DNA به وسیله‌ی کدگذاری پروتئین‌هایی که تمام موجودات زنده از آن‌ها ساخته شدهاند، دستورالعمل زندگی بر روی زمین را تشکیل می‌دهد. بدن ما سیستم‌های پیچیده‌ای دارد تا اطمینان حاصل کند که DNA ما به درستی سازماندهی شده است. هر سلول جدید، یک کپی کامل و بدون تغییر از DNA را دریافت می‌کند. اگر سیستم پیچیده‌ای که در کپی کردن DNA دخیل است شکست بخورد، یا اگر موارد غیرعادی‌ای در محل تکثیر سلول‌ها وجود داشته باشند، می‌تواند یک اشتباه در توالی DNA رخ دهد. این اشتباهات که جهش ژنتیکی نامیده می‌شوند، می‌توانند در هر مرحله از زندگی اتفاق بیفتند. برخی از انواع جهش ژنتیکی باعث مشکلات جدی در سلامتی می‌شوند. هدف این مقاله از تریتا، بررسی عواملی است که باعث جهش ژنتیکی می‌شوند. همچنین بررسی خواهیم کرد که چگونه می‌توانیم با حفظ شیوه زندگی سالم و اجتناب از قرار گرفتن غیر ضروری در برابر انواع خطراتی که می‌توانند باعث جهش شوند، بدن خود را از آسیب حفظ کنیم. با ما همراه باشید.
DNA چیست؟
بدون DNA، هیچ موجود زنده‌ای وجود نخواهد داشت. اساسا DNA یک دستور العمل است که به یک موجود زنده اجازه می‌دهد تا مواد اولیه‌ای (پروتئین‌ها) را تولید کند که هر سلول را تشکیل می‌دهند. سلول‌ها با تشکیل بافت‌ها، اندام‌ها و سیستم‌های بدن با یکدیگر همکاری می‌کنند تا ساختار موجود زنده را شکل دهند. DNA از چهار مولکول مختلف به نام‌های باز آدنین (A)، گوانین (G)، سیتوزین (C) و تیمین (T) تشکیل شده است. این چهار باز، به یک زنجیر طولانی متصل شدهاند. ستون فقراتی که این بازها را به هم وصل می‌کند به عنوان ستون فقرات قند-فسفات (sugar-phosphate backbone) شناخته می‌شود، چون از مولکول‌های متناوب قند و فسفات تشکیل شده است. ترتیب قرارگیری این بازها به عنوان توالی DNA شناخته می‌شود.
هر مجموعه از سه باز در توالی DNA، به عنوان یک کدون شناخته می‌شود. بیشتر کدونها یکی از ۲۰ آمینو اسیدی که پروتئین‌ها را تشکیل می‌دهند را کدگذاری می‌کنند. وقتی که یک کدون با آمینو اسید مطابقت ندارد، به آن کدون توقف (stop codon) گفته می‌شود، زیرا به سلول می‌گوید که به انتهای دستورالعمل رسیده است و تولید پروتئین انجام شده است. DNA معمولا به عنوان دو رشته وجود دارد که به شکلی به نام مارپیچ دوگانه حرکت می‌کنند، که در آن بازها روی دو این دو رشته به طرزی قابل‌پیش‌بینی با یکدیگر جفت می‌شوند. به این صورت که باز A همیشه با باز T، و باز G هم همیشه با باز C جفت می‌شود.
فکر می‌کنید چه تعداد از این بازها در بدن انسان وجود دارد؟ DNA انسان تقریبا شامل ۳ میلیارد باز است و حدود ۹۹ درصد این بازها در همه انسان‌ها یکسان هستند. یک درصد تفاوت باقیمانده به تمام صفات و ویژگی‌های منحصر به فرد افراد، مانند رنگ چشم یا وضعیت سلامت که بین شما و دیگران متفاوت است، منجر می‌شود. در واقع نوع تفاوت شما با همکلاسی‌ها، دوستان و خواهر و برادرهایتان به این دلیل است که توالی DNA شما با توالی آن‌ها متفاوت است. حدود نیمی از DNA شما از هر یک از والدین شما به ارث برده می‌شود. وجود بیش از ۱ درصد تفاوت در DNA به این معنی است که آن گونه، یک موجود زنده متفاوت از ما است. مثلا DNA شامپانزه بین ۱ تا ۲ درصد متفاوت از DNA انسان است (به این معنی که DNA شامپانزه حدودا ۹۸ درصد مشابه DNA انسان است)، که آن‌ها را به نزدیک‌ترین خویشاوندان ما در قلمرو حیوانات تبدیل می‌کند.
جهش ژنتیکی چیست؟
حالا که ما برخی اصول اولیه در مورد DNA را می‌دانیم، می‌توانیم در مورد چگونگی تغییر توالی صحبت کنیم. گاهی اوقات توالی DNA ما تغییر می‌کند که به آن جهش ژنتیکی می‌گویند. انواع مختلفی از جهش وجود دارد. برای مثال:
- یک باز می‌تواند از آنچه که در اصل قرار بود باشد به یک باز متفاوت تبدیل شود.
- یا یک باز یا چند باز می‌توانند از DNA حذف شوند.
- یا یک باز می‌توانند به DNA اضافه شوند.
- یا ممکن است یک بخش از DNA معکوس شده یا تکرار شود.
در حالی که جهش‌ها همیشه توالی DNA را تغییر می‌دهند، آن‌ها همیشه باعث تغییر در پروتئین حاصله و یا اثر آشکار بر موجود زنده نمی‌شوند. دلیل این موضوع هم این است که بیشتر آمینو اسیدها می‌توانند توسط دو یا چند کدون متفاوت کدگذاری شوند. برای مثال، توالی CAA آمینو اسید والین را کدگذاری می‌کند، اما توالی CAG نیز این کار را انجام می‌دهد. بنابراین، اگر یک جهش از نوع جایگزینی، توالی DNA را از CAA به CAG تغییر دهد، یک والین به پروتئین اضافه می‌شود. جهش‌هایی که بر پروتیین تاثیر نمی‌گذارند، جهش خاموش نامیده می‌شوند، زیرا DNA هنوز همان پروتئینی را تولید می‌کند که از آن انتظار می‌رود، و فردی که دچار جهش خاموش شده است، حتی متوجه آن هم نمی‌شود.
با این حال، گاهی اوقات تغییر در توالی DNA، بر پروتئین تاثیر می‌گذارد. برای مثال، اگر توالی CTC به CAC تغییر یابد، این اتفاق می‌افتد. در این مورد، آمینو اسید گلوتامیک اسید با والین جایگزین می‌شود. این تغییر توالی خاص، جهشی است که در بیشتر افراد مبتلا به کم‌خونی داسی‌شکل یافت می‌شود که یک وضعیت بسیار دردناک است. همچنین در بعضی موارد، یک باز به توالی DNA وارد یا از آن حذف می‌شود و نحوه خوانده شدن کدونها را تغییر می‌دهد. این امر منجر به تغییر تعداد زیادی از آمینو اسیدها می‌شود، که یک جهش فریم‌شیفت (frameshift) نامیده می‌شود. برای مثال، اگر به توالی اصلی AAA-CCC-GGG یک T بعد از اولین A اضافه شده باشد، اکنون به صورت ATA-ACC-CGG-G خوانده می‌شود. این امر منجر به تغییر توالی اسید آمینه از فنیل‌آلانین-گلایسین-پرولین به تیروزین-تریپتوفان-آلانین می‌شود. توجه کنید که هیچ یک از اسیدهای آمینه در پروتئین ساخته‌شده از DNA جهش‌یافته، مشابه توالی اصلی نیستند و این مساله احتمالا تاثیر زیادی بر عملکرد پروتئین خواهد داشت.
احتمال سوم این است که توالی DNA جهش‌یافته باعث شود که تولید پروتئین زودتر متوقف شود، به طوری که پروتئین تولید شده، کوتاه‌تر از حالت نرمال باشد. این نوع از جهش ژنتیکی را جهش بی‌معنی می‌گویند. اگر توالی AAA-ACC-AAA-AAA به AAA -AAA-ACT-AAA-AAA تغییر کند، توالی پروتئین تنها از فنیل‌آلانین-تریپتوفان-فنیل‌آلانین به یک فنیل‌آلانین تغییر می‌کند، چون توالی ACT به عنوان یک کدون توقف عمل می‌کند. بنابراین پروتئین حاصل کوتاه‌تر از حالت نرمال خواهد بود و به درستی عمل نخواهد کرد.
جهش ژنتیکی می‌تواند از مادر یا پدر به نوزاد در حال رشد منتقل شود که این جهش ژنتیکی را با نام جهش ارثی می‌شناسند. برای مثال، اگر مادر شما دچار جهشی شده باشد که باعث شده قد وی بسیار کوتاه‌تر از حد متوسط باشد، شما می‌توانستید جهش او را به ارث ببرید و قدی کوتاه‌تر از حد متوسط داشته باشید. به همین دلیل است که می‌توانید بگویید کوتاه بودن قد شما ناشی از چیزی است که از خانواده مادر‌ی‌تان به ارث برده‌اید. اگر فردی با یک جهش ژنتیکی ارثی صاحب فرزند شود، جهش را به نسل بعدی منتقل خواهد کرد. با توجه به مثال بالا، اگر شما به پسر یا دختر خود جهش کوتاه بودن قد را منتقل کنید، کودک شما می‌تواند بگوید که او کوتاه است زیرا هم شما و هم مادر بزرگ او قد کوتاهی داشتهاید و او این ویژگی را از شما به ارث برده است.
جهش‌های دیگر، بعد از تولد اتفاق می‌افتند و به آن‌ها جهش‌های اکتسابی گفته می‌شود. جهش‌های اکتسابی معمولا ناشی از چیزی در محیط هستند و اثرات آن‌ها معمولا تنها در سلول‌هایی که در معرض محرک‌های محیطی قرار گرفته‌اند، وجود دارند. بنابراین، بعضی از سلول‌ها دچار جهش می‌شوند و سلول‌های دیگر توالی نرمال خود را حفظ می‌کنند. برای مثال، اگر شما به نحوی دچار جهش در سلول‌های پوستی روی زانویتان شوید و سپس پوست زانویتان زخم شود، سلول‌های جدیدی که به جای سلول‌های آسیب‌دیده ساخته می‌شوند تا پوست را ترمیم کنند، حاوی جهش خواهند بود. با این حال، جهش اکتسابی به فرزندان منتقل نمی‌شود.
چه چیزهایی باعث جهش ژنتیکی می‌شوند و چگونه می توان از جهش ژنتیکی جلوگیری کرد؟
نور خورشید
نور خورشید یکی از چیزهایی است که می‌تواند باعث ایجاد جهش ژنتیکی شود. نور خورشید ساختارهایی به نام دایمرهای تیمین ایجاد می‌کند. به این معنی که دو باز تیمین (T) در یک رشته DNA به جای اتصال صحیح به پایه مکمل آدنین (A) در رشته مخالف، به طور غیر عادی به یکدیگر متصل می‌شوند. دایمرهای تیمین در شکل DNA گره ایجاد می‌کنند. وجود این گره‌ها، کپی کردن DNA را دشوار می‌کند و می‌تواند باعث وقوع جهش ژنتیکی شود. به منظور جلوگیری از پیشرفت دایمرهای تیمین در سلول‌ها، بسیار مهم است که از کرم‌های ضد‌آفتاب برای جلوگیری از اشعه‌های فرا بنفش A و B (UVA و UVB) استفاده کنیم. کرم ضد آفتاب باید هر ۲ ساعت یکبار یا بعد از شنا کردن، عرق کردن، حمام کردن و یا استفاده از حوله دوباره مورد استفاده قرار گیرد. برخی افراد که به ویژه پوست حساس و یا نازک دارند باید سطح بالاتری از حفاظت در برابر اشعه فرابنفش را برای خود ایجاد کنند.
تابش اشعه ایکس
از اشعه ایکس برای ثبت تصاویر پزشکی از دندان، استخوان و دیگر قسمت‌های سخت بدن به کار می‌رود. تابش اشعه ایکس، سطح انرژی بسیار بالایی دارد که می‌تواند مولکول‌هایی به نام رادیکال‌های آزاد ایجاد کند. رادیکال‌های آزاد بسیار ناپایدار هستند و برای پایدار شدن، می‌توانند الکترون‌هایی را از مولکول‌های DNA بگیرند. این موضوع می‌تواند منجر به جهش شود.
ما می‌توانیم قرار گرفتن در معرض اشعه ایکس را با استفاده از دیگر انواع تصاویر پزشکی (در صورت امکان) و پوشیدن تجهیزات حفاظتی برای حفاظت از بدن در هنگام گرفتن تصویر اشعه ایکس، کاهش دهیم. اگر به دندان‌پزشکی رفته باشید و با استفاده از اشعه ایکس از دندان‌های‌تان عکس گرفته باشید، احتمالا به یاد دارید که یک پیش‌بند سربی سنگین روی بدنتان انداخته می‌شود. این پیش‌بند سربی از بخش‌هایی از بدن که دندان‌پزشک از آن‌ها عکس نمی‌گیرد محافظت می‌کند.
سیگار و دیگر محصولات تنباکویی
سیگار کشیدن چگونه منجر به سرطان می‌شود؟ سیگار و محصولات تنباکویی حاوی مواد شیمیایی‌ای هستند که به عنوان کارسینوژن‌ها شناخته می‌شوند و می‌توانند عامل جهش‌هایی باشند که منجر به سرطان نیز می‌شوند. کارسینوژن‌ها با اخلال ایجاد کردن در روندی که سلول به وسیله‌ی آن DNA را بازسازی می‌کند و یا پروتئین‌ها را می‌سازد، باعث ایجاد جهش می‌شوند. اگر سلول سرطانی قادر به ترمیم این آسیب DNA نباشد، تقسیم را ادامه خواهد داد تا سلول‌های جدید بسازد و جهش را به تمام سلول‌های جدیدی که ساخته شدهاند منتقل خواهد کرد. از آنجا که سلول‌های سرطانی سریع‌تر از سلول‌های عادی رشد می‌کنند و تقسیم می‌شوند، توده‌های این سلول‌های غیر عادی که تومور نامیده می‌شوند، می‌توانند شکل بگیرند. بهترین راه برای جلوگیری از این مواد سرطان‌زا، ترک کردن سیگار و دیگر محصولات تنباکویی است. همچنین مهم است که سعی کنید میزان مواجهه با دود سیگار دست دوم را هم محدود کنید که به معنی دوری کردن از افرادی است که سیگار می‌کشند.
مواد شیمیایی
یکی از عوامل جهش‌های شیمیایی مواد شیمیایی‌ای هستند که باعث جهش می‌شوند. برخی از مواد شیمیایی هم، سرطان‌زا هستند و می‌توانند موجب ایجاد سرطان در انسان شوند؛ مانند مواد موجود در دود سیگار که در بالا در مورد آن بحث شد. برخی دیگر از نمونه‌های جهش‌زای شیمیایی شامل بنزن (یکی از اجزای اصلی بنزین)، وینیل کلرید (که در لوله‌ها وجود به کار می‌رود) و آرسنیک (که در برخی از حشره‌کش‌ها و سم موش صحرایی استفاده می‌شود) هستند. البته برخی از مواد جهش‌زای شیمیایی به سرطان ارتباطی ندارند. برای جلوگیری از بروز جهش، ما باید قرار گرفتن در معرض این مواد شیمیایی را با استفاده از تجهیزات حفاظتی، مانند ماسک و دستکش درهنگام کار با آن‌ها محدود کنیم.
نیتریت‌ها
نیتریت در بسیاری از مواد گوشتی مانند هات‌‌داگ، گوشت گاو و سوسیس وجود دارد. نیتریت‌ها می‌توانند با پروتئین‌های گوشت ترکیب شوند تا ترکیبات دیگری را تشکیل دهند که به عنوان عوامل سرطان‌زا شناخته می‌شوند. احتمالا این سوال به ذهنتان خطور کرده است: آیا باید غذای مورد علاقه‌ام را به کلی کنار بگذارم؟ خوشبختانه، پاسخ منفی است. شما هنوز هم می‌توانید گوشت‌های آماده بخورید اما خوردن آن‌ها برای هر روز، ایده‌ی خوبی نیست. برای محافظت از خود در برابر نیتریت‌ها، باید مصرف گوشت آماده خود را محدود کنید و همچنین سعی کنید انتخاب‌های سالمی در رژیم غذایی خود، مانند میوه‌ها، سبزیجات و غلات داشته باشید.
منبع: Frontiers
