โครโมโซมและเมนเดล

หน่วยที่ 2 พันธุศาสตร์



การถา่ ยทอดลกั ษณะทางพนั ธกุ รรม คือ คอื การถ่ายทอดลักษณะ ของส่งิ มชี ีวติ จากรนุ่ หนึง่ ไปยงั อักรุน่ หนงึ่ ได้

การนาความร้เู กี่ยวกบั การถา่ ยทอดลกั ษณะทางพนั ธกุ รรมมาใชป้ ระโยชน์

การนาความร้เู กี่ยวกบั การถา่ ยทอดลกั ษณะทางพนั ธกุ รรมมาใชป้ ระโยชน์

โครโมโซมและ การค้นพบของเมนเดล

ทบทวน เรื่อง เซลล์

Chromosome

Chromosome

โครมาทนิ & โครโมโซม

นวิ เคลยี สเก่ยี วข้องกบั การถ่ายทอดลักษณะทางพนั ธกุ รรมอย่างไร? ก้อนโปรตนี ช่วงๆหนึ่งของ DNA ทีก่ าหนดลกั ษณะแต่ ละลกั ษณะ สารพันธกุ รรม

ความสัมพันธ์ระหวา่ งโครโมโซม ดเี อน็ เอ และยีน เซลล์ นิวเคลยี ส โครโมโซม ดีเอน็ เอ ยนี สรุป นิวเคลียสเปน็ ท่อี ยขู่ องยนี ดเี อน็ เอ และโครโมโซมที่มี ความสัมพนั ธ์กนั โดยบางสว่ นของดเี อน็ เอที่เรยี กว่ายีนทา หน้าทีก่ าหนดลกั ษณะของสง่ิ มีชวี ิต

สารพนั ธุกรรม (DNA) ดีเอน็ เอ (DNA) ยอ่ มา จาก deoxyribonucleic acid เป็น สารทมี่ สี มบัติเป็นกรด โมเลกลุ ของ ดีเอ็นเอ ประกอบดว้ ยหนว่ ยยอ่ ย เรยี กวา่ นิวคลีโอไทด์ เรียงตอ่ กันเป็น สายจานวน 2 สายจบั กนั เปน็ คู่ และ บดิ เป็นเกลยี วคล้ายบนั ไดเวยี นขวา แต่ละหนว่ ยยอ่ ยประกอบดว้ ยน้าตาล หมูฟ่ อสเฟต และเบส

เซลลท์ ุกเซลลจ์ ะมีโครโมโซมอยเู่ ป็นคู่ ยกเวน้ ในเซลล์สืบพนั ธ์ุ โดยโครโมโซมแตล่ ะ คู่ ซึ่งมาจากพอ่ แม่จะมีลกั ษณะเหมอื นกนั มยี ีนทีค่ วบคุมลกั ษณะเดยี วกันอยู่ท่ีตาแหน่งเดียวกัน บนโครโมโซมที่เปน็ คู่กนั เรียกวา่ ฮอมอโลกัสโครโมโซม (homologous chromosome)

การคน้ พบของเมนเดล

เกรกอร์ โยฮันน์ เมนเดล เปน็ บาทหลวงชาว ออสเตรีย และในขณะเดียวกันเขาก็มคี วามสนใจศกึ ษา ดา้ นวิทยาศาสตรโ์ ดยเฉพาะดา้ นพนั ธศุ าสตร์ เขาได้ ทดลองผสมถัว่ ลนั เตา (Pisum sativum) หลาย ๆ พนั ธุ์ นามาผสมกันหลาย ๆ วิธีเขาใช้เวลาทดลองตอ่ เนือ่ งถึง 7 ปี จนได้ขอ้ มูลมากเพียงพอ ในปี ค.ศ.1865 เมนเดล จึงได้ รายงานผลการทดลอง ต่อมาจงึ ไดร้ บั การยกยอ่ งเปน็ บดิ าแหง่ วชิ าพันธุศาสตร์

พืชท่ีเมนเดลใช้ในการทดลองคอื ถวั่ ลนั เตา (Pisum sativum) ซึง่ มีขอ้ ดใี นการศึกษาด้าน พันธศุ าสตร์หลายประการ เช่น ✓ เป็นพืชท่ีผสมตวั เอง (self- fertilized) ซึง่ สามารถสร้างพนั ธุแ์ ท้ได้งา่ ย หรือจะทา การผสมข้ามพนั ธ์ุ (cross-fertilized) เพอ่ื สร้างลกู ผสมกท็ าได้ง่าย ✓ เปน็ พชื ที่ปลูกง่าย วฏั จักรชวี ติ สัน้ ✓ เป็นพชื ทีม่ ีลกั ษณะทางพนั ธกุ รรม ท่แี ตกตา่ งกนั ชัดเจนหลายลกั ษณะ ซ่งึ ในการ ทดลองดังกลา่ ว เมนเดลได้นามาใช้ 7 ลกั ษณะด้วยกัน

การทดลองของเมนเดล เมนเดลผสมถวั่ ลันเตาพันธ์แุ ทโ้ ดยศึกษาเพียง 1 ลกั ษณะ เรยี กวา่ การผสมโดยพิจารณาลกั ษณะเดียว (monohybrid cross) ตัวอย่างคือ เมนเดลนาต้นแมท่ ี่มดี อกสีม่วง พันธุ์แท้และตน้ พอ่ ท่มี สี ขี าวพันธุ์แท้มาผสมกัน เรียกรุ่นน้ีว่า รุน่ พ่อ แม่ หรือ รุ่น P (Parental generation) จากการผสมพันธใ์ุ นรุ่น P ได้รุ่นลกู ทเ่ี รียกว่า F1 (first filial generation) ซึง่ มดี อกสีมว่ งท้งั หมด





เมนเดลเรยี กลักษณะที่ปรากฏในลกู รนุ่ ที่ 1 ว่า ลักษณะเด่น (dominant trait) และเรียก ลกั ษณะท่ีไมป่ รากฏในรุน่ ท่ี 1 แตป่ รากฏในลกู รนุ่ ที่ 2 ว่า ลักษณะดอ้ ย (recessive trait)

ลักษณะแตล่ ะลกั ษณะถกู ควบคมุ โดยยีน โดยยีนจะมรี ูปแบบท่ีแตกตา่ งกนั เรยี กว่า แอลลลี โดยจะอยเู่ ปน็ คู่ เช่น ยนี ทค่ี วบคมุ สีดอก มี 2 แอลลีล คอื A ควบคุมดอกสมี ่วง a ควบคุมดอกสีขาว และเขยี นได้ 3 รปู แบบ คือ AA Aa aa เม่อื ถงึ เวลาสร้างเซลล์สืบพันธุ์ แอลลลี ท่ีอยเู่ ปน็ คู่ของพอ่ แม่จะแยกออกจากกัน เรียกว่ากฎแหง่ การแยก ( Law of Segregation ) และแอลลลี แต่ละแอลลลี ทีแ่ ยกจากกนั จะมารวมกนั เปน็ แอลลลี ของลกู เรียกว่า กฎแหง่ การรวมกลุ่มอยา่ งอสิ ระ ( Law of independent assortment)

แอลลลี ทีค่ วบคมุ ลักษณะเด่น เรียกวา่ แอลลีลเด่น (dominant allele) แอลลลี ทคี่ วบคุมลักษณะด้อย เรยี กว่า แอลลีลดอ้ ย (recessive allele) เมอื่ เข้าคูก่ นั แอลลลี เดน่ จะขม่ แอลลลี ด้อยได้ เรียกว่า การขม่ อย่างสมบรู ณ์ (complete dominant) PP = สมี ว่ ง Pp = สมี ว่ ง pp = สีขาว

คาศพั ทท์ ี่ควรรู้ 1. โฮโมไซกสั ยนี (Homozygous Gene) หมายถงึ คู่ของยนี ท่ีเหมอื นกนั อยู่ใน ตาแหนง่ เดียวกันบนโฮโมโลกัสโครโมโซม เพอื่ ควบคุมลกั ษณะของสง่ิ มชี ีวติ เช่น TT, tt, IAIA เป็นตน้ โฮโมไซกสั ยีนเรียกอีกอยา่ งหน่ึงวา่ พนั ธแ์ุ ท้ โฮโมไซกัสยนี แบง่ ออกเปน็ 2 แบบ ดังนี้ ✓ โฮโมไซกสั โดมิแนนท์ (Homozygous Dominance) หมายถึง คูข่ องยีนเดน่ ท่เี หมือนกันอยดู่ ว้ ยกนั หรอื เรยี กว่า เปน็ พนั ธุ์แท้ของลักษณะเด่น เชน่ AA, TT เป็นตน้ ✓ โฮโมไซกสั รเี ซสซฟี (Homozygous Recessive) หมายถงึ คขู่ องยีนด้อยท่ี เหมือนกันอยดู่ ้วยกนั หรอื เรยี กวา่ เปน็ พันธแุ์ ทข้ องลักษณะด้อย เช่น aa, tt เป็นตน้

2. เฮเทอโรไซกัสยีน (Heterozygous Gene) หมายถงึ ค่ขู องยีนท่ีตา่ งกันอยใู่ นตาแหนง่ เดยี วกันบนโฮโมโลกสั โครโมโซม เพ่อื ควบคุมลกั ษณะของสง่ิ มีชีวติ เช่น Tt, Rr เปน็ ตน้ เฮเทอโรไซกสั ยนี เรยี ก อกี อย่างหนงึ่ ว่า พนั ธ์ุทาง 3. ลักษณะเดน่ (Dominance หรอื Dominant Trait) หมายถึง ลักษณะที่แสดงออกมาเมื่อมี แอลลลี เด่นเพียง 1 แอลลีล (Aa) ซง่ึ จะพบในเฮเทอโรไซกสั หรือเมอ่ื มแี อลลลี เดน่ 2 แอลลีล (AA) ซึ่งจะพบใน โฮโมไซกสั โดมิแนนท์ (Homozygous Dominance) 4. ลักษณะดอ้ ย (Recessive Trait) หมายถึง ลักษณะท่ีถกู ขม่ เม่ืออยใู่ นรูปของเฮเทอโรไซกสั แตจ่ ะแสดงออกเมื่ออย่ใู นรปู ของโฮโมไซกสั รีเซสซีฟ (Homozygous Recessive) (aa) 5. ฟีโนไทป์ (Phenotype) หมายถงึ ลกั ษณะของสงิ่ มีชวี ิตทสี่ ามารถสงั เกตได้ดว้ ย ประสาทสัมผัส (ตา หู จมูก ล้นิ และผวิ หนัง) เชน่ สีผิวของคน จานวนช้นั ของหนงั ตา ลกั ษณะของเสน้ ผม หม่เู ลือด เป็นต้น 6. จีโนไทป์ (Genotype) หมายถึง รปู แบบของคยู่ นี (คู่แอลลีล) หรือกลุม่ ยนี ท่ีควบคุม ฟโี นไทป์ต่าง ๆ เชน่ จโี นไทป์ทค่ี วบคุมความยาวของลาตน้ ถ่ัว มไี ด้ 3 แบบ ไดแ้ ก่ TT, Tt และ tt

อตั ราสว่ นจโี นไทป์ TT : Tt : tt เป็น 1 : 2 : 1 และอัตราส่วนฟโี นไทป์ ต้นสงู : ต้นเต้ีย เป็น 3 : 1