اثر محيط بر ژنوم

به كل محتواي ژنتيكي يك موجود كه شامل مجموعه ژن هاي هسته، كلروپلاست و ميتوكندري مي باشد ژنوم آن موجود گفته مي شود. محيط شامل تمام عوامل دروني و بيروني به غير از ژنوم است كه با تاثير بر روي ساختار و بيان ژن باعث مي شود موجود نسبت به عامل محرك، پاسخ موقت و يا دائم دهد. ويژگي هاي موجود زنده تمامي صفات كمي و كيفي را شامل مي شود كه در مجموع فنوتيپ موجود را تشكيل مي دهند و تابعي از تركيب ژنتيك و محيطي است كه موجود در آن زندگي مي كند. اين فرايند در مورد صفات كمي نيز صادق است. ژنتيك يك صفت كمي بر محور مطالعه تغييرات آن قرار دارد . اندازه گيري و بيان مقدار تغييرات صفات كمي با واريانس انجام مي گيرد. بدين ترتيب در مورد صفات كمي مي توان گفت كه واريانس فنوتيپي شامل واريانس ژنوتيپي و واريانس محيطي است. اثر محيط بر ژنوم را مي توان از دو بعد" تاثير محيط بر بيان ژن" و "تاثير محيط بر ساختار ژن" مورد بررسي قرار داد. تاثير محيط بر ژنوم و تغيير بيان ژن در پاسخ به محرك هاي محيطي به دو صورت" عكس العمل محدود "و "عكس العمل پايدار" قابل تقسيم است. اگر پاسخ به صورت عكس العمل محدود باشد ، با حذف علامت محيطي پاسخ نيز به سرعت از بين مي رود. محرك هاي محيطي نامنظم و غيرقابل پيش بيني ازقبيل شوك هاي حرارتي و برودتي، و حمله بيماري ها كه اغلب سريع و غيرمترقبه اتفاق مي افتند از اين دسته اند و موجود زنده براي تضمين بقاي خود بايد پاسخي مناسب با همان سرعت داشته باشد.در مقابل وضعيت هايي وجود دارند كه تغييرات ايجاد شده در بيان ژن توسط علائم محيطي براي مدت طولاني در غياب علامت القايي در حافظه سلولي پايدار مي ماند. اين دسته از پاسخ ها تحت عنوان" تنظيم اپي ژنتيكي ژن" تقسيم بندي مي شوند. ورناليزاسيون در گياهان، يا عامل ايجاد برخي بيماريها مانند سرطان ها، اختلالات عصبي، اختلالات قلبي عروقي و عقيمي در انسان تغييرات هيستوني، الحاق هيستونهاي متفاوت در ،DNA از اين دسته اند . عوامل محيطي از طريق متيلاسيون نوكلئوزوم و تغيير شكل نوكلئوزوم باعث ايجاد تغيير در بيان ژن مي شوند. تغييرات كروماتيني ايجاد شده از طريق تقسيمات ميتوزي در مابقي چرخه زندگي موجود زنده پايدار مي مانند و حتي ممكن است به يك و يا چند نسل منتقل شوند. از طرفي تاثير محيط بر ژنوم مي تواند به صورت تغيير در ساختار ژنوم باشد كه جهش ناميده مي شود. اين تغييرات مي توانند از يك نوكلئوتيد تا بخش بزرگي از ژنوم را شامل شود. همچنين اين تغييرات مي توانند در سلول هاي رويشي يا سلول هاي زايشي رخ دهند كه دو نتيجه متفاوت را ممكن است در پي داشته باشند. اگر جهش در سلول جنسي رخ دهد به نسل بعد منتقل مي شود كه جنين جهش هائي را جهش رگه اي هم مي نامند. اين گونه جهش ها ممكن است در صورت انتخاب توسط محيط، به صورت ناگهاني يا تدريجي به ايجاد گونه اي جديد منتج شوند. از طرف ديگر جهش هاي حاصل در سلول هاي رويشي ممكن است فنوتيپ فرد جهش يافته را تحت تاثير قرار دهند ولي صفت جهش يافته فقط در همان فرد باقي مي ماند و معمولا به نسل بعد منتقل نمي گردد. عوامل فيزيكي و شيميايي بسيار متنوعي در بروز اين گونه جهش ها دخالت دارند كه مي توانند در بروز بيماريهايي همچون سرطان نقش داشته باشند.