که به سرطان منجر می شود.

🔶جهش ارثی یا اکتسابی است. جهش ارثی از یک یا هر دو والد به فرزند می رسد. این جهش در گامت ها وجود دارد که پس از لقاح، جهش را به تخم منتقل می کنند. در این صورت همه یاخته های حاصل از آن تخم، دارای آن جهش اند. جهش اکتسابی از محیط کسب می شود.

🔶مثلا سیگار کشیدن می تواند باعث ایجاد جهش در یاخته های دستگاه تنفس شود. سبک زندگی و تغذیه سالم نقش مهمی در پیشگیری از سرطان دارند. ورزش و وزن مناسب، از عوامل مهم در حفظ سالمت اند. در سال های قبل دیدید که غذاهای گیاهی که پاد اکسنده و الیاف دارند در پیشگیری از سرطان مؤثرند.

🔶در عین حال، شیوۀ فراوری و پخت غذا بر سلامت آن اثر می گذارد. تحقیقات نشان داده است در مناطقی که مصرف غذاهای نمک سود یا دودی شده رایج است، سرطان شیوع بیشتری دارد. همچنین، ارتباط بعضی از سرطان ها با مصرف زیاد غذاهای کباب شده یا سرخ شده مشخص شده است.

🔶گزارش های متعددی در دست است که نشان می دهد ترکیبات نیتریت دار مانند سدیم نیتریت،که برای ماندگاری محصوالت پروتئینی مثل سوسیس و کالباس به آنها اضافه می شود، در بدن به ترکیباتی تبدیل می شوند که تحت شرایطی قابلیت سرطان زایی دارند. بنابراین مصرف زیاد چنین موادغذایی از عوامل ایجاد سرطان است

🔰علت جهش
 1_درونی: خطا در همانندسازی
2_بیرونی: عوامل جهش زا:

الف)فیزیکی: پرتوی فرابنفش ایجاد دوپار تیمین و اختلال در عملکرد دنابسپاراز

ب)شیمیایی:بنزوپیرن دود سیگار – غذاهای نمک سود یا دودی شده – غذاهای کباب شده یا سرخ شده- ترکیبات نیتریت دار در محصوالت پروتئینی مثل سوسیس و کالباس

کم خونی داسی شکل و جهش و انواع جهش

📌 دانشمندان با مقایسة آمینواسیدهای هموگلوبین های سالم و تغییرشکل یافته مبتلایان به کم خونی داسی شکل ، دریافتند که این دو پروتئین فقط در یک آمینواسید با هم تفاوت دارند. (تعداد آمینواسید در دو زنجیره بتای هموگلوبین طبیعی و غیر طبیعی ، با یکدیگر برابر است. فقط ششمین آمینواسید در زنجیره بتا طبیعی گلوتامیک اسید(Glu)  است و در زنجیره غیرطبیعی والین (Val) میباشد)

📌 مقایسة ژن های هموگلوبین در بیماران و افراد سالم نشان میدهد که در رمز مربوط به ششمین آمینواسید، نوکلئوتید (A) پورین به جای (T) پیریمیدین قرار گرفته است.

📌 تغییر ماندگار در نوکلئوتیدهای مادة وراثتی را جهش می نامند.

📌 در جهش منجر به کم خونی داسی شکل ، یک نوکلئوتید در رشته الگوی دنا ، یک نوکلئوتید در رشته مکمل الگو و یک نوکلئوتید در رنای پیک مربوط به رشته بتای هموگلوبین تغییر کرده است. (در ژن سازنده رشته بتای هموگلوبین در فرد بیمار ، دو عدد نوکلئوتید (مکمل یکدیگر) تغییر کرده است).

📌 در فرد سالم و بیمار تعداد جا به جایی برای ساخت هموگلوبین با یکدیگر برابر است

📌 همه یاخته های حاصل از تقسیم مستقیم یاخته بنیادی ، هسته و همه ژن ها را دارند

📌 در فرد مبتلا به کم خونی ، ترشح هورمون اریتروپویتین از کلیه (اندام غیر لنفی) و کبد (اندام غیرلنفی) افزایش می یابد.

📌 در فرد مبتلا به کم خونی داسی شکل فقط زنجیره بتا غیر طبیعی است و زنجیره آلفا طبیعی میباشد.

📌 در فرد سالم: در رشته الگو باز (T) تک حلقه ای و در رشته مکمل الگو باز (A) دو حلقه ای وجود دارد

📌 در فرد بیمار: در رشته الگو باز (A) دو حلقه ای و در رشته مکمل الگو باز (T) تک حلقه ای اضافه شده است.

📌 در فرد بیمار و سالم ، در دنا تعداد بازهای دو حلقه ای و تک حلقه ای برابر است.

📌 وقتی گفته میشود هموگلوبینی با والین بیشتر نسبت به هموگلوبین طبیعی یعنی فرد به کم خونی داسی شکل مبتلا شده است.

📌 در هموگلوبین فرد مبتلا به کم خونی داسی شکل، هموگلوبینی با گلوتامیک اسید کمتر نسبت به هموگلوبین طبیعی مشاهده میشود

📌 در هموگلوبین فرد مبتلا به کم خونی داسی شکل و سالم تعداد آمینواسید با یکدیگر یکسان بوده اما تنوع و ترتیب آمینواسیدی کمی تفاوت دارد.

📌 در فرد مبتلا به کم خونی داسی شکل نسبت به سالم

*در رشته الگوی ژن زنجیره بتا تعداد باز A (دو حلقه ای = پورین) یکی بیشتر

*در رشته مکمل الگوی ژن زنجیره بتا تعداد باز T(تک حلقه ای = پیریمیدین) یکی بیشتر

*در رنای پیک زنجیره بتا تعداد باز U (تک حلقه ای) یکی بیشتر

* در رشته پلی پپتیدی بتا تعداد آمینواسید والین یکی بیشتر

*در رشته پلی پپتیدی بتا تعداد آمینواسید هر دو فرد سالم و بیمار برابر

📌 پایداری اطلاعات در سامانه های زنده، یکی از ویژگی های مادة وراثتی است اما در عین حال، مادة وراثتی به طور محدود تغییرپذیر است. این تغییرپذیری باعث:

 1 -ایجاد گوناگونی میشود

 2 -توان بقای جمعیت ها را در شرایط متغیر محیط افزایش میدهد

3 -زمینة تغییر گونه ها را فراهم میکند

📌 اگر جهش در گامت های یک فرد وجود داشته باشد میتواند به نسل بعد منتقل شود. برای مثال جهش اگر در دست فردی رخ دهد دیگر به نسل بعد منتقل نمی شود

📌 جهشی که فقط در یاخته های پیکری وجود دارد ، نمیتواند طی تولید مثل جنسی (لقاح گامت ها) به نسل بعد منتقل شود.

📌 جهشی که منجر به بیماری کم خونی داسی شکل میشود ، نوعی جهش کوچک (جهش جانشینی + جهش دگر معنا) است

📌 در کم خونی داسی شکل ، جهش در یک نوکلئوتید از رشته الگوی ژن رخ داده است  اما جهش میتواند در اندازة بسیار وسیع تری هم رخ دهد. گاهی جهش آنقدر وسیع است که حتی ساختار یا تعداد فام تن را تغییر میدهد. برهمین اساس، جهش ها را به دو گروه کوچک و بزرگ  تقسیم میکنند

جهش های کوچک

📌 جهش های کوچک {جانشینی + حذف + اضافه} یک یا چند نوکلئوتید را در برمیگیرند.

📌 جانشینی: یک نوکلئوتید، جانشین نوکلئوتید دیگری در رشته الگوی ژن سازنده میشود . این نوع جهش را جانشینی می نامند.

📌 در جهش جانشینی طول دنا ثابت بوده ولی توالی نوکلئوتیدی در دنا تغییر میکند.

📌 جهش در توالی بین ژنی ، راه انداز ، توالی افزاینده ، جایگاه اتصال پروتئین مهارکننده و جایگاه اتصال پروتئین فعال کننده به رنا منتقل نمیشود. (این موارد رونویسی نمی شوند)

📌 نوکلئوتیدهای قبل از جایگاه آغاز رونویسی و نوکلئوتیدهای بعد توالی پایان ، رونویسی نمیشوند. بنابراین طول رنا با طول رشته الگو هیچگاه برابر نیست.

📌 انواع جهش جانشینی:

* دگر معنا : تغییر در توالی آمینواسیدها

 *خاموش : بدون تغییر در توالی آمینواسیدها

*بی معنا : ایجاد رمز پایان ، ایجاد کدون پایان ، کوتاه تر شدن رشته پلی پپتید ، کاهش تعداد جا به جایی ریبوزوم

📌 در صورت وقوع جهش کوچک (جانشینی + اضافه + حذف) در ژن پروتئین ساز ، قطعا توالی نوکلئوتیدی دنا و رنای پیک تغییر میکند اما اگر جهش جانشینی خاموش باشد ، توالی آمینواسیدی تغییر نکرده و پروتئین طبیعی ساخته میشود.

📌 در جهش دگرمعنا و خاموش ، تعداد آمینواسیدهای رشته پلی پپتیدی تغییر نمیکند.

📌 جمع بندی انواع جهش جانشینی و اثرات آن

 جهش دگرمعنا : این جهش سبب تغییر در نوع و توالی آمینواسید در زنجیره پلی پپتیدی میشود. اما تعداد امینواسیدهای رشته تغییر نمیکند. تعداد جا به جایی ریبوزوم بر روی رنای پیک هم بدون تغییر میماند

جهش خاموش : این جهش، رمز یک آمینواسید را به رمز دیگری برای همان آمینواسید تبدیل میکند. در این جهش توالی آمینواسیدی ، تعداد آمینواسید و تعداد جا به جایی ریبوزوم بر روی رشته پلی پپتیدی تغییر نمیکند. در این جهش پروتئین حاصل حتما سالم ، طبیعی و کارآمد است

جهش بی معنا : این جهش رمز یک آمینواسید را به رمز پایان ترجمه تبدیل میکند که در این صورت پلی پپتید حاصل از آن،کوتاه خواهد شد. در این جهش تعداد آمینواسید ، تعداد پیوند پپتیدی ، تعداد جا به جایی ریبوزوم کاهش مییابد.

⃝ نکته مهم : در هر سه حالت توالی نوکلئوتیدی دنا تغییر میکند اما طول دنا ، تعداد نوکلئوتیدهای دنا و میزان بازهای پورینی و پیریمیدینی دنا تغییر نمیکند.

📌 در صورت وقوع جهش بی معنا ، کدون یک آمینواسید به کدون پایان تبدیل شده و فرایند ترجمه زودتر پایان می یابد. در این حالت تعداد جا به جایی کاهش می یابد.

📌 در همه انواع جهش های جانشینی (دگرمعنا + خاموش + بی معنا) در توالی نوکلئوتیدی دنا و رنا تغییر رخ میدهد اما در طول دنا ، تعداد نوکلئوتیدهای دنا ، تعداد پیوندهای فسفودی استر دنا ، تعداد پورین ها و تعداد پیریمیدین ها تغییر رخ نمیدهد

📌 جهش های اضافه و حذف، انواع دیگر جهش های کوچک اند. در این جهش ها به ترتیب یک یا چند نوکلئوتید اضافه یا حذف میشود. یک جهش حذفی برای مثال یک نوکلئوتید حذف میشود. در نوع دیگری از جهش حذفی چند نوکلئوتید حذف میشوند.

 📌 انواع جهش حذفی: 1 -یک نوکلئوتید حذف گردد 2 -چند نوکلئوتید حذف گردد.

 📌 انواع جهش اضافه: 1 -یک نوکلئوتید اضافه گردد. 2 -چند نوکلئوتید اضافه گردد

📌 انواع جهش تغییر چارچوب در سطح کتاب درسی: 1 -اضافه شدن یک نوکلئوتید به رشته الگوی ژن پروتئین ساز 2 -کاهش یک نوکلئوتید از رشته الگوی ژن پروتئین ساز

📌 انواع جهش هایی که به تغییر خواندن چارچوب منجر میشوند: جهش حذف + جهش اضافه

📌 هیچکدام از جهش های کوچک (جانشینی + حذف + اضافه) توسط کاریوتیپ قابل تشخیص نیستند.

جهش های بزرگ (ناهنجاری های فام تنی)

  جهش های بزرگ : ناهنجاری عددی (تغییر در تعداد کروموزوم) + ناهنجاری ساختاری (حذف + جا به جایی + مضاعف شدگی + واژگونی)

ناهنجاری عددی (تغییر در تعداد کروموزوم)

📌 در فرد مبتلا به نشانگان داون (ناهنجاری عددی) نسبت به فرد سالم یک کروموزوم شماره 21 اضافی (بیشتر) وجود دارد. برای ژن های کروموزوم شماره 21 ، سه نسخه وجود دارد. (در فرد سالم دو نسخه وجود دارد)

📌 جهش ناهنجاری عددی توسط کاریوتیپ قابل تشخیص است

📌 همه جهش های ناهنجاری عددی نوعی ناهنجاری فام تنی (کروموزومی) بوده که بدون تغییر در طول کروموزوم ، طول ژن ، طول دنا ، تعداد نوکلئوتید دنا و کروموزوم است. در این جهش پیوند فسفودی استر شکسته و یا تشکیل نمی شود.

📌 اگر ناهنجاری عددی همراه با افزایش تعداد کروموزوم باشد ، تعداد دنا افزایش یافته و مقدار بیشتری دنا طی همانندسازی تکثیر میشود. اگر ناهنجاری عددی همراه با کاهش تعداد کروموزوم باشد ، تعداد دنا کاهش یافته و مقدار کمتری دنا همانندسازی میشود.

حذف

📌 دو نوع جهش حذف در کتاب درسی مطرح شده است: 1 -جهش حذف در سطح ژن 2 -جهش حذف در سطح کروموزوم

📌 جهش های فام تنی حذفی غالباً باعث مرگ میشوند.

📌 انواع جهش حذف : 1 -فقط همراه با شکستن پیوند فسفودی استر و مصرف آب (مثال : جدا شدن تکه بالایی کروموزوم)-2    همراه با شکستن مصرف آب و تشکیل پیوند فسفودی استر و تولید آب  (جدا شدن بخش میانی کروموزوم)

📌 در جهش حذفی طول کروموزوم و تعداد نوکلئوتید و تعداد پیوندهای فسفودی استر و هیدروژنی کاهش می یابد

📌 برای تشخیص جهش حذف کروموزومی میتوان از کاریوتیپ استفاده کرد

جا به جایی

📌 جا به جایی، نوع دیگری از ناهنجاری فام تنی (از نوع ساختاری) است که در آن قسمتی از یک فام تن به فام تن غیرهمتا یا حتی بخش دیگری از همان فام تن منتقل میشود.

📌 انواع جهش جا به جایی:

 1 -جا به جایی قسمتی از کروموزوم بین دو کروموزوم غیرهمتا:

تشخیص توسط کاریوتیپ + همراه با تغییر طول کروموزوم + همراه با تغییر تعداد نوکلئوتید و تعداد ژن ها + وقوع جهش حذف در یکی از کروموزوم ها

2-انتقال قسمتی از یک کروموزوم به بخش دیگر از همان کروموزوم : 

بدون تغییر طول – تغییر توالی و جایگاه گروهی از ژنها – در مواردی تشخیص توسط کاریوتیپ

*هر دو حالت همراه با شکستن و تشکیل پیوند هستند*

📌 جهش جا به جایی در همه جانداران میتواند رخ دهد.

مضاعف شدگی

📌 اگر قسمتی از یک فام تن به فام تن همتا جا به جا شود، آن گاه در فام تن همتا، از آن قسمت دو نسخه دیده میشود. به این جهش، مضاعف شدگی میگویند.

📌 در جهش مضاعف شدگی ، اندازه یکی از کروموزوم ها کاهش (وقوع جهش حذف) و اندازه دیگری افزایش (داشتن دو نسخه از برخی از ژن ها) می یابد.

📌 در جهش مضاعف شدگی در یکی از کروموزوم ها حذف قطعه کروموزومی صورت گرفته و سپس قطعه ای از کروموزوم طی جا به جایی به کروموزوم همتا انتقال می یابد.

📌 زنبور نر هاپلوئید است و کروموزوم همتا ندارد. بنابراین در زنبور عسل نر جهش مضاعف شدگی رخ نمیدهد.

واژگونی

📌 نوع دیگری از ناهنجاری های فام تنی، واژگونی است که در آن جهت قرارگیری قسمتی از یک فام تن در جای خود ( نه جای دیگر) معکوس می شود.

📌 جهش حذف در مواردی همراه با تشکیل پیوند نیست ولی بقیه (جا به جایی + مضاعف شدگی + واژگونی) همراه با تشکیل پیوند فسفودی استر هستند

📌 جهش واژگونی ، جهش حذف (ناهنجاری کروموزومی) ، جهش جا به جایی (در بعضی از موارد) ، بدون حضور کروموزوم دیگر میتوانند رخ دهند

📌 در جهش واژگونی طول کروموزوم تغییر نمیکند. (پس به طور معمول در کاریوتیپ قابل تشخیص نیست)

📌 اگر جهش واژگونی همراه با تغییر محل سانترومر باشد در کاریوتیپ قابل تشخیص خواهد بود

📌 جهش های فام تنی مخرب ژن: {حذف + جا به جایی + مضاعف شدگی + واژگونی} این جهش ها همراه با با شکستن پیوند هستند ، بنابراین ممکن است سبب تخریب ژن هایی شوند.

📌 در جهش واژگونی توالی و جایگاه گروهی از ژن ها تغییر میکند

📌 در زنبور عسل نر و ماده جهش واژگونی میتواند رخ دهد.

📌 در جهش ناهنجاری عددی تعداد کروموزوم و ژن ها تغییر میکند اما در سایرین ثابت است.

📌 در ناهنجاری ساختاری حذف ممکن است قسمتی از فام تن از دست برود؛ در نتیجه ژنوم یاخته کاهش می یابد

پیامدهای جهش

📌 ژنوم به کل محتوای مادة وراثتی (نه فقط ژنهایی که رونویسی میشوند) گفته میشود.

📌 ژنگان (ژنوم) به کل محتوای مادة وراثتی (نه کل دناها) گفته میشود و برابر است با مجموع محتوای مادة وراثتی هسته ای و سیتوپلاسمی.

 📌 طبق قرارداد، ژنگان هسته ای را معادل مجموعه ای شامل یک نسخه از هر یک از انواع فام تن ها در نظر میگیرند. ژنگان هسته ای انسان شامل 22 فام تن غیرجنسی و فام تن های جنسی X و Y است. دنای راکیزه، ژنگان سیتوپلاسمی را در ژنگان انسان تشکیل میدهد.

📌 اثرات جهش : مفید + مضر + خنثی

📌 در جهش خنثی میزان بیان ژن و نوع محصول تغییر نمیکند

📌 اگر جهش باعث تغییر در جایگاه فعال آنزیم شود، آنگاه احتمال تغییر عملکرد آنزیم بسیار زیاد است اما اگر جهش در جایی دور از جایگاه فعال رخ دهد، به طوری که بر آن اثر نگذارد، احتمال تغییر در عملکرد آنزیم کم یا حتی صفر است

📌 اثرات جهش در توالی افزاینده: تاثیر بر میزان بیان ژن :

* ایجاد توالی افزاینده قویتر

* ایجاد توالی افزاینده ضعیف تر

* ایجاد توالی افزاینده ای که دیگر عوامل رونویسی به آن متصل نشوند.

* عدم تاثیر بر فعالیت توالی افزاینده

📌 جهش در راه انداز یک ژن، ممکن است آن را به راه اندازی قویتر یا ضعیفتر تبدیل کند و با اثر بر میزان رونویسی از آن، محصول آن را نیز بیشتر یا کمتر کند

📌 انواع حالت ها در صورت وقوع جهش در جایگاه اتصال فعال کننده:

* ایجاد فعال کننده قویتر (افزایش رونویسی)

* ایجاد فعال کننده ضعیف تر (کاهش رونویسی)

* یا بی اثر (میزان رونویسی مانند سابق خواهد بود)

📌 انواع حالت ها در اثر وقوع جهش کوچک در اپراتور:

*ایجاد اپراتور قویتر (اتصال بیشتر پروتئین مهارکننده به آن و کاهش یا توقف رونویسی)

* ایجاد اپراتور ضعیفتر( اتصال کمتر پروتئین مهارکننده به آن و افزایش رونویسی)

*یا بی اثر (همه چیز مانند سابق رخ میدهد)

📌 انواع حالت های وقوع جهش در ژن سازنده پروتئین مهارکننده

*تولید پروتئین مهارکننده ای که از اپراتور جدا نمیشود. (عدم رونویسی ژن یا ژن ها)

*تولید پروتئین مهارکننده ای که اصال به اپراتور متصل نمیشود. (افزایش میزان رونویسی)

*تولید پروتئین مهارکننده ای که مشابه قبل عمل میکند. (عدم تغییر در میزان رونویسی)

*تولید پروتئین مهارکننده ای که اصلا به لاکتوز تمایل ندارد. (عدم رونویسی ژن ها)

📌 گاهی جهش در یکی از توالی های تنظیمی رخ میدهد، مثلا در راه انداز ، افزاینده ، اپراتور ، جایگاه اتصال فعال کننده. این جهش بر توالی پروتئین اثری نخواهد داشت بلکه « بر مقدار » آن تأثیر می گذارد.

📌 در طی کراسینگ اور تبادلات دو یا چند قطعه کروموزومی رخ میدهد. (تبادل قطعات کروموزومی)

📌 عدم رونویسی از ژن پیامد جهش در بخش تنظیمی است یا می تواند پیامد جهش در ژن یا ژن های سازنده RNAپلیمراز یا پروتئین مهارکننده باشد.

📌 جهش در توالی بین ژنی میتواند سبب تخریب توالی آغاز همانندسازی شود. در این حالت در مرحله S مشکل بروز میکند. (در مرحله S دنای خطی همانندسازی نیمه حفاظتی میشود)

📌 جهش در ژن یا ژن های سازنده آنزیم هلیکاز ممکن است سبب تغییر در جایگاه فعال شود و فعالیت آن را دستخوش تغییر کند.

علت های جهش

📌 انواع عواملی که سبب جهش میشوند

*عدم صحت در همانندسازی

*عوامل جهش زای فیزیکی (مانند پرتو فرابنفش)

*عوامل جهش زای شیمیایی (مانند بنزوپیرن در دود سیگار)

📌 عواملی که سبب سرطان میشوند : جهش + ژن های دخیل در ایجاد سرطان

📌 پرتوی فرابنفش یکی از عوامل جهش زای فیزیکی است. این پرتو، که در نور خورشید وجود دارد، باعث تشکیل پیوند بین دو تیمین مجاور(تشکیل پیوند بین دو حلقه شش ضلعی دارای باز آلی نیتروژن دار( در دو تیمین مجاور هم )در یک رشته دنا) هم میشود که به آن دوپار (دیمر) تیمین میگویند. دوپار تیمین با ایجاد اختلال در عملکرد آنزیم دنا بسپاراز ، همانندسازی دنا را با مشکل مواجه میکند. (بروز اختلال در مرحله S چرخه یاخته یوکاریوتی)

📌 از مواد شیمیایی جهش زا میتوان به بنزوپیرن اشاره کرد که در دود سیگار وجود دارد و جهشی ایجاد میکند که به سرطان منجر میشود

📌 جهش ممکن است ارثی یا اکتسابی باشد.

*جهش ارثی از یک یا هر دو والد به فرزند میرسد. این جهش در گامت ها وجود دارد که پس از لقاح، جهش را به تخم منتقل میکنند. در این صورت همة یاخته های حاصل از آن تخم، دارای آن جهش اند.

*جهش اکتسابی از محیط کسب میشود. مثلاً سیگار کشیدن میتواند باعث ایجاد جهش در یاخته های دستگاه تنفس شود. (جهش در یاخته های تنفسی به فرزندان منتقل نمیشود).

📌 در حین تشکیل دوپار تیمین در یک رشته دنا پیوند فسفودی استر شکسته نمیشود.

📌 آلکالوئیدها از ترکیبات گیاهی اند و در شیرابه بعضی از گیاهان به مقدار فراوانی وجود دارند. نقش آنها دفاع از گیاهان در برابر گیاه خواران است. آلکالوئیدها را در ساختن داروهایی مانند مسکن ها ، آرامبخش ها و داروهای ضد سرطان به کار میبرند.

📌 مرگ برنامه ریزی شده در تخریب یاخته های سرطانی نقش دارد

📌 سبک زندگی و تغذیه سالم نقش مهمی در پیشگیری از سرطان دارند.

📌 ورزش و وزن مناسب، از عوامل مهم در حفظ سلامت اند.

📌 غذاهای گیاهی که پاداکسنده و الیاف دارند در پیشگیری (نه درمان) از سرطان مؤثرند.

📌 در مناطقی که مصرف غذاهای نمک سود یا دودی شده رایج است، سرطان شیوع بیشتری دارد. همچنین، ارتباط بعضی از سرطان ها با مصرف زیاد غذاهای کباب شده یا سرخ شده مشخص شده است

📌 ترکیبات نیتریت دار مانند سدیم نیتریت، که برای ماندگاری محصولات پروتئینی مثل سوسیس و کالباس به آنها اضافه میشود، در بدن به ترکیباتی تبدیل میشوند که تحت شرایطی قابلیت سرطان زایی دارند. بنابراین مصرف زیاد چنین مواد غذایی از عوامل ایجاد سرطان است.