الطفرة الجينية

الآلية البيولوجية للطفرة

تحدث الطفرات الجينية عندما يحدث خطأ في عملية تضاعف الحمض النووي أثناء انقسام الخلايا، حيث قد يحدث استبدال قاعدة نيتروجينية بأخرى، أو حذف جزء من التسلسل، أو إدراج قواعد إضافية. هذه الأخطاء عادة ما تصحح نفسها بنفسها عبر آليات إصلاح الحمض النووي، لكن إذا فشلت هذه الآليات، تبقى الطفرة دائمة في الخلية وتنتقل إلى الخلايا البنت الناتجة عنها.

أنواع الطفرات الجينية

تُصنّف الطفرات حسب نطاق تأثيرها إلى طفرات نقطية (تغيير قاعدة واحدة)، وطفرات حذفية (حذف جزء من التسلسل)، وطفرات إدراجية (إضافة قواعد إضافية)، وطفرات انقلابية (عكس ترتيب جزء من التسلسل). كما تُقسّم حسب مستوى التأثير إلى طفرات صامتة (لا تؤثر على البروتين)، وطفرات كاتمة (توقف إنتاج البروتين)، وطفرات بديلة (تغيير حمض أميني واحد أو أكثر).

العوامل المسببة للطفرات

تنقسم العوامل المسببة إلى طبيعية وبيئية؛ فالأخطاء العشوائية أثناء تضاعف الحمض النووي تحدث بشكل طبيعي، بينما تزيد العوامل البيئية من معدل حدوثها مثل الإشعاعات (الأشعة فوق البنفسجية والإشعاعات المؤينة)، والمواد الكيميائية السامة، والفيروسات، والتدخين. بعض الطفرات ترثية تنتقل من الآباء إلى الأبناء من خلال الخلايا التناسلية، بينما الطفرات الجسدية تحدث في خلايا الجسم ولا تنتقل وراثياً.

التأثيرات الصحية والوراثية

تتراوح تأثيرات الطفرات بين محايدة وضارة ومفيدة؛ فبعضها لا يؤثر على الكائن الحي بسبب تكرار الأكواد الوراثية (كود الوراثة)، بينما قد تسبب أمراضاً وراثية مثل فقر الدم المنجلي والتليف الكيسي وبعض السرطانات. لكن بعض الطفرات توفر ميزات تكيفية مثل مقاومة الأمراض أو تحسين القدرات الجسدية، وهذا ما يشكل أساس التطور الطبيعي والتنوع البيولوجي عبر الأجيال.

الأهمية في التطور والبحث العلمي

تعتبر الطفرات الجينية الآلية الأساسية للتطور البيولوجي، إذ توفر التنوع الوراثي الذي يسمح للكائنات بالتكيف مع التغييرات البيئية عبر الانتخاب الطبيعي. في المجال الطبي، يستخدم العلماء دراسة الطفرات لفهم أسباب الأمراض الوراثية وتطوير علاجات موجهة، كما تُستخدم تقنيات تحرير الجينات مثل كريسبر (CRISPR) لتصحيح الطفرات الضارة وعلاج الأمراض الوراثية في المستقبل.

الطفرات في الزراعة والتطبيقات العملية

استخدم الباحثون الطفرات الطبيعية والمحفزة لتحسين المحاصيل الزراعية وإنتاج نبات وحيوانات مقاومة للأمراض والجفاف وأعلى إنتاجية. كثير من النباتات الحديثة التي نعتمد عليها في الغذاء نتجت من برامج تحسين وراثي تستخدم الطفرات المفيدة. كما يستخدم العلماء الطفرات في الكائنات الدقيقة لإنتاج أدوية مهمة مثل الإنسولين والمضادات الحيوية بصيغ محسّنة.