كيف يمكن لطفرة النقطة أن تتسبب في توقف تخليق البروتين؟

أبسط أنواع الطفرات هو الطفرة النقطية ، حيث يتم تبادل نوع واحد من النيوكليوتيدات ، وهو اللبنة الأساسية للحمض النووي والحمض النووي الريبي ، بالصدفة مع نوع آخر. غالبًا ما توصف هذه التغييرات بأنها تغييرات في أحرف شفرة الحمض النووي. الطفرات غير المنطقية هي نوع محدد من الطفرات النقطية ، والتي يمكن أن توقف تخليق البروتين بعدة طرق.

العمليات البيوكيميائية في الخلية التي تحول المعلومات في الشفرة الوراثية إلى إنتاج و 3-D تتوقف بنية بروتين معين عندما تصل عملية التحويل إلى تسلسل مكون من ثلاثة أحرف يسمى التوقف كودون. إذا غيرت طفرة نقطية تسلسل الجين بحيث يحتوي على كودون توقف ، فإن عملية التحويل ستتوقف قبل الأوان ، وينتج عن ذلك سيكون البروتين أقصر مما ينبغي ولن يتم تحويل المعلومات المتبقية في الجين الذي يتبع كود الإيقاف إلى بروتين.

يقوم الحمض النووي في الجينات البشرية بتخزين المعلومات التي يتم تحويلها إلى جزيئات RNA ، والتي يتم تحويلها بدورها إلى بروتين معين. بشكل أساسي ، يوفر الجين تعليمات لصنع الحمض النووي الريبي ، والذي بدوره يوفر تعليمات لتخليق البروتين.

إذا كان الحمض النووي الريبي يحتوي على كودون توقف ناتج عن طفرة ، فإن آلية التحويل ستدمر أحيانًا الحمض النووي الريبي من خلال عملية تسمى الانحلال غير المنطقي. لأن الحمض النووي الريبي يتم تدميره بدلاً من تحويله ، يتوقف إنتاج البروتين ، وتتغير وظائف الخلايا ذات الصلة أو تتوقف.

الطريقة الأخرى التي توقف بها الطفرة النقطية عن تخليق البروتين هي تنظيم الجينات. البروتينات التنظيمية لها أشكال محددة ، والتي تمكنها من التمسك بتسلسلات محددة من الحروف في كود الحمض النووي ، والبقاء بالقرب من الجين وتشغيل الجين أو إيقاف تشغيله. يمكن لطفرة نقطية في أحد هذه التسلسلات التنظيمية أن تغير الجين بحيث لا يعود البروتين التنظيمي ملتصقًا به ، ويوقف الجين ويوقف إنتاج البروتين.

تعتمد خطورة الطفرة غير المنطقية على النوع المحدد من البروتين الذي ينتجه الجين ومكان حدوث الطفرة على الجين. إن حدوث طفرة غير منطقية بالقرب من بداية الجين ستقطع معظم البروتين ، لكن الطفرة القريبة من النهاية لن تؤدي إلا إلى قطع جزء أصغر منه. إذا تم تقطيع البروتين الذي يؤدي وظيفة أساسية أو لم يتم إنتاجه على الإطلاق ، فقد تكون العواقب وخيمة على الخلية أو الكائن الحي. ما يصل إلى 15 إلى 30 في المائة من جميع الأمراض الوراثية لدى البشر ناتجة عن طفرات لا معنى لها.