บทที่ 14 การกลายพันธุ์ระดับยีน

1 บทท่ี 14 การกลายพนั ธุร์ ะดับยีน บทนา การกลายพันธ์ุเป็นกระบวนการท่ีก่อให้รูปแบบของยีนหรืออัลลีลใหม่ ๆ ซ่ึงจะก่อให้เกิด ววิ ัฒนาการโดยมกี ระบวนการคัดเลอื กธรรมชาติตามมา การกลายอาจกอ่ ให้เกดิ ผลเสียต่อสิ่งมีชีวิตน้ัน ๆ หรอื ไม่ก่อให้เกิดผลเสยี ใด ๆ หรอื ก่อให้เกิดรปู แบบทีด่ ีหรือเหมาะสมยง่ิ ขนึ้ ตอ่ การดารงชวี ติ ก็ได้ การ กลายพนั ธทุ์ เ่ี กดิ ในเซลลร์ ่างกาย จะไม่มีผลตอ่ การถ่ายทอดลักษณะทกี่ ลายพันธ์ุไปยงั ลกู หลาน แตก่ าร กลายที่เกิดในเซลล์สืบพันธุ์เท่านั้นท่ีจะถ่ายทอดลักษณะที่กลายพนั ธุไ์ ปยังลูกหลานได้ การกลายโดย ส่วนมากมักเกิดในอัลลีลใดอัลลีลหน่ึงทาให้เกิดรูปแบบท่ีเป็นเฮเทอโรไซกัสโดยถ้ารูปแบบที่กลายไป นั้นเป็นลักษณะดอ้ ย สิ่งมชี ีวิตนน้ั อาจไม่แสดงใหเ้ หน็ การเปล่ียนแปลงในร่นุ แรก แตถ่ า้ การกลายพันธุ์ที่ ก่อใหเ้ กิดรปู แบบของยีนที่เปน็ ลกั ษณะเด่นหรอื เป็นการกลายพันธ์ุทเ่ี กิดข้นึ บนโครโมโซม X มกั จะก่อน ให้เกิดผลกระทบที่มองเห็นได้ชัดเจน ซึ่งอัตราการกลายพันธุ์ในธรรมชาติมีค่าค่อนข้างต่าโดยเฉล่ีย ประมาณ 10-6–10-4 โดยอัตราการกลายพันธุ์ในสิ่งมชี ีวิตแต่ละชนิดจะมีความแตกต่างกัน ในบทน้ีจะ เรียนชนดิ ของการกลายพันธุ์และสาเหตุของการกลายพนั ธ์ุระดบั ยีน 14.1 ชนดิ ของการกลายพันธุ์ การกลายพันธ์ุระดับยีน (gene mutation หรือ point mutation) คือการเปล่ียนแปลง รูปแบบของอัลลีลหนง่ึ ไปเป็นอีกอลั ลีลหนง่ึ ซึ่งเป็นผลมาจากการเปล่ียนแปลงลาดบั ของนวิ คลีโอไทด์ ในดีเอ็นเอ ซึง่ สามารถแบ่งออกเป็น 2 ชนิด คอื 1. การแทนท่ีเบส (base – pair substitution) คือการท่ีนิวคลีโอไทด์ในสายดีเอ็นเอถูก แทนทด่ี ้วยนิวคลโี อไทด์ตวั อื่น ๆ แบง่ ออกเป็น 2 ชนดิ คือ ก. ทรานซิชัน (transition) คือ การแทนท่ีเบสพวกพิวรินชนิดหนึ่งด้วยเบสพิวรินอีก ชนิดหนง่ึ หรอื เปน็ การแทนที่เบสพวกไพริมิดนิ ชนิดหน่งึ ด้วยเบสพวกไพรมิ ิดินอีกชนิด เชน่ A – T ถูก แทนที่ด้วย G – C หรือเบส G – C ถูกแทนท่ีด้วย A – T หรือ T – A ถูกแทนที่ด้วย C – G หรือ C – G ถกู แทนท่ดี ว้ ย T – A ข. ทรานสเวอร์ชัน (transversion) คือการแทนท่ีของเบสพวกพิวรินชนิดหนึ่งด้วย เบสพวกไพริมิดิน หรือ เบสพวกไพริมิดินถูกแทนที่ด้วยเบสพิวริน เช่น A – T ถูกแทนที่ด้วย C – G

2 หรอื G – C ถกู แทนทด่ี ้วย T – A หรอื C – G ถูกแทนทด่ี ้วย A – T หรอื T – A ถูกแทนทีด่ ้วย G – C เป็นตน้ (รูปท่ี 14.1) Aพวิ ริน ทรานซชิ ัน G ทรานสเวอรช์ ัน TC ไพริมดิ ิน ทรานซชิ ัน 5’ – A T C G G C T A A G C T – 3’ 5’ – A T C A G C C A A G C T – 3’ 3’ – T A G C C G A T T C G A – 5’ 3’ – T A G T C G G T T C G A – 5’ ทรานซิชัน 5’ – T G A C G C T A A G C T – 3’ 3’ – A C T G C G A T T C G A – 5’ ทรานสเวอรช์ นั รูปท่ี 6.1 การเกดิ ทรานซิชัน และทรานสเวอรช์ นั 2. เฟรมชิฟท์ มิวเทชัน (frameshift mutation) คือการกลายพันธุ์ท่ีเกิดจากการมี นิวคลีโอไทดภ์ ายในสายดเี อ็นเอสูญหายไป 1 นิวคลีโอไทด์ หรือมากกวา่ หรอื การมนี ิวคลโี อไทดเ์ พิม่ มา 1 นิวคลีโอไทด์หรอื มากกวา่ ซง่ึ ทาให้กรอบของรหสั พันธุกรรม (genetic code) เปล่ียนแปลงไป ปกติ 5’– ATG – ACC – GAC – CCG – AAA – GGG – ACC –3’ N – Met – Thr – Asp – Pro – Lys – Gly – Thr – C มีการเพิม่ ของนิวคลโี อไทด์ 5’– ATG – ACC – GAC – GCC – GAA – AGG – GAC – C –3’ N – Met – Thr – Asp – Ala – Glu – Arg – Asp – C 1 นิวคลีโอไทด์ -C มีการหายไปของนวิ คลโี อไทด์ 5’– ATG – ACG – ACC – CGA – AAG – GGA – CC –3’ N – Met – Thr – Thr – Arg – Lys – Gly – C 1 นวิ คลีโอไทด์

3 รูปที่ 14.2 การเกดิ เฟรมชิฟท์ มิวเทชัน 14.2 สาเหตขุ องการกลายพันธ์ุ การเกดิ การกลายพนั ธ์แุ บ่งได้เป็น 2 ชนิด คือ 1. การกลายพันธ์ุท่ีเกิดขึ้นเองในธรรมชาติ (spontaneous mutation) ซึ่งเป็นผลมา จาก รงั สี สารเคมี อณุ หภมู ิ ทม่ี อี ยใู่ นธรรมชาติ กระตนุ้ ใหเ้ กดิ ปฏกิ ิริยาทัวโทเมอริกซฟิ ท์ (tautomeric shift) หรือเกิดไอออน (ionization) ในโมเลกุลเบสของดีเอ็นเอ ซึ่งมีผลทาให้เกิดการแทนที่คู่เบสใน สายของดเี อ็นเอ ปฏกิ ริ ยิ าทัวโทเมอริกซฟิ ท์ หมายถึง การเปล่ียนแปลงตาแหน่งของไฮโดรเจนอะตอมใน โมเลกุลของเบสของดีเอ็นเอ ซ่ึงมีผลทาให้เบสเปลี่ยนแปลงโครงสร้างทางโมเลกุลจากรูปคีโต (keto form) ไปเป็นรูปอีนอล (enol form) หรือเปล่ียนจากรูปอะมิโน (amino form) ไปเป็นรูปอิมิโน (imino form) (รปู ที่ 14.3) เมอ่ื เกิดเปล่ียนแปลงโมเลกุลของเบสโดยปฏิกริ ยิ าทัวโทเมอริกชิฟท์จะทาให้การจับคขู่ องเบส ภายในสายดเี อ็นเอผิดปกติไปคอื กวั นนิ (G) เปลีย่ นจากรูปคโี ตเปน็ รูปอนี อลจะจับคู่กบั ไทมนิ (T) ไทมิน (T) เปล่ยี นจากรปู คโี ตเป็นรปู อนี อลจะจับคู่กับ กัวนิน (G) ไซโตซนิ (C) เปลยี่ นจากรูปอะมิโนเป็นรูปอิมิโนจะจับคกู่ บั อะดินิน (A) อะดนิ ิน (A) เปล่ยี นจากรูปอะมโิ นเป็นรูปอมิ โิ นจะจบั คกู่ บั ไซโตซนิ (C) (รปู ท่ี 14.4)

4 กัวนนิ ไทมิน ไซโตซิน อะดินิน รปู ที่ 14.3 การเกดิ ปฏิกิริยาทวั โทเมอริกชฟิ ท์ในโมเลกุลของเบสของดเี อน็ เอ (ทมี่ า Brooker, 2012)

5 รูปท่ี 14.4 การจับคู่ของเบสของดเี อน็ เอหลังจากเกดิ ปฏกิ ริ ิยาทัวโทเมอรกิ ชฟิ ท์ (ทม่ี า https://www.nature.com/articles/d41586-018-00418-6) ถ้าเกิดปฏิกิริยาทัวโทเมอรกิ ชิฟท์ของเบสข้ึนระหว่างท่ีเกิดการจาลองโมเลกุลของดีเอ็นเอจะ ทาใหเ้ กิดการกลายพนั ธ์ุเกิดขน้ึ ในโมเลกลุ ของดีเอ็นเอทไี่ ด้จากการสังเคราะห์ เช่น ถ้าไทมินในโมเลกุล เดิมของดีเอ็นเอเกิดปฏกิ ิริยาทัวโทเมอริกชิฟท์เม่ือเกิดการจาลองโมเลกุลของดีเอ็นเอแทนท่ีไทมนิ จะ จับคู่กับอะดินินเหมือนเดิมก็จะไปจับคู่กับกัวนินแทน แต่การเปลี่ยนแปลงของโมเลกุลไทมินไม่ถาวร ไทมินจะเปลยี่ นแปลงกลับสสู่ ภาพเดิมได้อกี ดังน้ันเม่ือมกี ารจาลองโมเลกุลของดีเอน็ เอจะทาให้ไทมิน จะจับคู่กับอะดินินตามปกติ และกัวนินที่จับคู่กับไทมิน แต่เดิมน้ันก็จะจับคู่กับไซโตซิน จะทาให้ได้ โมเลกลุ ดเี อ็นเอ 2 โมเลกลุ โมเลกลุ หนึง่ เหมือนกบั โมเลกุลเดิม อกี โมเลกลุ หน่ึงจะเกิดการแทนค่เู บส A – T ด้วย G – C หรือเกดิ ทราซิชนั ข้นึ นัน่ เอง ซ่ึงการกลายพันธท์ุ ่ีเกิดขึ้นระหว่างท่ีมีการจาลองโมเลกุล ของดีเอน็ เอ นเ้ี รียกวา่ “copy error mutation” (รูปที่ 14.5)

6 การจับคผู่ ิดของเบสอะดนิ ิน การจาลองโมเลกุล กลายพนั ธุ์ รอบท่ี 2 เกิดปฏกิ ริ ิยาทวั โทเมอริกชิฟท์ ของเบส อะดนิ ิน การจาลองโมเลกุลรอบท่ี 1 4 โมเลกุลของดีเอ็นเอทพ่ี บ ในเซลลล์ ูก 4 เซลล์ รปู ที่ 14.5 การเกดิ การลายพันธุเ์ น่ืองจากเกิดปฏิกริ ิยาทัวโทเมอริกชิฟท์ในโมเลกลุ ของไทมนิ (ทม่ี า Brooker, 2012) ปฏิกิรยิ าไอออน (ionization) คอื ปฏิกริ ยิ าท่สี ญู เสียไฮโดรเจนอะตอมในโมเลกุลของเบส ของดีเอน็ เอ ทาให้เกดิ ไอออนข้นึ ซ่ึงมีผลทาใหก้ ารจบั คู่ของเบสในสายดีเอ็นเอเปล่ียนแปลงไป เชน่ ไทมินเมื่อเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าไอออนขึ้นแทนท่จี ะจบั คู่กับ อะดนิ นิ กลบั ไปจบั คกู่ ับ กวั นนิ แทน กวั นินเม่ือเกิดปฏกิ ิริยาไอออนขึ้นแทนทจ่ี ะจับคกู่ ับ ไซโตซิน กลับไปจบั คกู่ ับ ไทมิน แทน ไซโตซนิ เม่อื เกิดปฏิกิรยิ าไอออนขึน้ แทนทีจ่ ะจบั คกู่ บั กัวนิน กลบั ไปจับคูก่ บั อะดินนิ แทน อะดินินเม่อื เกิดปฏกิ ิริยาไอออนขึ้นแทนท่ีจะจบั คกู่ ับ ไทมนิ กลับไปจงั คู่กับ ไซโตซิน แทน ซึ่งผลของการเกิดปฏิกิริยาการก่อให้เกิดไอออนในโมเลกุลของเบส แล้วทาให้เกิดการ จับคู่เบสเปลี่ยนแปลงน้ี จะทาให้เกิดทราซิชันข้ึน เช่น T – A ถูกแทนที่ด้วย C – G หรือ G – C ถูก แทนท่ดี ้วย A – T เป็นตน้ 2. การกลายพันธ์ุที่เกิดจากการชักนา (induced mutation) เป็นการกลายพันธ์ุท่ีเกิด จากมนษย์ใช้สารก่อการกลายพันธ์ุ (mutagen) เหนี่ยวนาให้เกิดข้ึน ซึ่งสารก่อการกลายพันธ์ุแบ่ง ออกเป็น 2 ชนิดคอื

7 1. สงิ่ กอ่ การกลายพันธ์ุทางกายภาพ (physical mutagen) เช่น อุณหภูมิ รงั สตี ่าง ๆ รังสี เป็นสิ่งก่อกลายพันธุ์ท่ีสาคัญในการชักนาให้เกิดการกลายพันธุ์ รังสีแบ่ง ออกเปน็ 2 ประเภท 1. รังสีก่อให้เกิดไอออน (ionization radiation) ได้แก่ รังสีเอกซ์ แกมมา อัลฟา เบตา อิเลก็ ตรอน นิวตรอน โปรตอน และ อนภุ าคอนื่ ๆ ที่มีการเคลือ่ นไหวเรว็ รังสีเหล่านี้มอี านาจใน การทะลุทะลวงผ่านส่ิงต่าง ๆ ได้สงู รงั สกี อ่ ให้เกิดไอออนจะทะลุทะลวงผ่านเน้ือเยื่อต่าง ๆ และทาให้ อิเล็กตรอนที่เรียงตัวอยู่วงนอกสุดในโครงสร้างอะตอมหลุดออกไป จะทาให้ได้ไอออนท่ีมีประจุบวก เกิดขึ้น อิเล็กตรอนที่หลุดออกมาจะเคล่ือนท่ีด้วยความเร็วสูงชนกับอิเล็กตรอนที่หลุดออกมาจาก อะตอมอื่น เมื่อพลังงานของอิเล็กตรอนเหล่าน้ีลดลง อิเล็กตรอนท่ีเป็นอิสระเหล่าน้ีจะไปเกาะกับ อะตอมอ่ืนทาใหเ้ กดิ ไอออนท่ีมีประจุลบข้ึนมา ดังน้ันอิเล็กตรอนท่ีหลุดมาจากอะตอมหนึ่งและไปเพม่ิ ใหอ้ ีกอะตอมหนงึ่ จึงมีไอออนท่ีมีประจบุ วกและลบเกดิ ขึน้ ขณะที่รังสีเคลื่อนที่ผ่านไปท่ีใดจะทาให้เกิดประจุบวกและประจุลบการเกิด ไอออนเหล่านี้ต้องเกิดปฏิกิริยาเคมีเพ่ือทาให้มีประจุเป็นกลาง และเพื่อโครงสร้างอะตอมจะได้คงท่ี ปฏิกิริยาเคมที ีเ่ กดิ ขนึ้ มีผลทาใหเ้ กิดการกลายพนั ธขุ์ น้ึ ได้ โดยผลที่เกิดขึน้ จากรังสีก่อให้เกิดไอออนที่พบ โดยท่ัวไปคือทาให้เกิดการแตกหักของโครโมโซมและโครมาติด โดยทาลายพันธะฟอสโฟไดเอสเตอร์ ของนา้ ตาลและหมูฟ่ อสเฟตของสายโพลนี วิ คลีโอไทดข์ องดเี อ็นเอ 2. รั ง สี ไ ม่ ก่ อ ใ ห้ เ กิ ด ไ อ อ อ น ( nonionization radiation) ไ ด้ แ ก่ รั ง สี อลั ตราไวโอเลต (ultraviolet) รงั สีนี้มีอานาจในการทะลุทะลวงผ่านส่ิงตา่ ง ๆ ต่ากว่าประเภทแรก ผล ของรังสีอัลตราไวโอเลต (UV) สามารถทาให้กรดนิวคลีอิกสามารถดูดซึมรงสีอัลตราไวโอเลตได้ พลังงานทด่ี ูดซึมไวส้ ามารถทาใหเ้ กดิ การเปล่ียนแปลงพันธะของเบสพวกพวิ ริน และไพริมิดนิ แต่พบว่า ไพริมิดินมกี ารเปล่ียนแปลงได้ง่ายกว่าพิวริน เช่น รังสีอัลตราไวโอเลตทาใหเ้ กิดไทมิน 2 โมเลกุลท่ีอยู่ ติดกันบนสายโพลนิ ิวคลโี อไทดส์ ายเดียวกนั ของโมเลกุลดเี อน็ เอมาเช่ือมต่อกนั ด้วยพันธะทาใหเ้ กิด ไท มินไดเมอร์ (thymine dimer) ข้ึน รูปที่ 14.6 การเกิดไทมินไดเมอร์จะทาให้ไทมินไม่สามารถจับคู่ กับอะดินินของสายโพลินิวคลีโอไทด์ตรงข้ามได้เป็นผลทาให้เกิดการแทนที่เบสแบบทรานซชิ ันไดเ้ ช่น คเู่ บส T – A ถกู แทนท่ดี ว้ ย C – G นอกจากนี้รังสีอัลตราไวโอเลตยังสามารถทาให้เกิดไซโตซินไดเมอร์ (cytosine dimer) ได้ กล่าวคือ มีการดึงกลุ่มอะมิโน (NH2) ออกจากโมเลกุลของไซโตซินในไซโตซนิ ไดเมอร์จะเปลี่ยนแปลไปเป็นยูราซิลไดเมอร์ (uracil dimer) ซึ่งจะเกิดปฏิกิริยาเหมือนกับไทมินได

8 เมอร์ ซ่ึงทาใหเ้ กิดการแทนท่เี บสแบบทรานซชิ ันได้ เชน่ คเู่ บส G – C ถูกแทนท่ีด้วย A – T UV ไทมินไดเมอร์ รปู ที่ 14.6 การเกดิ ดไทมินไดเมอร์ (ทม่ี า Brooker, 2012) 2. ส่ิงก่อการกลายพันธ์ุทางเคมี (chemical mutagen) เป็นสารเคมีที่ชักนาให้เกิด การกลายพนั ธ์ุได้ ซึ่งสามารถแบง่ เปน็ 3 กลุ่มตามปฏกิ ิรยิ าทเี่ กิดจากสารเคมี เช่น 1. สารเคมีท่ีมีสูตรโครงสร้างคล้ายคลึงกับเบสชนิดต่าง ๆ ของดีเอ็นเอ (base analogues) เป็นสารเคมีทีส่ ามารถเข้าแทนที่เบสของดีเอน็ เอไดร้ ะหวา่ งทีม่ กี ารจาลองโมเลกุลดีเอ็นเอ ซึ่งมผี ลทาให้เกิดการแทนท่ีของเบสชนิดหนึ่งด้วยเบสอีกชนิด ทาให้ได้โมเลกุลของดีเอน็ เอแตกต่างไป จากโมเลกุลเดมิ สารดังกลา่ วไดแ้ ก่ ก. สาร 5โบรโมยูราซิล (5–bromouracil หรอื 5BU) สาร 5โบรโมยรู าซิล มโี ครงสร้างคล้ายกบั ไทมนิ และสามารถเกิดปฏิกริ ิยาทัวโทเมอริกชิฟท์ ได้เช่นเดียวกบั เบสไทมนิ ซงึ่ เมอื่ เกิดปฏิกิริยาดังกล่าวแล้ว แทนที่จะจับคู่กับเบสอะดินินตามปกติ จะสามารถจับคู่กับเบสกัวนินได้ ดงั นนั้ จงึ มีผลทาให้เกดิ การแทนท่เี บสแบบทราซชิ นั ได้ระหว่างทม่ี ีการจาลองโมเลกุลของดีเอน็ เอ คือ คู่ เบส A – T ถกู แทนท่ดี ้วยคู่เบส G – C หรอื คู่เบส G – C ถูกแทนทด่ี ว้ ยคเู่ บส A – T (รปู ท่ี 14.7)

9 รูปท่ี 14.7 การกระตุ้นให้เกดิ ทรานซิชนั โดย 5BU ข. สาร 2–อะมิโนพวริน (2–aminopurine หรือ 2AP) มีโครงสร้าง คล้ายคลึงกับอะดินิน ระหว่างที่มีการจาลองโมเลกุลของดีเอ็นเอ สามารถเข้าท่ีแทนท่ีอะดินินได้และ แทนท่ีจะจับคู่กับเบสไทมิน จะไปจับคู่กับเบสไซโตซินได้ด้วย ถ้าสาร 2–อะมิโนพวรินจับคู่เบสกับ ไทมินตง้ั แตแ่ รก เมอื่ มีการจาลองโมเลกลุ ของดเี อน็ เอสาร 2–อะมิโนพวรินสามารถจับคกู่ บั เบสไซโตซิน ได้ ซึ่งมีผลทาให้เกิดการแทนท่ีเบสทรานซิชันได้ กล่าวคือ คู่เบส A – T ถูกแทนท่ีด้วยคู่เบส G – C หรือ คู่เบส G – C เปลยี่ นไปเป็นคู่เบส A – T เป็นต้น 2. สารเคมีท่ที าให้เกิดการเปล่ียนแปลงโครงสรา้ งของเบส เช่น ก. ก ร ด ไ น ตั ส ( nitrous acid; HNO2) จ ะ ท า ห น้ า ท่ี ดึ ง ห มู่อ ะ มิโ น (deamination) ออกจากโมเลกุลของเบสอะดินิน ไซโตซิน และกัวนิน ทาให้เบสอะดินินเปล่ียนเป็น ไฮโปแซนทีน (hypoxanthine) ซึ่งสามารถจังคู่กับเบสไซโตซิน เบสไซโตซินเปลี่ยนเป็น ยูราซิล (uracil) ซึ่งสามารถจับคู่กับเบสอะดินิน และเบสกัวนินเปลี่ยนเป็น แซนทีน (xanthine) ซ่ึงสามารถ จับคู่กับ ไซโตซิน ดังนั้นเมอื่ การการจาลองโมเลกุลดีเอน็ เอจะทาให้เกดิ การแทนที่เบสแบบทรานซิชัน คอื คเู่ บส A – T ถูกแทนทดี่ ว้ ยคู่เบส G – C หรือ ค่เู บส G – C เปลี่ยนไปเป็นคู่เบส A – T เปน็ ตน้ ข. สารโฮดรอกซีลามีน (hydroxylamine) และสารท่ีให้หมู่ไฮดรอกซี (OH) จะทาหน้าที่เติมหมู่ไฮดรอกซีให้กับหมู่อะมิโน (NH2) ของเบสไซโตซิน เปล่ียนเป็นสาร

10 ไฮดรอกซอิ ะมิโนไซโตซินซ่ึงสามารถจับคู่กับเบสอะดนิ นิ ได้ เมอื่ เกิดการจาลองโมเลกุลของดีเอน็ เอ จะ ทาใหเ้ กดิ การแทนท่คี เู่ บสแบบทรานซชิ ัน คือ คเู่ บส C – G ถูกแทนทด่ี ว้ ยคู่เบส T – A ค. สารกลุ่มที่มีหมู่อัลคีล (alkylating agents) ได้แก่ สารไนโตรเจน มัสตาร์ด (nitrogen mustard) เอธลิ อีเทนซัลโฟเนต (ethylethanesulfonate; EES) และเอธิลมเี ทน ซัลโฟเนต (ethylmethanesulfonate; EMS) เปน็ ตน้ 1. สารเอธิลอีเทนซัลโฟเนต และ เอธิลมีเทนซัลโฟเนต ทาหน้าที่เติม หมู่เอธลิ ให้กับโมเลกุลของเบสกัวนนิ ทาให้มีสตู รโครงสร้างคล้ายกับเบสอะดินิน ซงึ่ มีผลทาใหเ้ กิดการ จบั ค่ขู องเบสกัวนินผดิ ปกติ คอื แทนทีจ่ ะจบั คกู่ ับเบสไซโตซนิ เหมอื นปกติ จะไปจบั ค่กู บั เบสไทมนิ แทน เม่อื เกดิ การจาลองโมเลกุลของดีเอ็นเอ จะทาใหเ้ กิดการแทนท่ีคเู่ บสแบบทรานซิชัน คอื คเู่ บส G – C ถูกแทนทีด่ ว้ ย A – T 2. สารเคมีท่ีมีคุณสมบัติดึงสารพิวริน (depurination) จากสาย โพลีนิวคลีโอไทด์ของดีเอ็นเอทาให้เบสตรงตาแหน่งน้ันหลุดหายไป เม่ือเกิดการจาลองโมเลกุลของ ดีเอ็นเอ ตาแหน่งของเบสของสายโพลีนิวคลีโอไทด์สายใหม่ตรงกับตาแหน่งของเบสพิวรินท่ีถูกถึง ออกไปของสายโพลนิ ิวคลโี อไทด์สายเดิม จะมเี บสชนดิ ใดชนิดหนง่ึ เข้ามาแทนท่ตี รงตาแหนง่ นน้ั ทาให้ เกิดการแทนท่ีเบสได้ทั้งแบบทรานซิชัน และทรานสเวอร์ชัน เช่น เม่ือ A ถูกดึงออกจากสาย โพลีนิวคลีโอไทด์ แล้ว G เข้ามาแทนท่ีตรงตาแหน่ง A เมื่อเกิดการจาลองโมเลกุลของดีเอ็นเออีกครงั้ หน่ึงสายโพลีนิวคลีโอไทด์ท่ีมาเข้าคู่เบสตรงตาแหน่งนน้ั จะเป็น C ซึ่งมีผลทให้เกิดการแทนคู่เบสแบบ ทรานสเวอร์ชัน คือ คูเ่ บส A – T ถูกแทนทีด่ ้วยค่เู บส C – G เป็นตน้ 3. สารเคมีท่ีทาให้เกิดการเพิ่มหรือการขาดหายไปของนิวคีลโอไทด์ในโมเลกุลของ ดีเอ็นเอ ได้แก่สีย้อมต่าง ๆ (acridine dye) เช่น โพรฟลาวิน (proflavin) และ อะคริดิน ออเรนจ์ (acridine orange) ซ่ึงเป็นสารเคมีท่ีมีผลโดยตรงต่อโมเลกุลของดีเอ็นเอ โดยโมเลกุลของพวกสีย้อม สามารถสอดแทรกเข้าไปอยู่ระหว่างนวิ คลโี อไทด์ของสายโพลนี ิวคลโี อไทด์ของดีเอ็นเอ โดยสีย้อมพวก โพรฟลาวินเม่ือสอดแทรกเข้าไปอยู่ระหว่างนิวคลีโอไทด์ของสายโพลีนิวคลีโอไทด์ของดีเอ็นเอเมื่อ ดีเอ็นเอเกิดการจาลองโมเลกุลของดีเอ็นเอจะทาให้มีนิวคลีโอไทด์เพิ่มข้ึนหรือลดลง 1 นิวคลีโอไทด์ และเม่ือมีการจาลองโมเลกุลของดีเอ็นเออีกคร้ังหนึ่ง จะทาให้โพลีนิวคลีโอไทด์ของดีเอ็นเอโมเลกุล ใหมท่ ้งั 2 สายมนี ิวคลีโอไทดเ์ พมิ่ ข้นึ หรือลดลง 1 นวิ คลีโอไทด์ จึงสรุปวา่ สารพวกโพรฟลาวนิ จะทาให้ เกดิ การกลายพันธไ์ุ ด้โดยทาใหเ้ กิดการเพิ่มหรือขาดหายไปของนวิ คลโี อไทด์ สว่ นสีย้อมอะคริดนิ ออเรนจ์ จะมผี ลต่อดเี อน็ เอท่ีมีการจาลองโมเลกุล โดยขณะที่มีการจาลองโมเลกุล

11 ของดีเอน็ เอจะมีการเข้าค่กู ันของสายโพลีนวิ คลีโอไทด์ สีย้อมอะครดิ นิ ออเรนจ์ จะกระตนุ้ ใหเ้ กิดการ แลกเปล่ียนช้ินส่วนของสายโพลีนิวคลีโอไทด์ต่างตาแหน่งกัน หรือเกิดอันอีกวอลครอสซิงโอเวอร์ (unequal crossing over) ขึ้นทาใหส้ ายโพลนี วิ คลีโอไทด์สายหนงึ่ มีนวิ คลโี อไทดห์ ายไป 1 นิ วคลโี อไทด์ และอกี สายหนง่ึ มนี ิวคลีโอไทด์เพมิ่ ขน้ึ มา 1 นิวคลโี อไทด์ เมอ่ื มกี ารจาลองโมเลกลุ ของ ดี เอ็นเออกี คร้ังหนึ่งจะได้โมเลกุลของดีเอน็ เอทนี่ วิ คลีโอไทด์เพิม่ ขึน้ มา 1 นิวคลีโอไทด์ และโมเลกลุ ของดี เอ็นเอท่ีมนี ิวคลโี อไทดห์ ายไป 1 นิวคลีโอไทด์