Mutacionet janë një objekt i rëndësishëm studimi për citogjenetistët dhe biokimistët. Janë mutacionet, gjene ose kromozomale, ato që janë më shpesh shkaktarët e sëmundjeve trashëgimore. Në kushte natyrore, rirregullimet kromozomike ndodhin shumë rrallë. Mutacionet e shkaktuara nga kimikatet, mutagjenët biologjikë ose faktorët fizikë si rrezatimi jonizues janë shpesh shkaku i keqformimeve kongjenitale dhe sëmundjeve malinje.
Informacione të përgjithshme rreth mutacioneve
Hugh de Vries përcaktoi një mutacion si një ndryshim i papritur në një tipar trashëgues. Ky fenomen gjendet në gjenomën e të gjithë organizmave të gjallë, nga bakteret te njerëzit. Në kushte normale, mutacionet në acidet nukleike ndodhin shumë rrallë, me një frekuencë prej afërsisht 1 10–4 – 1 10–10.
Në varësi të sasisë së materialit gjenetik të prekur nga ndryshimet, mutacionet ndahen në gjenomike, kromozomale dhe gjenetike. Ato gjenomike shoqërohen me një ndryshim në numrin e kromozomeve (monosomia, trisomia, tetrasomia); kromozomale shoqërohen me një ndryshim në strukturën e individitkromozome (fshirje, dyfishime, translokime); mutacionet e gjeneve prekin një gjen të vetëm. Nëse mutacioni ka prekur vetëm një palë nukleotide, atëherë ai është një mutacion pikësor.
Në varësi të shkaqeve që i kanë shkaktuar ato, dallohen mutacionet spontane dhe të induktuara.
mutacione spontane
Mutacionet spontane ndodhin në trup nën ndikimin e faktorëve të brendshëm. Mutacionet spontane konsiderohen normale, ato rrallë çojnë në pasoja të rënda për trupin. Më shpesh, rirregullime të tilla ndodhin brenda të njëjtit gjen, të shoqëruara me zëvendësimin e bazave - purina me një purinë tjetër (tranzicioni), ose purina për pirimidinën (transversion).
Mutacionet spontane në mënyrë domethënëse më rrallë ndodhin në kromozome. Mutacionet spontane kromozomike zakonisht përfaqësohen nga translokacione (transferimi i një ose më shumë gjeneve nga një kromozom në tjetrin) dhe inversione (ndryshime në sekuencën e gjeneve në një kromozom).
Rirregullime të nxitura
Mutacionet e induktuara ndodhin në qelizat e trupit nën ndikimin e kimikateve, rrezatimit ose materialit të riprodhimit të viruseve. Mutacione të tilla shfaqen më shpesh se ato spontane dhe kanë pasoja më të rënda. Ato prekin gjenet individuale dhe grupet e gjeneve, duke bllokuar sintezën e proteinave individuale. Mutacionet e induktuara shpesh prekin gjenomin globalisht, është nën ndikimin e mutagjenëve që kromozome jonormale shfaqen në qelizë: izokromozomet, kromozomet unazore, dicentrikët.
Mutagjenët, përveç rirregullimeve kromozomale, shkaktojnë dëmtime të ADN-së: thyerje të dyfishtë,formimi i lidhjeve të kryqëzuara të ADN-së.
Shembuj të mutagjenëve kimik
Mutagjenët kimikë përfshijnë nitratet, nitritet, analogët e bazës së azotit, acidin azotik, pesticidet, hidroksilaminën, disa aditivë ushqimorë.
Acidi azotik bën që grupi amino të shkëputet nga bazat azotike dhe të zëvendësohet nga një grup tjetër. Kjo çon në mutacione pikash. Hidroksilamina gjithashtu shkakton mutacione të shkaktuara kimikisht.
Nitratet dhe nitritet në doza të larta rrisin rrezikun e kancerit. Disa suplemente ushqimore shkaktojnë reaksione arilimi të acideve nukleike, gjë që çon në ndërprerje të proceseve të transkriptimit dhe të përkthimit.
Mutagjenët kimikë janë shumë të ndryshëm. Shpesh janë këto substanca që shkaktojnë mutacione të induktuara në kromozome.
Mutagjene fizike
Mutagjenët fizikë përfshijnë rrezatimin jonizues, kryesisht me valë të shkurtra dhe ultravjollcë. Ultraviolet fillon procesin e peroksidimit të lipideve në membrana, provokon formimin e defekteve të ndryshme në ADN.
Rrezatimi me rreze X dhe gama provokojnë mutacione në nivelin e kromozomeve. Qeliza të tilla nuk janë të afta të ndahen, ato vdesin gjatë apoptozës. Mutacionet e shkaktuara mund të ndikojnë gjithashtu në gjenet individuale. Për shembull, bllokimi i gjeneve shtypëse të tumorit çon në tumore.
Shembuj të rirregullimeve të induktuara
Shembuj të mutacioneve të induktuara janë sëmundje të ndryshme gjenetike, të cilat manifestohen më shpesh në zona të prirura përekspozimi ndaj një faktori mutagjen fizik ose kimik. Dihet, veçanërisht, se në shtetin indian të Kerala, ku doza efektive vjetore e rrezatimit jonizues tejkalon normën me 10 herë, frekuenca e lindjes së fëmijëve me sindromën Down (trizomia në kromozomin e 21-të) është rritur. Në lagjen kineze Yangjiang, një sasi e madhe monaziti radioaktiv u gjet në tokë. Elementet e paqëndrueshme në përbërjen e tij (cerium, torium, uranium) prishen me çlirimin e kuanteve gama. Ekspozimi ndaj rrezatimit me valë të shkurtra në qark ka çuar në një numër të madh lindjesh të fëmijëve me sindromën e maces që qan (fshirje e një pjese të madhe të kromozomit të 8-të), si dhe një rritje të incidencës së kancerit. Një shembull tjetër: në janar 1987, një numër rekord i lindjeve të fëmijëve me sindromën Down u regjistrua në Ukrainë, lidhur me aksidentin e Çernobilit. Në tremujorin e parë të shtatzënisë, fetusi është më i ndjeshëm ndaj efekteve të mutagjenëve fizikë dhe kimikë, kështu që një dozë kolosale rrezatimi ka çuar në një rritje të frekuencës së anomalive kromozome.
Një nga mutagjenët kimikë më famëkeq në histori është qetësuesi Thalidomide, i prodhuar në Gjermani në vitet 1950. Marrja e këtij ilaçi ka çuar në lindjen e shumë fëmijëve me një shumëllojshmëri të gjerë të anomalive gjenetike.
Metoda e mutacionit të induktuar përdoret zakonisht nga shkencëtarët për të gjetur mënyrën më të mirë për të luftuar sëmundjet autoimune dhe anomalitë gjenetike që lidhen me hipersekretimin e proteinave.
