مُطفِّر Mutagen

أيّ عامل قادر على تعديل الشفرة الوراثية للخلية من خلال تغيير تركيب المادّة الوراثية للحمض النووي DNA . فأنواع عديدة من الأشعة الكهرمغناطيسية مثل الأشعة الكونية و الأشعة السينية و ضوء الأشعة فوق البنفسجي هي مواد مطفرة ، كما أن هناك انواع من المركبات الكيميائية ممكن ان تسبب الطفرات الجينية . فوجود بعض المركبات في الجسم ممكن ان تساعد أو حتي تمنع من حدوث اي طفرات في الشفرة الوراثية ن فمثلا يساعد الأكسجين على جعل الخلايا أكثر حساسية للتاثيرات الطفرية للأشعة السينية .

كانت أول العوامل التي تم تحديدها على أنها مطفرات هي المواد المسرطنة ، وهي المواد التي ثبت أنها مرتبطة بالسرطان بطريقة أو بأخرى . فقد تم وصف الأورام قبل أكثر من ألفي عام قبل اكتشاف الكروموسومات والحمض النووي. ففي عام 500 قبل الميلاد ، قام الطبيب اليوناني هيبوقراطيس بتسمية أورام تشبه كاركينوس السلطعون (و من هنا جاء الاسم : سرطان) و في عام 1567 ، اقترح الطبيب السويسري باراسيلسوس أن مادة مجهولة الهوية في خام منجم (تم التعرف عليها كغاز الرادون في العصر الحديث) تسببت في مرض هزال لدى عمال المناجم ، وفي إنجلترا في عام 1761 ، قام جون هيل بأول صلة مباشرة للسرطان مع المواد الكيميائية عن طريق الإشارة إلى أن الاستخدام المفرط للسعوط قد يسبب سرطان الأنف. و في عام 1775 ، كتب السير بيرسيفال بوت ورقة عن ارتفاع نسبة الإصابة بسرطان الصفن في عمليات مسح المداخن ، واقترح أن يكون السخام المدخن هو سبب الإصابة بسرطان الصفن. و في عام 1915 ، أظهر Yamagawa و Ichikawa أن التطبيق المتكرر لقار الفحم على آذان الأرانب ينتج سرطانًا خبيثًا. و في وقت لاحق ، في عام 1930 تم التعرف على مكون مسرطن في قطران الفحم على أنه هيدروكربون متعدد الحلقات (PAH) و هو البنزوبيرين، كما توجد الهيدروكربونات متعددة الحلقات في السناج ، والذي اقترح أن يكون عاملًا مسببًا للسرطان قبل 150 عامًا.
وقد لوحظ ارتباط التعرض للإشعاع والسرطان في وقت مبكر من عام 1902 ، بعد ست سنوات من اكتشاف الأشعة السينية من قبل فيلهلم رونتجن والنشاط الإشعاعي من قبل هنري بيكريل. فقد كان جورجي نادسون والألماني فيليبوف أول من ابتكر طفرات الفطريات تحت الإشعاعات المؤينة في عام 1925. و قد تم إثبات الخاصية المطفرة للطفرات لأول مرة في عام 1927 ، عندما اكتشف هيرمان مولر أن الأشعة السينية يمكن أن تسبب طفرات جينية في ذباب الفاكهة ، وتنتج طفرات نمطية وكذلك تغيرات ملحوظة في الكروموسومات ، و أظهر مساعده إدغار ألتينبرج أيضًا التأثير التحولي لإشعاع الأشعة فوق البنفسجية في عام 1928.
واصل مولر استخدام الأشعة السينية لإنشاء طفرات ذبابة الفاكهة التي استخدمها في دراساته في علم الوراثة. ووجد أيضًا أن الأشعة السينية لا تحور الجينات في ذبابة الفاكهة فحسب ولكن لها أيضًا تأثيرات على التركيب الوراثي للإنسان. و أظهر عمل مماثل قام به لويس ستادلر أيضًا تأثير التحور لـ X- الأشعة على الشعير في عام 1928 والأشعة فوق البنفسجية (UV) على الذرة في عام 1936. كما سبق أن لوحظ تأثير أشعة الشمس في القرن التاسع عشر حيث وجد أن العمال والبحارة في المناطق الريفية أكثر عرضة للإصابة بسرطان الجلد.
و لم يتم إثبات أن الطفرات الكيميائية تسبب طفرة حتى الأربعينيات ، عندما اكتشف شارلوت أورباخ وج. إم روبسون أن غاز الخردل يمكن أن يسبب طفرات في ذباب الفاكهة. و منذ ذلك الحين تم تحديد عدد كبير من المطفرات الكيميائية ، خاصة بعد تطوير اختبار Ames في سبعينيات القرن الماضي بواسطة Bruce Ames الذي يقوم بفحص المواد المطفرة ويسمح بالتعرف الأولي على المواد المسببة للسرطان.
و أظهرت الدراسات المبكرة التي أجراها أميس أن حوالي 90٪ من المواد المسرطنة المعروفة يمكن تحديدها في اختبار أميس على أنها مُطفرة و ما يقارب 80٪ من المواد المطفرة المحددة من خلال اختبار أميس يمكن أيضًا تحديدها على أنها مسرطنة.

يمكن أن تتسبب المطفرات في حدوث تغييرات في الحمض النووي وبالتالي فهي سامة للجينات كما يمكن أن تؤثر على نسخ وتكرار الحمض النووي ، والتي في الحالات الشديدة يمكن أن تؤدي إلى موت الخلايا. و تنتج الطفرات طفرات في الحمض النووي ، ويمكن أن تؤدي الطفرة الضارة إلى انحراف أو خلل أو فقدان وظيفة لجين معين وقد يؤدي تراكم الطفرات إلى الإصابة بالسرطان. و عليه قد يكون المطفر لاحقات مادة مسرطنة. ومع ذلك ، تمارس بعض الطفرات تأثيرها الطفري من خلال المستقلبات وبالتالي ما إذا كانت هذه الطفرات تصبح مسرطنة بالفعل قد تعتمد على العمليات الأيضية للكائن الحي و على المركب الذي يظهر أنه مطفّر في كائن حي و الذي قد لا يكون بالضرورة مسرطناً في كائن آخر.
فالمطفرات مختلفة تعمل على الحمض النووي بشكل مختلف. قد تؤدي المطفرات القوية إلى عدم استقرار الكرموسومات مما يؤدي إلى حدوث كسر الكروموسومات وإعادة ترتيب الكروموسومات مثل الإزاحة والحذف والانقلاب. وتسمى هذه المطفرات بالمطفرات الكروموسومية .
كما يمكن للمطفر أن يغير يتسلسل الحمض النووي و التغييرات في متواليات الحمض النووي عن طريق الطفرات تشمل استبدال أزواج النوكليوتيدات الأساسية وإدخال وحذف واحد أو أكثر من النيوكليوتيدات في تسلسل الحمض النووي. وعلى الرغم من أن بعض هذه الطفرات تكون قاتلة أو تسبب مرضًا خطيرًا إلا أن العديد منها له آثار بسيطةاي انه ليس لها تأثير كبير على بنية البروتينات ووظيفتها. و العديد من الطفرات عبارة عن طفرات صامتة ، لا تسبب أي تأثيرات مرئية على الإطلاق إما لأنها تحدث في تسلسلات غير مشفرة أو غير وظيفية ، أو أنها لا تغير تسلسل الأحماض الأمينية بسبب تكرار الكودونات.
يمكن لبعض مسببات الأمراض أن تسبب اختلال في الكروموسومات وتغيير عدد الصبغيات في الخلية. وهي معروفة باسم مضادات الكريات البيض. و في اختبار أميس ، حيث يتم استخدام تركيزات مختلفة من المادة الكيميائية في الاختبار ، يكون منحنى استجابة الجرعة الذي تم الحصول عليه دائمًا خطيًا تقريبًا ، مما يشير إلى أنه قد لا يكون هناك عتبة للطفرات. تم الحصول على نتائج مماثلة أيضًا في الدراسات التي أجريت على الإشعاعات ، مما يشير إلى أنه قد لا يكون هناك عتبة آمنة للمطفرات. ومع ذلك ، فإن النموذج بلا عتبة موضع خلاف مع بعض الجدال حول عتبة تعتمد على معدل الجرعة للطفرات.
اقترح البعض أن انخفاض مستوى بعض الطفرات قد يحفز عمليات إصلاح الحمض النووي وبالتالي قد لا يكون ضارًا بالضرورة. أظهرت الأساليب الأكثر حداثة مع الأساليب التحليلية الحساسة أنه قد يكون هناك استجابات جرعة غير خطية أو خطية للتأثيرات السمية الوراثية ، وأن تنشيط مسارات إصلاح الحمض النووي يمكن أن يمنع حدوث طفرة ناشئة عن جرعة منخفضة من الطفرات.
كما أن المطفرات ليست بالضرورة مسببات للسرطان و لكن العكس صحيح. على سبيل المثال ، قد يكون أزيد الصوديوم مولداً للطفرات ، ولكن لم يثبت أنه مسرطن.

مقالات قد تفيدك :

عن Akram Amir El Ali

استاذ الكيمياء التحليلية ومصمم غرافيك

شاهد أيضاً

ما هي العناصر السبعة ثنائية الذرة Diatomic Elements ؟

يقصد بالعنصر ثنائي الذرة هو عنصر يوجد في الطبيعة على شكل جزيء مكون من ذرتين …

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.