علوم الطبيعة والحياة — الطفرات الوراثية: أنواعها وأسبابها — الأولى ثانوي (شعب علمية) — بكالوريا — المنهاج الجزائري

الطفرات الوراثية: أنواعها وأسبابها

الطفرة الوراثية (Mutation génétique) هي تغيير مفاجئ ومفاجئ في تسلسل الـ ADN (الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين) في المادة الوراثية للكائن الحي. يمكن أن تحدث الطفرات بشكل طبيعي أو بسبب عوامل خارجية. تعتبر الطفرات المصدر الأساسي للتنوع الوراثي والتطور.

أولاً: تعريف الطفرة الوراثية

الطفرة الوراثية هي تغيير دائم في بنية المادة الوراثية (ADN) قد ينتقل إلى الأجيال القادمة. تحدث الطفرات على مستوى الجينات (طفرات جينية) أو على مستوى الصبغيات (طفرات صبغية).

ثانياً: أنواع الطفرات الوراثية

1. الطفرات الجينية (Géniques):

تحدث على مستوى جين واحد وتشمل:

• طفرة الاستبدال (Substitution): استبدال قاعدة نيتروجينية بأخرى، مثل استبدال A بـ G.
• طفرة الحذف (Délétion): حذف قاعدة نيتروجينية واحدة أو أكثر من تسلسل ADN.
• طفرة الإضافة (Insertion): إضافة قاعدة نيتروجينية واحدة أو أكثر إلى تسلسل ADN.

2. الطفرات الصبغية (Chromosomiques):

تحدث على مستوى الصبغيات وتشمل:

• التغيير في عدد الصبغيات: مثل متلازمة داون (تثلث الصبغي 21).
• التغيير في بنية الصبغيات: مثل انقلاب أو انتقال قطع صبغية.

ثالثاً: أسباب الطفرات

1. أسباب داخلية (عفوية):

• أخطاء أثناء تضاعف ADN (النسخ الخاطئ)
• عدم انفصال الصبغيات أثناء الانقسام المنصف

2. أسباب خارجية (مستحثة):

• العوامل الفيزيائية: مثل الأشعة فوق البنفسجية، الأشعة السينية، الإشعاعات النووية
• العوامل الكيميائية: مثل بعض المواد المسرطنة (التبغ، بعض المبيدات)
• العوامل البيولوجية: مثل بعض الفيروسات

مثال تطبيقي:

مرض الخلايا المنجلية (Drépanocytose) هو مرض وراثي ينتج عن طفرة استبدال حيث يتم استبدال القاعدة A بـ T في الجين المسؤول عن تركيب الهيموغلوبين، مما يؤدي إلى تغيير الحمض الأميني (Glutamate → Valine) وتشوه شكل كريات الدم الحمراء.

رابعاً: أهمية الطفرات

• في التطور: توفر الطفرات المادة الخام للانتخاب الطبيعي
• في الزراعة: استخدام الطفرات لإنتاج سلالات جديدة من النباتات
• في الطب: فهم الأمراض الوراثية وتطوير علاجات جديدة

تمارين تطبيقية

التمرين 1:

ما الفرق بين الطفرة الجينية والطفرة الصبغية؟ أعط مثالاً على كل نوع.

التمرين 2:

اشرح كيف يمكن للأشعة فوق البنفسجية أن تسبب طفرات في خلايا الجلد.

التمرين 3:

في تسلسل ADN التالي: ATCGGA، حدثت طفرة حذف للقاعدة G. اكتب التسلسل الجديد. كيف سيؤثر هذا على تركيب البروتين؟

التمرين 4:

لماذا تعتبر الطفرات مهمة في عملية التطور البيولوجي؟

للاستزادة حول موضوع الوراثة، راجع درس ADN: بنية جزيئة ADN ومضاعفتها وكذلك درس الوراثة المندلية: قوانين مندل.