جهش های DNA به طور تصادفی رخ نمی دهند

بر اساس تحقیقات جدید مؤسسه زیست شناسی ماکس پلانک توبینگن در آلمان و دانشگاه کالیفرنیا دیویس در ایالات متحده، جهش های DNA آنطور که قبلاً تصور می شد به صورت تصادفی رخ نمی دهد. جهش‌ها زمانی رخ می‌دهند که DNA آسیب ببیند و ترمیم نشود و در نهایت به عنوان  سوخت اصلی تکامل عمل می کنند. بر اساس نظریه تکاملی داروین جهش ها به طور تصادفی بوجود می آیند و انتخاب طبیعی تعیین می کند که کدام ژن در مسیر تکامل سریعتر و کدام ژن کندتر تغییر می کند اما یافته های گری مونرو و همکارانش که حاصل بررسی جهش های  گیاه Arabidopsis thaliana است، این فرض تصادفی بودن جهش در ماده ژنتیکی را رد می کند. گری مونرو، استادیار دپارتمان علوم گیاهی دانشگاه کالیفرنیا دیویس و اولین نویسنده این مقاله، می گوید: “ما همیشه به این فکر می کردیم که جهش ها به طور تصادفی در ژنوم ظاهر می شوند. اکنون مشخص شده است که الگوی جهش نه تنها بسیار غیر تصادفی است، بلکه کاملاً به طور جهت یافته  به نفع گیاه است. در این تحقیق گیاهان Arabidopsis thaliana را در یک محیط آزمایشگاهی سرپوشیده پرورش دادند، جایی که همه گیاهان، از جمله گیاهان دارای جهش های مضر، می توانستند تولید مثل کنند. با تجزیه و تحلیل ژنوم صدها گیاه رشد یافته در آزمایشگاه، دانشمند توانست هزاران جهش را در زمان پیدایش شناسایی کند و مشاهده کردند که جهش‌ها در نواحی محدود ژنوم کمتر اتفاق می‌افتند به گونه ای که فرکانس جهش در داخل بدنه ژن به نصف و در ژن‌های اساسی به دو سوم کاهش می‌یابد. محققان با ترکیب مجموعه داده‌های جهش، دریافتند که فراوانی جهش در داخل ژن 58 درصد کمتر از فضای بین ژنی مجاور است. در مرحله بعدی نرخ جهش  در رابطه با عملکرد ژن بررسی گردید و مشخص شد که ژن‌های دخیل در عملکردهای بیولوژیکی حفاظت‌شده نظیر ترجمه، با کمترین نرخ جهش همراه هستند و در مقابل، ژن‌هایی با عملکردهای تخصصی مانند ژن های درگیر در پاسخ محیطی از بیشترین نرخ جهش برخورداراند این نرخ بالای جهش در ژن های درگیر در پاسخ محیطی را می توان به این گونه تفسیر کرد که جهش به این ژن ها این امکان را می دهد که بسته به تغییرات محیط پاسخ مناسب را ایجاد کرده و سبب افزایش شانس بقای گیاه شوند. این نتایج نشان می دهد که جهش ها نه به صورت تصادفی بلکه به صورت کاملاً جهت دار و با کاهش نرخ جهش در ژن‌های حفاظت شده، سطوح تنوع مضر در گیاه آرابیدوپسیس را کاهش می‌دهد. این یافته ها این پتانسیل را دارند که دیدگاه ما را نسبت به مغوله جهش و تکامل به طرز چشمگیری تغییر داده و در نتیجه رویکرد ما را در علومی نظیر اصلاح محصولات گیاهی و حتی پیش بینی چشم انداز جهش در سرطان ها دگرگون کند.