الطفرات: أهميتها وأنواعها ومنشأها

الطفرة

تغير مفاجئ في طبيعة العوامل الوراثية المتحكمة في صفات معينة. ينتج عنه تغيير هذه الصفات في الكائن الحي.

تعتبر الطفرة حقيقية إذا ظلت متوارثة على مدى الأجيال التالية

تعتبر الطفرة غير حقيقية إذا لم تظل متوارثة على مدى الأجيال التالية.

يجب التميز بين الطفرة التي تحدث نتيجة لتغير العامل الوراثي، وبين التغير الذي ينتج عن تأثير البيئة أو انعزال الجينات و إعادة اتحادها.

أهمية الطفرة

تؤدي أغلب الطفرات إلى صفات غير مرغوب فيها، مثل بعض التشوهات الخلقية في الإنسان. و قد تؤدي الطفرات في النبات إلى العقم الذي يسبب نقص المحصول.

وما ندر من الطفرات يؤدي إلى تغيرات مرغوب فيها. لدرجة أن الإنسان يحاول بالطرق العلمية الحديثة استحداثها ليستفيد منها. ومن أمثلتها سلالة  "أنكن" التي حدثت في قطيع من الأغنام لفلاح أمريكي. و التي تتميز بأرجلها القصيرة المقوسة. مما يجعلها غير قادرة على تسلق سور الحظيرة وإتلاف النباتات المزروعة. لهذا أعتبرها الفلاح الأمريكي طفرة نافعة وعمل على اكثارها. ومن أمثلة الطفرات المرغوبة أيضا الطفرات التي تؤدي إلى زيادة إنتاج المحاصيل الزراعية.

أنوع الطفرات

- طفرات جينية

تحدث نتيجة تغيير كيميائي في تركيب الجين. وتحديداً تغيير في ترتيب القواعد النيتروجينية في جزئ DNA. وتؤدى إلى ظهور إنزيم مختلف يعمل على ظهور صفة جديدة.

قد يصاحب هذا التغيير في التركيب الكيميائي للجين تحوله من جين سائد لمتنحي أو العكس في حالات نادرة.

- الطفرات الصبغية

وتحدث هذه الطفرات بطريقتين:

التغير في عدد الصبغيات

والتغير  في العدد قد يكون بزيادة أو نقص صبغي فى الأمشاج بعد الانقسام الميوزي. كما في حالتي كلاينفلتر وتيرنر في الإنسان. حيث تحتوي الخلايا صبغي زيادة في حالة كلاينفلتر (44 + xxy). أو نقص بمقدار صبغي في حالة تيرنر  (44 + x0).

وقد يتضاعف عدد الصبغيات (التضاعف الصبغي) لعدم انفصال الكروماتيدات بعد انقسام السنترومير، وعدم تكون الغشاء الفاصل بين الخليتين البنويتين، فينتج التضاعف الصبغي. وقد تحدث هذه الظاهره في أي كائن إلا أنها أكثر شيوعا في الانسان..‏

نسبة كبيرة من النباتات يحدث فيها التضاعف الصبغي. فيكون عدد الصبغيات فيها (3ن – 4ن – 6ن – 8ن ‏‏– 16ن).  وذلك يسبب تضاعف الصبغيات في الأمشاج. ‏

ينتج عن التضاعف الصبغي أفراد ذات صفات جديدة. حيث أن كل جين يكون ‏ممثل بعدد أكبر. فيكون تأثيره أكثر وضوحاً. حيث يكون النبات أكثر ‏طولاً وأكبر حجماً وبخاصة الأزهار والثمار.

يوجد التضاعف الصبغي (‏N‎‏4)‏‎ في كثير من المحاصيل والفواكه. ‎مثل: القطن والقمح والتفاح ‏والعنب والكمثرى.‏

‏وفي الحيوان تقل هذه الظاهرة. وذلك لأن تحديد الجنس في الحيوان يتطلب وجود توازن ‏دقيق بين عدد كل من الصبغيات الجسمية والجنسية. لذلك يقتصر وجوده على بعض الأنواع الخنثى من القواقع والديدان ‏التي لا يوجد لديها مشكلة في تحديد الجنس.‎

في الانسان وجد ان التضاعف الثلاثي الإنسان مميت. ويسبب إجهاضاً للأجنة. ومع ذلك يوجد تضاعف صبغي في بعض خلايا الكبد والبنكرياس.

التغير في تركيب الصبغيات

يحدث نتيجة تغير في ترتيب الجينات على نفس الصبغي بسبب:

انفصال قطعة من الصبغي أثناء الانقسام. والتفافها حول نفسها بمقدار 180. والتحامها في الوضع المقلوب على نفس الصبغي.

تبادل أجزاء بين صبغيات غير متماثلة.

زيادة جزء صغير من الصبغي أو نقص جزء صغير من الصبغي.

لوحدثت هذه الطفرات في الخلايا فإن الجنين الناتج تظهر عليه الصفات الجديدة. ويعرف هذا النوع بالطفرات المشيجية. وتحدث هذه الطفرات في الكائنات الحية التي تتكاثر تزاوجيا.

لمزيد من المعلومات عن الطفرات التركيبة شاهد هذا الفيديو المرفق.

وإذا حدثت في الخلايا الجسمية. فيظهر العضو التي حدثت به أعراض مفاجئة، وتعرف هذه الطفرة بالطفرة  الجسمية. وهذا النوع من الطفرات أكثر شيوعا في النباتات التي تتكاثر خضريا. حيث ينشأ فرع جديد من النبات العادي يحمل صفات مختلفة عن النبات الأم. ويمكن فصل هذا الفرع وزرعه وإكثاره خضريا، إذا كانت الصفة الجديدة مرغوب فيها.

للمزيد عن الطفرات الجينية والطفرات الصبغية اطلع على الرابط المرفق.

منشأ الطفرة

-  طفرة تلقائية

تحدث دون تدخل الإنسان. وهي نادرة الحدوث في جميع الكائنات الحية.

أسباب حدوثها: تأثيرات البيئة المحيطة بالكائن الحي. مثل: (الأشعة فوق البنفسجية – الأشعة الكونية – المركبات الكيمائية).

تلعب الطفرة التلقائية دوراً في عملية تطور الكائنات الأحياء.

نسبتها ضئيلة جداً في شتى الكائنات الحية.

- طفرة مستحدثة

تحدث بتدخل الإنسان للحصول على تغييرات أو صفات مرغوبة في كائنات معينة.

يستخدم الإنسان لعمل الطفرات المستحدثة. عوامل طبيعية مثل: (أشعة أكس – أشعة جاما – الأشعة فوق البنفسجية). أو عوامل كيمائية مثل (غاز الخردل – مادة الكوليشسين – حمض النيتروز).

ماذا يحدث عند معالجة النبات بهذه المواد؟ عند معالجة القمم النامية في النباتات بهذه المواد تضمر وتموت. ويتجدد تحتها أنسجة جديدة تحتوي خلاياها على عدد مضاعف من الصبغيات.

أغلب الطفرات المستحدثة تحمل صفات غير مرغوبة. غير أن الإنسان ينتقى منها ما هو نافع. مثال: للطفرات النافعة / المرغوبة/ المستحدثة النافعة.

طفرات تؤدى إلى تكوين أشجار فاكهة ذات ثمار كبيرة حلوة المذاق وخالية من البذور.

إنتاج طفرات لكائنات دقيقة مثل البنسليوم لها القدرة على إنتاج كميات كبيرة من المضادات الحيوية (مثل البنسيلين).

لمزيد من المعلومات عن الطفرات شاهد الفيديو المرفق.