الحمض النووي آخذ في التناقص

لمدة 1.5 مليار سنة، كانت الميتوكوندريا - مركز قوة الخلية - ترسل قطع الحمض النووي إلى نواة الخلية، وتندمج مع الحمض النووي الموجود في النواة. وجدت دراسة جديدة أن مساهمة الميتوكوندريا في الحمض النووي في نواة الخلية تتناقص تدريجيا. ومن المتوقع أن تؤدي هذه العملية إلى تقليل الإصابة ببعض الأمراض الوراثية

وفي شتاء 2021-2020، ومع توزيع أولى لقاحات الحمض النووي الريبي لكورونا، ادعى معارضو اللقاح أن لقاح الحمض النووي الريبوزي يؤثر على الحمض النووي في الخلايا، وهو ادعاء ليس له أي دليل حتى الآن. يدخل الحمض النووي الريبي (RNA) إلى نواة الخلية، وينسخ الحمض النووي (DNA) من هناك، ويخرج من النواة إلى تجويف الخلية، ويصل إلى عضية في الخلية تنتج البروتينات، وهناك يعطي تعليمات لإنتاج البروتين. لكن الحمض النووي الريبوزي (RNA) لا يستطيع تعديل الحمض النووي (DNA). إن جزيء الحمض النووي الريبي (RNA) هذا، وهو messenger RNA، يشبه شخصًا ينسخ وصفة من كتاب الطبخ على ورقة: وبالتالي فهو لا يغير الوصفة الأصلية في كتاب الطبخ نفسه. هناك باحثون منالتخمين أن فيروس كورونا نفسه يندمج في الحمض النووي البشري، لكن هذا الادعاء لم يتم تأكيده بعد.

ولكن هناك فيروسات (الفيروسات القهقرية) تدخل إلى نواة الخلية وتغير الحمض النووي. وأشهرهم هو فيروس نقص المناعة البشرية الذي يسبب مرض الإيدز. وتدخل الميتوكوندريا، وهي مصدر قوة الخلية، إلى نواة الخلية وتغير الحمض النووي. تم العثور على الآلاف من الميتوكوندريا (جمع الميتوكوندريا) في كل خلية في جسمنا، كما تحتوي الميتوكوندريا أيضًا على الحمض النووي. وقد دخل الحمض النووي للميتوكوندريا إلى نواة الخلية منذ ذلك الحين اندمجت الميتوكوندريا مع خلية منذ حوالي 1.5 مليار سنة. يغير الحمض النووي للميتوكوندريا الحمض النووي في نواة الخلية بين النباتات والحيوانات بما فيها الإنسان.

ضيف غير مدعو في نواة الخلية

كان الحمض النووي للميتوكوندريا موجودًا بالفعل في الخلايا البشرية حتى قبل الانقسام التطوري للإنسان عن سلفه المشترك والقردة العليا الأخرى، قبل ستة ملايين سنة، ولكن أكثر من 90 بالمائة من الحمض النووي للميتوكوندريا الذي دخل الخلايا البشرية فعل ذلك بعد هذا الانقسام التطوري، هو، في ستة ملايين سنة الأخيرة 

يخضع الحمض النووي للميتوكوندريا لطفرات بمعدل أعلى من الحمض النووي الموجود في النواة. وهذا قد يؤدي إلى تلف الحمض النووي في النواة. وقد يتداخل الحمض النووي للميتوكوندريا مع الحمض النووي الموجود في نواة الخلية ليعطي تعليمات لإنتاج البروتينات، وهكذا تنشأ الأمراض، ومنها الأمراض التي تنتج عن نقص البروتينات. لكن هناك عوامل تعوض ذلك. أولاً، تنتقل وحدات صغيرة من الحمض النووي للميتوكوندريا إلى نواة الخلية بشكل متكرر أكثر من الوحدات الكبيرة، مما يقلل من خطر حدوث طفرات خطيرة. ثانيًا، يتباطأ دخول الحمض النووي للميتوكوندريا إلى نواة الخلية البشرية، وقد يتوقف. في دراسة نشرت في أكتوبر 2022 فيالطبيعة"، باحثون في جامعة كوين ماري في لندن عمره أنه خلال الستة ملايين سنة الماضية، فإن نسبة الحمض النووي للميتوكوندريا التي دخلت الحمض النووي في نواة الخلية البشرية آخذة في التناقص. بالإضافة إلى ذلك، منذ أن انقسم أسلافنا إلى عدة أنواع من القردة، DNA الميتوكوندريا يخضع للطفرات التي تزيل قطع الحمض النووي منه. الحمض النووي للميتوكوندريا الذي يخضع لطفرات متناقصة يبقى لفترة أطول من طفرات الحمض النووي للميتوكوندريا الأخرى، وهي الطفرات التي يتم فيها الحفاظ على حجم الحمض النووي وبالتالي يتم نقل الحمض النووي الأصغر والأصغر إلى الجيل التالي. هذه الفرضية المتعلقة بانخفاض كمية الحمض النووي للميتوكوندريا تشبه الفرضيةانكماش كروموسوم Y، وهو الكروموسوم الذي يحدد جنس الذكر في الثدييات، بما في ذلك البشر، على الرغم من وجوده قطاع على درجة الانكماش ومعدل حدوثه. 

التخفيض دون الهدم

يندمج الحمض النووي للميتوكوندريا مع الحمض النووي الموجود في النواة. كيف يفعل ذلك دون تدمير الحمض النووي في النواة؟ أولاً، تعمل آلية الإصلاح الجيني على الحمض النووي للميتوكوندريا المؤسسة الطفرات الضارة، المشابهة لتلك التي تؤثر على الحمض النووي في النواة. وتقلل هذه الآلية من احتمالية تطور الطفرات، بما في ذلك تلك التي قد تسبب السرطان. وهكذا يبقى حامل الطفرات على قيد الحياة ويورثها للجيل التالي. "ينجو" وليس "ينجو"، لأن الحمض النووي للميتوكوندريا موروثة فقط من خلال البيضةلا عن طريق النسل، أي عن طريق الأم فقط، وليس عن طريق الأب. 

ثانيًا، مرة واحدة في كل 4,000 ولادة، يمر الحمض النووي للميتوكوندريا إلى نواة الخلية، ولكن من الممكن أن تحدث طفرات في الحمض النووي للميتوكوندريا في مناطق الحمض النووي المحايدة، والتي لا تشارك في تشفير البروتين. في الماضي، كان هذا الحمض النووي المحايد يسمى "الحمض النووي غير المرغوب فيه". التفسير اليوم هو أن معظم هذا الحمض النووي يلعب أدوارًا أخرى، من بين أدوار أخرى بالسيطرة على الجينات. 

ثالثًا، من الممكن أن البروتينات المشفرة بواسطة الحمض النووي للميتوكوندريا أصبحت زائدة عن الحاجة أثناء التطور وبالتالي فإن عدم إنتاجها لا يضر الكائن الحي. رابعا، من الممكن أن تدعم جينات أخرى جينات الميتوكوندريا في إنتاج البروتين، وبالتالي فإن الطفرات التي تقلل من كمية الحمض النووي للميتوكوندريا لا تضر الناقل.

ومع انخفاض كمية الحمض النووي للميتوكوندريا في الحمض النووي الموجود في النواة، تقل فرصة التطور الأمراض المرتبطة بضعف إنتاج البروتين حقا مرض الزهايمروالتليف الكيسي والهيموفيليا. وربما بهذه الطريقة ستنخفض نسبة الإصابة بهذه الأمراض خلال التطور المستمر للجنس البشري. ولكن بما أن هذا التغيير يحدث بمعدل تطوري، فمن غير المرجح أن يحدث خلال جيل أو جيلين، ولا خلال بضع مئات من السنين. قد يتمكن أحفاد أحفادنا من رؤية هذا التغيير. لا يمكن للجيل الحالي أن يتعرف على الاتجاه المتوقع إلا بعد إشارات الطريق الجينية التي تتركها لنا الميتوكوندريا.