جهش خاموش
جهش خاموش جهش هایی هستند که در آن تغییرات در توالی نوکلئوتیدی DNA هیچ اثر قابل مشاهده ای روی ارگانیسم ایجاد نمی کند.
تغییر در نوکلئوتید تغییری در توالی اسید آمینه یا ساختار و عملکرد پروتئین ایجاد نمی کند.
جهش های خاموش نیز جهش های خنثی (neutral mutations) نامیده می شوند زیرا هیچ تغییری در محصول پروتئینی ایجاد شده ایجاد نمی کنند.
جهش‌های بی‌صدا ممکن است به دلیل این واقعیت که توالی‌های کدون متعدد می‌توانند برای یک اسید آمینه یکسان کد کنند. در نتیجه، در برخی موارد، تغییر در نوکلئوتید همچنان می تواند همان اسید آمینه را تولید کند.
به جهش های بی صدا، جهش های مترادف (synonymous mutations) نیز گفته می شود، اما همه جهش های مترادف خاموش نیستند. جهش‌های مترادف می‌توانند بر رونویسی، پیوند، انتقال mRNA و ترجمه تأثیر بگذارند، که همگی می‌توانند تغییراتی در فنوتیپ ارگانیسم ایجاد کنند.
از آنجایی که جهش های خاموش بر محصول نهایی پروتئین تأثیر نمی گذارد، این جهش ها از نظر تکاملی خنثی در نظر گرفته می شوند.
با این حال، مطالعه شده است که ارگانیسم‌ها معمولاً سوگیری‌های استفاده از کدون را نشان می‌دهند که در آن کدون خاصی را در نتیجه پایداری انتقالی نسبت به دیگران انتخاب می‌کنند. بنابراین، جهش های خاموش را نمی توان کاملاً خنثی در نظر گرفت.
برخی از Silent mutations ممکن است در صورت وجود در اشکال هموزیگوت، اثراتی از خود نشان دهند. بنابراین، یک جهش در فرم هتروزیگوت خاموش است، اما زمانی که به شکل هموزیگوت تبدیل شود، اثر قابل توجهی ایجاد می کند.
علل جهش خاموش
جهش‌ها می‌توانند به دلایل مختلفی ایجاد شوند که می‌تواند از اشتباهات خود به خودی در طول پردازش DNA یا ناشی از حضور عوامل فیزیکی متفاوت باشد.
جهش های خود به خودی در طول پردازش DNA مانند همانندسازی DNA رخ می دهد. این تغییرات می تواند به دلیل برخی اشتباهات یا به دلیل هضم آنزیم هایی مانند نوکلئازها رخ دهد. در برخی موارد، این جهش ها می توانند در طول ترمیم توالی DNA آسیب دیده نیز رخ دهند.
جهش خاموش القا شده زمانی رخ می دهد که عوامل فیزیکی مانند تشعشع یا مولکول ها باعث تغییر در نوکلئوتید شوند. این جهش‌زاها یک نوکلئوتید را به گونه‌ای تغییر می‌دهند که بر محصول نهایی تأثیری نداشته باشد.
به طور مشابه، برخی جهش‌ها ممکن است در نقطه‌ای رخ دهند که بر ساختار و عملکرد پروتئین تأثیری نداشته باشد و جهش را خاموش کند.
مواردی وجود داشته است که اسید آمینه متفاوتی تولید می شود، اما از نظر ساختار و عملکرد مشابه اسید آمینه اصلی است. در نتیجه، جهش بر محصول نهایی تأثیر نمی گذارد و می توان آن را بی صدا در نظر گرفت.
مکانیسم جهش خاموش
- جهش‌های خاموش مکانیسمی مشابه سایر جهش‌ها دارند که در آن تغییر در توالی نوکلئوتیدی در نتیجه توتومریسم یا یونیزاسیون رخ می‌دهد.
- مکانیسم جهش خود به خودی به طور کامل شناخته نشده است، با این حال، اعتقاد بر این است که جهش یا به دلیل حذف یک پایه نوکلئوتیدی یا به دلیل تغییر در ساختار و پیوند پایه رخ می دهد.
- مکانیسم رایج جهش خاموش توتومریسم (tautomerism) است که در آن شکل شیمیایی نوکلئوتید بین فرم کتو و فرم انول تغییر می کند.
- بیشتر نوکلئوتیدها به شکل کتو هستند و با نوکلئوتیدهای دیگر پیوند هیدروژنی تشکیل می دهند. هنگامی که فرم کتو به فرم انول تبدیل می شود، مولکول دیگر نمی تواند با سایر نوکلئوتیدها پیوند هیدروژنی ایجاد کند. در نتیجه، نوکلئوتیدها نمی توانند برای تشکیل یک توالی DNA کامل عمل کنند.
- علاوه بر این، برخی تغییرات را می توان در نتیجه یونیزاسیون در حضور پرتوهای یونیزان مانند اشعه ایکس و UV مشاهده کرد.
- برخی از اشتباهات ممکن است در حین همانندسازی رخ دهد، جایی که آنزیم های گوارشی مانند نوکلئازها ممکن است بخش خاصی از توالی DNA را هضم کنند.
- تغییر در نوکلئوتیدها در جهش خاموش ظریف است و منجر به یک توالی اسید آمینه کاملاً متفاوت نمی شود.
- اسید آمینه ترجمه شده یا یکسان است یا متفاوت با ویژگی های مشابه به طوری که هیچ اثر قابل مشاهده ای در پروتئین مشاهده نمی شود.
کاربردهای Silent mutation
موارد زیر برخی از کاربردهای جهش خاموش است:
- حتی اگر جهش های خاموش اثر قابل مشاهده ای در پروتئین حاصل ایجاد نکنند، ارگانیسم ها تمایل به ایجاد سوگیری کدونی برای کدون های مختلف دارند که نشان دهنده یک اثر تکاملی احتمالی است.
- از جهش های خاموش می توان برای مطالعه اثر جهش زاهای مختلف بر روی توالی های مختلف DNA استفاده کرد.
- استفاده از جهش خاموش همچنین برای مطالعه کدون ها و اسیدهای آمینه مختلف که برای آنها کدگذاری می کنند ضروری است.
- جهش های خاموش می توانند از نسلی به نسل دیگر به شکل هتروزیگوت منتقل شوند، جایی که هیچ نتیجه ای از خود نشان نمی دهند.
- با این حال، هنگامی که به شکل هموزیگوت وجود داشته باشند، می توانند تغییرات قابل توجهی در توالی اسید آمینه نشان دهند که بر ساختار و عملکرد پروتئین تأثیر می گذارد.
- همچنین می‌توان از جهش‌های خاموش برای مطالعه خواص ژن‌ها و اثرات فرآیندهای مختلف بر روی بخش DNA استفاده کرد.
نمونه هایی از جهش خاموش
نمونه‌ای از جهش خاموش در موردی مشاهده می‌شود که نوکلئوتید تیمین با سیتوزین در کدون TTC جایگزین می‌شود و در نتیجه کدون TTT تشکیل می‌شود.
mRNA کدون ها به ترتیب AAG و AAA هستند. با این حال، هر دوی این mRNA ها برای همان اسید آمینه، لیزین، کد می کنند.
بنابراین، جهش نقطه ای در یک توالی می تواند کدون را تغییر دهد، اما اسید آمینه حاصل یکسان باقی می ماند. در این مورد، جهش خاموش است زیرا هیچ تاثیری بر محصول نهایی ندارد.
این امر به دلیل این واقعیت امکان پذیر است که کدون های متعدد می توانند اسیدهای آمینه یکسان را رمزگذاری کنند، یعنی انحطاط کدون ها.
“کیمیا زیست گستر نوین” در راستای ارتقاء تولیدات و سطح علمی کشور مبادرت به واردات و توزیع مواد شیمیایی و مصرفی آزمایشگاهی کرده است. هدف مجموعه ما تأمين مواد و تجهيزات مورد نياز در بخش هاى مختلف آزمايشگاهى، تحقيقاتى، بيمارستانى، صنعتى و … مي باشد.
