البيولوجيا الجزيئية
الباب الثالث: البيولوجية الجزيئيةالفصل الأول: الحمض النووى DNA والمعلومات الوراثية
- ما هى مادة الوراثة الـ DNA أم البروتين؟
اعتقد العلماء أن البروتينات هى مادة الوراثة وليس DNA وذلك لأن:
* البروتينات يدخل فى تركيبها 20 نوعا من الأحماض الأمينية تشكل عددا لا حصر له من المركبات البروتينية، بما يتناسب مع تنوع الصفات الوراثية، بينما DNA يدخل فى تركيبه أربع نيوكليوتيدات فقط، ونظرًا لتنوع الصفات الوراثية كان الاعتقاد بأن البروتين هو المادة الوراثية وليس DNA.
- اتضح بعد ذلك أن DNA هو الذى يحمل المعلومات الوراثية.
- العلم الذى يدرس DNA يطلق عليه اسم "البيولوجيا الجزيئية".
الأدلة على أن DNA هو مادة الوراثة:
1- التحول البكتيري:
درس جريفث تأثير بعض سلالات البكتيريا المسببة لمرض الالتهاب الرئوى على الفئران، فوجد أن هناك نوعين من سلالات البكتيريا:.
- سلالة مميتة (S) تسبب موت الفئران بسبب إصابتها بالالتهاب الرئوى الحاد.
- سلالة غير مميتة (R) تؤدى إلى إصابة الفئران بالالتهاب الرئوى ولا تسبب الموت.
- عند حقن بعض الفئران بسلالة البكتيريا (S) أصيبت الفئران بالتهاب رئوى حاد وماتت.
- عند حقن الفئران أخرى بسلالة البكتيريا (R) أصيبت الفئران بالتهاب رئوى ولم تمت.
- عند حقن الفئران بسلالة البكتيريا (S) بعد تعرضها للحرارة وأصبحت ميتة فلم تمت الفئران.
- عند حقن الفئران بسلالة البكتيريا (S) المميتة مع سلالة البكتيريا (R) ماتت بعض الفئران، مع أن البكتيريا المميتة لم تكن حية، وعند فحص جثث الفئران التى ماتت وجد بها سلالة البكتيريا المميتة.
تفسير جريفث:-
- فسر جريفث هذه الظاهرة بانتقال المادة الوراثية من سلالة البكتيريا (S) المميتة إلى سلالة البكتيريا (R) غير المميتة فتحولت إلى السلالة (S) وأصبحت مميتة وأطلق على هذه الظاهرة اسم "التحول البكتيري".
- لم يفسر جريفث كيف انتقلت المادة الوراثية من السلالة (S) إلى السلالة (R).
إفري: تمكن ومعاونوه من عزل مادة التحول البكتيرى وتحليلها فوجد أن المادة هى DNA وبالتالى يكون DNA قد انتقل من السلالة المميتة (S) التى كانت ميتة إلى السلالة غير المميتة (R) الحية، فاكتسبت هذه البكتيريا خصائص البكتيريا المميتة، وهذه الخصائص انتقلت إلى الأبناء.
الاعتراض: DNA الذى سبب التحول لم يكن نقيًّا تمامًا، كان يحمل كمية من البروتين هى التى تسببت فى إحداث التحول البكتيري.
التجربة الحاسمة:-
اكتشف إنزيم يسمى (دى إكس ريبونيوكليز) يعمل على تحليل DNA تحليلا كاملا، ولا يؤثر هذا الإنزيم على البروتينات أو RNA فعند معاملة مادة التحول البكتيرى (DNA + بروتينات) بهذا الإنزيم ونقلها إلى سلالة البكتيريا غير المميتة (R) فلم تتحول إلى السلالة الأخرى المميتة (S) وهذا يرجع لغياب مادة DNA التى تحللت.
مما يؤكد على أن DNA مادة الوراثة وليس البروتين.
2- لاقمات البكتيريا (البكتيريوفاج):
- الفيروسات البكتيرية تحتوى على مادة الوراثة (DNA) وغلاف بروتينى يمتد ليكون ما يشبه الذيل.
- عندما يهاجم الفيروس الخلية البكتيرية يتصل بها أولا ثم ينفذ إليها مادته الوراثية التى تتضاعف أعدادها داخل الخلية البكتيرية.
- بعد حوالى 32 دقيقة تنفجر الخلية البكتيرية ويخرج منها حوالى 100 فيروس جديد تهاجم خلايا بكتيرية جديدة.
* من التحليل الكيميائى توصل العلماء إلى أن:-
- DNA: يدخل فى تركيبه الفسفور ولا يدخل فى تركيبه الكبريت.
- البروتين يدخل فى تركيبه الكبريت ولا يدخل فى تركيبه الفسفور.
تجربة هيرشى وتشيس:
1- قاما بترقيم DNA الفيروسى بالفسفور المشع، وترقيم البروتين الفيروسى بالكبريت المشع وسمحا للفيروس بمهاجمة البكتيريا.
2- بالكشف عن الفوسفور المشع والكبريت المشع فى داخل الخلايا البكتيرية وجد أن:-
- كل الفوسفور المشع انتقل إلى الخلايا البكتيرية وهو دليل على وصول كل DNA.
- 3% فقط من الكبريت المشع انتقل إلى البكتيريا وهو دليل على عدم وصول أغلب البروتين.
الاستنتاج:-
- DNA الفيروسى يدخل الخلية البكتيرية ويدفعها إلى بناء فيروسات جديدة.
" جينات سلالات البكتيريا الخاصة بالالتهاب الرئوى وفيروسات الفاج تتكون من DNA.
" مادة الوراثة وهى DNA وليس البروتين.
هل كل الجينات عبارة عن DNA ؟
- لا.. هناك بعض الفيروسات مادتها الوراثية RNA ولكن كل الدراسات دلت على أن DNA هى المادة الوراثية لجميع الأحياء تقريبًا.
3- كمية DNA فى الخلايا:-
- عند قياس كمية DNA فى أنواع مختلفة من الخلايا الجسدية لكائن معين مثل الدجاج وجد أنها متساوية، وعند قياس كمية البروتين فى نفس الخلايا وجد أنها غير متساوية.
- عند مقارنة كمية DNA فى الخلايا الجنسية (الأمشاج) بكمية DNA فى الخلايا الجسدية وجد أن كمية DNA فى الخلايا الجنسية (الأمشاج) - نصف كمية DNA فى الخلايا الجسدية لنفس الكائن الحى بينما لا ينطبق ذلك على البروتين.
- وهذا دليل على أن DNA هى مادة الوراثة وليس البروتين وما يؤكد على ذلك أن البروتينات وجزيئات RNA يتم هدمها وإعادة بنائها باستمرار بينما DNA يكون ثابت لا يتحلل.
تركيب DNA
1- يتكون الـ DNA من نيوكليوتيدات كل نيوكليوتيدة تتكون من:-
أ- سكر خماسى الكربون ديوسك ريبوز.
ب- مجموعة من الفوسفات مرتبطة برابطة تساهمية بذرة الكربون رقم (5).
ج - قاعدة نيتروجينية ترتبط برابطة تساهمية بذرة الكربون رقم (1).
القواعد النيتروجينية نوعان:
البيريميدينات: ذات حلقة واحدة مثل ثايمين (T) - سيتوزين (C) .
البيورينات:- ذات حلقتين مثل أدينين (A) - جوانين (G).
2- تتصل النيوكليوتيدات ببعضها فى شريط DNA كالآتى:
- تتصل مجموعة الفوسفات المتصلة بذرة الكربون رقم (5) فى سكر أحد النيوكليوتيدات برابطة تساهمية بذرة الكربون رقم (3) فى سكر النيوكليوتيدة التالية ويطلق على ذلك هيكل سكر فوسفات.
- هذا الهيكل يكون غير متماثل لأن أحد الطرفين به مجموعة فوسفات حرة مرتبطة بذرة الكربون رقم (5) وفى الطرف الآخر للهيكل يوجد مجموعة هيدروكسيل (OH) حرة مرتبطة بذرة الكربون رقم (3).
- تبرز من جانب هذا الهيكل قواعد البيورينات والبيريميدينات.
3- جزىء DNA يكون على شكل لولب مزدوج يتكون من شريطين كل منهما يمثل هيكل سكر- فوسفات.
وهذا ما أكدته فرانكلين باستخدام حيود أشعة X فى الحصول على صور لبلورات من جزىء DNA عالى النقاوة.
هذه الأشعة عند تمريرها خلال بللورات من جزيئات ذات تركيب منتظم ينشأ عن ذلك تشتت الأشعة ويظهر طراز من توزيع فقط يعطى تحليلها معلومات عن شكل الجزىء.
- فى عام 1952 نشرت فرانكلين أول صور لجزىء DNA عالى النقاوة وكان عبارة عن لولب مزدوج والقواعد النتروجينية متعامدة على طول الخيط وتكون من الداخل.
نموذج واطسون وكريك:-
- يتركب نموذج DNA من شريطين يرتبطان معًا كالسلم ويمثل هيكلا السكر والفوسفات جانبى السلم بينما تمثل القواعد النيتروجينة درجات السلم.
- ترتبط قاعدة الأدينين (A) مع قاعدة الثايمين (T) برابطة هيدروجينية ثنائية.
- ترتبط قاعدة الجوانين (G) مع قاعدة السيتوزين (C) برابطة هيدروجينية ثلاثية. - عرض DNA متساوٍ لأن القواعد النيتروجينية نوعان بعضها ذات حلقة واحدة (الريمينات) والأخرى ذات حلقتين (البيورينات)، ودائمًا ترتبط قاعدة ذات حلقة مع قاعدة ذات حلقتين.
- وضع الشريطين معكوس حيث يكون أحد الشريطين 5
- 3 بينما الشريط المقابل يكون 3 - 5 حتى تتقابل القواعد النيتروجينية وترتبط معًا.- كل لغة فى جزىء DNA اللولب المزدوج لأنه يتكون من شريطين يلتفان حول بعضهما البعض.
- فى كل جزىء DNA يكون عدد النيوكليوتتيدات المحتوية على قاعدة الأدينين (A) يساوى عدد النيوكليوتيدات المحتوية على قاعدة الثايمين (T).
- وكذلك عدد القواعد المحتوية على الجوانين (G) يساوى عدد القواعد المحتوية على السيتوزين (C).
A = T G = C
تضاعف DNA
- تتضاعف جزيئات DNA فى الخلية قبل أن تبدأ فى الانقسام وحتى تحصل كل خلية جديدة على صورة طبق الأصل من المعلومات الوراثية فى الخلية الأم.
- أشار واطسون وكريك إلى أن القواعد النتروجينية المتكاملة على شريطى DNA تتيح لكل شريط منفرد بناء شريط مقابل له ومتكامل معه. أى أن كل شريط DNA قديم يعمل كقالب لبناء شريط DNA جديد.
-
الإنزيمات وتضاعف DNA
يتم نسخ DNA حسب الخطوات التالية:
1- ينفك التفاف اللولب المزدوج.
2- تتحرك إنزيمات اللولب على امتداد اللولب المزدوج فاصلة الشريطين عن بعضهما عن طريق كسر الروابط الهيدروجينية بين القواعد فى كلا الشريطين.
3- تقوم إنزيمات البلمرة ببناء شريط DNA جديد بإضافة نيكلوتيدات إلى الشريط الجديد بحيث تتزاوج مع قواعد DNA الأصلى (القالب).
هذه الإنزيمات تعمل فى اتجاه واحد فقط من الطرف
فى اتجاه الطرف 
للشريط الجديد (يكون إلى ). أما شريط DNA الآخر والذى يبدأ بـ
. فإن إنزيم البلمرة لا يعمل فى هذا الاتجاه (اتجاه 
بالنسبة للشريط الجديد).- لذا يتم بناء الشريط الجديد (
) على هيئة قطع صغيرة فى اتجاه ()
بواسطة إنزيمات البلمرة، بينما يقوم نوع آخر من الإنزيمات يسمى إنزيمات
الربط، بربط هذه القطع معًا. - فى أوليات النواة، يوجد DNA فى السيتوبلازم
على شكل لولب مزدوج يلتحم طرفاه معًا ويتصل مع الغشاء البلازمى للخلية عند
نقطة ما يبدأ عندها نسخ جزىء DNA. - فى حقيقيات النواة ينتظم DNA فى صورة صبغيات، حيث يتكون كل صبغى من جزىء واحد من DNA، يمتد من أحد طرفيه إلى الطرف الآخر ويبدأ نسخ DNA من عند أى نقطة على امتداد DNA.
إصلاح عيوب DNA
" كل المركبات البيولوجية التى توجد على شكل بوليمرات (مثل النشا والبروتين والأحماض النووية ومنها DNA) معرضة للتلف بسبب حرارة الجسم والبيئة المائية للخلايا والأشعة والمركبات الكيميائية.
" يقدر عدد القواعد النيتروجينية التى تتلف يوميًا بحوالى 5000 قاعدة بيورينية (أدينين- جوانين) لأن الحرارة تعمل على كسر الروابط التساهمية التى تصل القاعدة بالسكر الخماسي.
" أى تلف لقاعدة نيتروجينية ينتج عنه تغير فى المعلومات الوراثية وتغير فى بروتينات الخلية.
" يوجد 20 نوعًا من إنزيمات الربط تعمل على إصلاح القواعد النيتروجينية التالفة باستبدالها بقواعد جديدة (بناء على القواعد النيتروجينية الموجودة على الشريط المقابل).
- يعتمد إصلاح عيوب DNA على وجود شريطين (يحمل كل منهما نفس المعلومات الوراثية) لذا يعمل كل من الشريطين كقالب لإصلاح القواعد التالفة على الشريط المقابل.
- لذا يعتبر اللولب المزدوج حيويًّا للثبات الوراثى للكائنات الحية التى توجد بها (علل).
" تحدث الطفرات عندما يحدث تلف لقاعدتين نيتروجينيتين متقابلتين وفى وقت واحد. فلا يتم إصلاحهما.
فى الفيروسات توجد مادتها الوراثية فى RNA وهو شريط مفرد فلا يتم إصلاح القواعد التالفة، لذا فالفيروسات التى محتواها الجينى RNA أو DNA شريط مفرد سريعة الطفرات.
DNA فى أوليات النواة
1- يوجد DNA على شكل لولب مزدوج يلتحم طرفاه معًا.
2- يصل طول DNA فى بكتيريا إيشرشيا كولاى إلى 1.4 مم، بينما يصل طول خلية البكتيريا نفسها حوالى 2 ميكرون.
3- يلتف DNA حول نفسه عدة مرات ليحتل مساحة 0.1 من حجم البكتيريا.
4- يلتحم DNA بالغشاء البلازمى للخلية فى موقع أو أكثر يبدأ عندها تضاعفه.
5- تحتوى بعض البكتيريا على DNA دائرى يسمى بلازميدات (يتضاعف أثناء تضاعف DNA الرئيسي) تستخدم البلازميدات فى الهندسة الوراثية ويمكن من خلال هذه البكتيريا تضاعف بلازميدات صناعية للحصول على نسخ عديدة منها.
- يوجد اعتقاد بأن البلاستيدات الخضراء والميتوكوندريا ربما تكون قد نشأت كأوليات نواة متطفلة داخل حقيقيات النواة ثم استقرت بها وذلك لوجود جزيئات DNA فى البلاستيدات الخضراء والميتوكوندريا تشبه الموجودة فى أوليات النواة.
- توجد بلازميدات فى خلايا فطر الخميرة (من حقيقيات النواة).
البلازميدات:- جزيئات DNA دائرية لا تتعقد بوجود بروتين معها.
DNA فى حقيقيات النواة "تركيب الصبغيات"
- كل صبغى يدخل فى تركيبه جزىء واحد من DNA يمتد من أحد طرفيه إلى الطرف الآخر.
- يلتف DNA ويطوى عدة مرات ويرتبط بالعديد من البروتينات مكونًا "الكروماتين" الذى يحتوى على DNA وبروتين بكميات متساوية عادة. - يدخل فى تكثيف DNA (تركيب الصبغيات) نوعان من البروتينات.
- تحتوى الخلية الجسدية على 46 صبغيا.
- طول DNA فى كل صبغى إذا وضعت على امتداد بعضها يصل إلى 2 متر، لذا يتم تكثيف DNA بالبروتينات ليشغل 2- 3 ميكرون (قطر النواة).
- أوضح التحليل البيوكيمائى وصور المجهر الإلكترونى أن DNA يتكاثف كالآتي:-
يلتف DNA حول مجموعات من البروتينيات الهستونية مكونا حلقات من النيوكليوسومات. وبالتالى يقصر DNA عشر مرات.
يتعين أن يقصر DNA حوالى 100.000 مرة حتى تستوعبه النواة، لذا تلتف النيوكليوسومات حول بعضها بحيث تترتب على شكل حلقة كبيرة بواسطة البروتينات غير الهستونية (التركيبية) مكونًا بذلك الكروماتين.
يتم تكثيف الكروماتين لتكوين الصبغي.
كيف يتضاعف DNA
- عندما يكون DNA مكثفا فى صورة كروماتين لا تصله الإنزيمات الخاصة بتضاعفه، ويتعين فك هذا الالتفاف على الأقل إلى مستوى شريط من النيوكليوسومات لكى يعمل DNA كقالب لبناء DNA جديد أو RNA.
تركيب المحتوى الجيني
- يطلق على كل الجينات (DNA) الموجودة فى الخلية اسم المحتوى الجيني. - توصل العلماء إلى طرق يمكن بها تحديد تتابعات التينوكليوتيدات فى جزيئات DNA و RNA مما أدى لمعرفة ترتيب الجينات على DNA.
- يحتوى DNA على جينات تحمل التعليمات اللازمة لبناء مركبات بروتين وجينات تحمل تعليمات لتتابع النيوكليوتيدات فى RNA الريبوسومى (يدخل فى تركيب الريبوسومات)، وجينات تحمل تتابعات RNA الناقل (يحمل الأحماض الأمينية أثناء بناء البروتين).
- فى أوليات النواة: معظم الجينات مسئولة عن بناء RNA والبروتينات
- فى حقيقيات النواة: 70% من الجينات مسئولة عن بناء RNA والبروتينات وباقى الجينات غير معلومة الوظيفة.
- توجد أجزاء من DNA لا تمثل شفرة لبناء RNA أو البروتينات.
DNA المتكرر
- تحمل كل خلايا حقيقيات النواة مئات من نسخ الجينات الخاصة ببناء RNA الريبوسومى والهستونات التى تحتاجها الخلية بكميات كبيرة.
- وجود هذه النسخ بأعداد كبيرة فى الخلايا يعمل على سرعة إنتاج الخلية للريبوسومات والهستونات.
- توجد تتابعات لقواعد نتروجينية على DNA متكررة بدون أن يفهم سبب ذلك، ففى ذبابة الفاكهة (الدروسوفيلا) تتابع A - G - A - A - G يتكرر حوالى 100.000 مرة فى منتصف أحد الصبغيات، هذا التتابع لا يمثل شفرة.
أجزاء من DNA ليست بها شفرة:
- توجد عند الحبيبات الطرفية لبعض الصبغيات DNA أجزاء بلا شفرة.
- المحتوى الجينى لحقيقيات النواة يحتوى DNA لا يمثل شفرة.
- لاحظ العلماء أن كمية DNA فى المحتوى الجينى ليست لها علاقة بمقدار تعقد الكائن الحي، أو عدد البروتينات التى يكونها.
- كمية صغيرة فقط من DNA فى النبات والحيوان هى التى تحمل شفرات بناء البروتينات.
- وجد أن أكبر محتوى جينى يوجد فى حيوان السلمندر حيث تحتوى خلاياه على كبية DNA تعادل 30 مرة قدر DNA الموجودة فى الخلايا البشرية ومع ذلك تنتج خلاياه بروتينا أقل وهذا يرجع لوجود DNA بلا شفرة.
- يعتقد أن بعض DNA الذى لا يمثل شفرة، يعمل على احتفاظ الصبغيات بتركيبها، وهناك مناطق على DNA تمثل إشارات يبدأ عندها بناء m- RNA (الرسول) وهذه المناطق تعتبر هامة فى بناء البروتين.
الطفرات
الطفرة: تغير مفاجئ فى العوامل الوراثية المسببة لظهور الصفات مما ينتج عنها تغيير هذه الصفات.
* طفرة حقيقية:- تظل متوارثة على مدى الأجيال المختلفة.
* طفرة غير حقيقية:- تظهر فى أحد الأجيال فقط ولا تتوارث.
- طفرات تحدث نتيجة تغيير فى تركيب العامل الوراثى (الجين).
- طفرات تحدث نتيجة تأثير البيئة أو انعزال الجينات وإعادة اتحادها. * طفرات غير مرغوب فيها:- مثل التشوهات الخلقية فى الإنسان أو العقم عند النبات الذى يسبب نقص المحصول.
طفرات مرغوب فيها:- طفرات يستفيد منها الإنسان مثل الطفرة التى أدت إلى ظهور سلالة أنكن فى الأغنام فكانت أرجلها قصيرة ومقوسة مما يجعلها لا تستطيع تسلق سور الحظير وإتلاف النباتات المزروعة واعتبرها المربى صفة نافعة.
أنواع الطفرات:-
1- الطفرات الجينية:- تحدث نتيجة لتغير كيميائى فى تركيب الجين (فى ترتيب القواعد النتروجينية فى جزىء DNA) مما يؤدى إلى تغير الإنزيم الذى يؤدى إلى ظهور الصفة، فتنشأ صفة جديدة. - قد يصاحب التغير فى التركيب الكيميائى للجين تحوله من جين سائد إلى جين متنحٍ أو العكس.
2- الطفرات الصبغية:- تحدث بطريقتين:
أ- التغير فى عدد الصبغيات:
- الزيادة فى الصبغيات: (حالة كلينفلتر وداون)
- النقص فى الصبغيات: (حالة تيرنر).
- تضاعف عدد الصبغيات (التضاعف الصبغي):
- تحدث نتيجة عدم انفصال الكروماتيدات بعد انقسام السنتروميرات وعدم تكون الغشاء الفاصل بين الخليتين أثناء الانقسام.
- ظاهرة التضاعف الصبغى أكثر شيوعًا فى النبات (3ن - 4ن - 6ن- 8ن- 16ن).
- ينتج عنها أفراد ذات صفات جديدة، وذلك يرجع لأن كل جين يكون ممثلا بعدد أكبر فيكون تأثيرها أكبر فيكون النبات أكثر طولا وأكبر حجمًا وبخاصة الأزهار والثمار.
- التضاعف (4 ن) يوجد فى القطن والقمح والتفاح والكمثرى والفراولة (يطلق عليها الفواكه ذات التعدد الرباعي).
- التضاعف الصبغى نادر فى عالم الحيوان، وذلك لأن تحديد الجنس فى الحيوانات يتطلب وجود توازن دقيق بين عدد كل من الصبغيات الجسمية والجنسية، لذا يقتصر وجوده على الأنواع الخنثى من القواقع والديدان التى ليس لديها مشلكة فى تحديد الجنس.
- التضاعف الثلاثى فى الإنسان مميت، ويسبب إجهاضًا للأجنة. ومع ذلك يوجد بعض خلايا الكبد والبنكرياس بها تضاعف صبغي.
ب- التغير فى تركيب الصبغيات:- يحدث تغيير فى ترتيب الجينات على الصبغى بسبب:
1- انفصال قطعة من الصبغى أثناء الانقسام والتفافها حول نفسها بمقدار 180 درجة مئوية والتحامها مع نفس الصبغي.
2- تبادل أجزاء من صبغيات غير متماثلة.
3- زيادة أو نقص جزء صغير من الصبغي.
* الطفرات المشجية:- التغير يحدث فى الخلايا التناسلية، فتظهر صفات جديدة على الجنين الناتج (تحدث فى الكائنات التى تتكاثر تزاوجيًّا). الطفرات الجسيمة:- تحدث الطفرة فى الخلايا الجسدية وتكون أكثر شيوعًا فى النباتات التى تتكاثر خضريًّا، فعندما ينشأ فرع جديد من النبات العادى يحمل صفات مختلفة عن النبات الأم، يمكن فصل هذا الفرع وزرعه وإكثاره خضريًّا (إذا كانت الصفة مرغوبة).
منشأ الطفرة:-
أ- طفرة تلقائية:- تحدث دون تدخل الإنسان ويرجع سبب حدوثها إلى تأثيرات البيئة المحيطة بالكائن الحي، مثل الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء، والمركبات الكيميائية.
- تلعب الطفرة التلقائية دورًا هامًّا فى عملية تطور الأحياء.
ب- طفرة مستحدثة:- تحدث بتدخل الإنسان للحصول على صفات مرغوب فيها.
- حيث تعالج القمم النامية فى النباتات باستخدام أشعة أكس، أشعة جاما، الأشعة فوق البنفسجية وغاز الخردل، ومادة الكولشيسين، وحمض النيتروز.
- يسبب ذلك ضمور خلايا القمة النامية وموتها ليتجدد تحتها أنسجة جديدة تحتوى خلاياها على عدد مضاعف من الصبغيات. مثال: استحداث فاكهة أكبر حجمًا وأكثر حلاوة وخالية من البذور. - أمكن كذلك إنتاج طفرات فى البنسيلوم، لها القدرة على إنتاج كميات كبيرة من المضادات الحيوية (البنسلين).
