หน่วยที่ 2

หน่วยที่ 2 เทคโนโลยชี ีวภาพหวั ข้อเรื่อง 2.1 ความหมายของเทคโนโลยชี ีวภาพ 2.2 พนั ธุวศิ วกรรม 2.3 การโคลน 2.4 ประโยชน์ของเทคนิคพนั ธุวศิ วกรรม 2.4.1 การประยกุ ตใ์ ชใ้ นดา้ นการแพทยแ์ ละเภสัชกรรม 2.4.2 การประยกุ ตใ์ ชใ้ นดา้ นนิติวทิ ยาศาสตร์ 2.4.3 การประยกุ ตใ์ ชใ้ นดา้ นการเกษตร 2.4.4 การประยกุ ตใ์ ชเ้ พอ่ื สิ่งแวดลอ้ ม 2.5 ผลกระทบของเทคโนโลยชี ีวภาพตอ่ สงั คมและสิ่งแวดลอ้ มสาระสาคญั 1. เทคโนโลยีชีวภาพ เป็ นการใช้เทคโนโลยีเพื่อทาให้ส่ิงมีชีวิตหรือองคป์ ระกอบของสิ่งมีชีวิต มีสมบตั ิตามท่ีตอ้ งการ กระบวนการที่นามาใช้อยา่ งแพร่หลายในปัจจุบนั ไดแ้ ก่ พนั ธุวศิ วกรรม การโคลน และการเพาะเล้ียงเน้ือเยอื่ 2. พนั ธุวศิ วกรรม เป็ นเทคนิคการสร้างดีเอน็ ดีสายผสมหรือรีคอมบิแนนทด์ ีเอ็นเอ ทาได้โดยการตดั ดีเอ็นเอจากส่ิงมีชีวิตชนิดหน่ึงหรือหลายชนิดแลว้ ถ่ายทอดให้กบั ส่ิงมีชีวติ ชนิดเดียวกนัหรือต่างชนิดกนั ทาให้เกิดสิ่งมีชีวิตดดั แปลงพนั ธุกรรมหรือจีเอ็มโอ เช่น สามารถถ่ายยีนจากแบคทีเรียตวั หน่ึงไปใหก้ บั แบคทีเรียอีกตวั หน่ึงได้ หรือถ่ายทอดยนี จากคน ไปใหก้ บั แบคทีเรียได้ 3. การโคลน เป็ นกระบวนการยา้ ยนิวเคลียสของเซลล์ไข่ของเพศเมียออก แล้วใส่นิวเคลียสใหม่ของสัตวช์ นิดเดียวกนั ท่ีมีลกั ษณะดีหรือตรงตามตอ้ งการเขา้ ไปแทน จากน้นั นาเอาไข่ท่ีใส่นิวเคลียสใหม่ไปใส่ในมดลูกของสัตวช์ นิดเดียวกันอีกตวั หน่ึงเพื่อให้อุม้ ท้องจนคลอดลูกที่ตอ้ งการ

33 4. การประยุกต์ใช้เทคนิคทางพนั ธุวิศวกรรมนามาใช้ประโยชน์หลายด้าน เช่น ทางด้านการแพทยแ์ ละเภสัชกรรมใช้ในการวินิจฉยั โรค ใชใ้ นการสร้างผลิตภณั ฑ์ทางเภสัชกรรม ส่วนในดา้ นนิติวิทยาศาสตร์นาไปใชใ้ นการสร้างลายพิมพ์ ดีเอ็นเอ ซ่ึงใช้พิสูจน์บุคคล ความสัมพนั ธ์ทางสายเลือด และคดีอาญาต่าง ๆ การประยุกต์ใชใ้ นเชิงการเกษตร การประยกุ ตใ์ ชเ้ พอ่ื สิ่งแวดลอ้ ม โดยการสร้างสายพนั ธุ์จุลินทรียห์ รือพืชท่ีสามารถยอ่ ยสลายสารปนเป้ื อนในส่ิงแวดลอ้ ม 5. ปัจจุบนั มีการใชเ้ ทคโนโลยีการสร้างดีเอน็ เอสายผสม และการสร้างสิ่งมีชีวิต ดดั แปลงพนั ธุกรรมเป็ นไปอยา่ งกวา้ งขวาง ทาให้เกิดสิ่งมีชีวิตลักษณะใหม่ ๆ ข้ึนมาอย่างมากมาย ซ่ึงอาจมีผลเสียจากการใช้เทคโนโลยีได้โดยเฉพาะส่ิงมีชีวิตดดั แปลงพนั ธุกรรม หรือจีเอ็มโอ สังคมกงั วลว่าอาจทาให้เกิดเช้ือโรคสายพนั ธุ์ใหม่ ๆ ท่ีด้ือยาปฏิชีวนะอาจเป็ นภยัต่อสุขภาพ สิ่งแวดลอ้ ม และจริยธรรมในการใชข้ อ้ มูลของจีโนมโดยเฉพาะจีโนมมนุษย์จุดประสงค์การเรียนรู้ จุดประสงค์ทวั่ ไป 1. มีความรู้ความเขา้ ใจเกี่ยวกบั เทคโนโลยชี ีวภาพ พนั ธุวศิ วกรรมและการโคลน 2. มีความรู้ความเขา้ ใจเก่ียวกบั ประโยชนแ์ ละผลกระทบของพนั ธุวศิ วกรรมตอ่ สังคมและส่ิงแวดลอ้ ม จุดประสงค์เชิงพฤตกิ รรม 1. บอกความหมายของเทคโนโลยชี ีวภาพ พร้อมท้งั ยกตวั อยา่ งได้ 2. สืบคน้ ขอ้ มูล อภิปรายและอธิบายความหมายของพนั ธุวศิ วกรรมและข้นั ตอนของเทคนิคพนั ธุวศิ วกรรมได้ 3. อธิบายกระบวนการโคลน และประโยชน์ของการโคลนสิ่งมีชีวติ ได้ 4. อธิบายประโยชน์ของเทคนิคพนั ธุวศิ วกรรมในดา้ นตา่ ง ๆ ได้ 5. สืบคน้ ขอ้ มูล อภิปรายและอธิบาย เก่ียวกบั ส่ิงมีชีวติ ดดั แปลงพนั ธุกรรมได้ 6. อธิบายผลกระทบของการใชเ้ ทคโนโลยที างพนั ธุวศิ วกรรมท่ีมีต่อสงั คมและสิ่งแวดลอ้ มได้ แผนผงั ความคดิ ความหมายของ พนั ธุวศิ วกรรมเทคโนโลยชี ีวภาพ เทคโนโลยี การโคลน ชีวภาพ

34 ผลกระทบของ ประโยชนข์ องเทคโนโลยชี ีวภาพตอ่ เทคนิคสงั คมและสิ่งแวดลอ้ ม พนั ธุวศิ วกรรม

เทคโนโลยชี ีวภาพ 35 ในอดีตเริ่มมีการใช้เทคโนโลยชี ีวภาพต้งั แต่การท่ีมนุษยใ์ ชจ้ ุลินทรียใ์ นการหมกั แอลกอฮอล์ ปลาร้า การทาซีอิ้ว การทาเตา้ เจ้ียว ตลอดจนการพฒั นาปรับปรุงพนั ธุ์พืช และพนั ธุ์สัตวช์ นิดต่าง ๆ โดยใช้ความรู้ทางเทคโนโลยีชีวภาพ เช่น การเพาะเล้ียงเน้ือเยอื่ การถ่ายฝากตวั อ่อน การผสมเทียม เป็นตน้ 2.1 ความหมายของเทคโนโลยชี ีวภาพ เทคโนโลยชี ีวภาพ (biotechnology) เป็ นการใชเ้ ทคโนโลยเี พื่อทาให้ส่ิงมีชีวติ หรือองคป์ ระกอบของส่ิงมีชีวติ มีสมบัติตามต้องการ ปั จจุบันกระบวนการที่นักวิทยาศาสตร์พัฒนาข้ึนและมีการนามาใช้อย่างแพร่ หลายได้แก่เทคโนโลยีชีวภาพท่ีเก่ียวกบั ดีเอ็นเอ (DNA Technology) ซ่ึงสามารถทาให้มนุษยส์ ามารถปรับแต่งยีนและเคล่ือนยา้ ยยนี ขา้ มชนิดของสิ่งมีชีวิต อย่างที่วิธีการตามธรรมชาติไม่สามารถทาได้ รวมท้งั การนาไปประยุกต์ใช้ในดา้ นต่าง ๆ อย่างไรก็ดีเทคโนโลยีทางดีเอ็นเอ เป็ นเพียงเทคโนโลยชี ีวภาพแขนงหน่ึงเท่าน้นั ยงั มีเทคโนโลยีชีวภาพดา้ นอื่น ๆ เช่น เทคโนโลยีการหมกั เทคโนโลยกี ารผสมเทียม และเทคโนโลยีหลงั การเก็บเกี่ยว เป็ นตน้ ซ่ึงลว้ นแต่เป็นเทคโนโลยีที่เก่ียวขอ้ งกบั เร่ืองของชีววทิ ยาท้งั สิ้น และนาประโยชนม์ าสู่มนุษยอ์ ยา่ งมากมาย เทคโนโลยชี ีวภาพน้นั ก่อให้เกิดการประยกุ ตใ์ ชป้ ระโยชน์อยา่ งมากมายหลากหลายดา้ นท้งั ทางดา้ นเกษตรกรรมการแพทย์ ตลอดจนการใชป้ ระโยชนท์ างสังคม โดยมีบทบาทในการตรวจสอบอาชญากรรมต่าง ๆ ท่ีเกิดข้ึน แตส่ ิ่งสาคญั ที่ก่อให้เกิดประโยชน์อยา่ งมหาศาลต่อสังคมคือการประยุกตใ์ ชเ้ ทคนิคพนั ธุวิศวกรรมในการศึกษาจีโนม (genome) ซ่ึงเป็ นยีนท้งั หมดของส่ิงมีชีวิตชนิดต่าง ๆ ไม่วา่ จะเป็ นแบคทีเรีย พืช สัตว์ รวมท้งั มนุษย์ เป็ นความหวงั วา่ จะทาให้มนุษยเ์ ขา้ ใจกลไกการดารงชีวติ ของส่ิงมีชีวติ ต่าง ๆ ไดด้ ีข้ึน ปัจจุบนั ความกา้ วหน้าในดา้ นพนั ธุศาสตร์และเทคโนโลยีชีวภาพท่ีอยู่ในความสนใจ ของนกั วิทยาศาสตร์ คือการทาแผนที่จีโนม (genome mapping) เพื่อให้รู้ว่ายีนต่างๆ และลาดบั เบสของดีเอ็นเอท้งั หมดของส่ิงมีชีวิตที่ศึกษาอยู่ที่ตาแหน่งไหนของโครโมโซมบา้ งทาหนา้ ท่ีอะไร และอยา่ งไรซ่ึงอาจนาไปสู่ความรู้ ท่ีสามารถนาไปใชป้ ระโยชน์ได้ เช่นการรักษาโรคตา่ ง ๆ ที่ถ่ายทอดทางพนั ธุกรรม และโรคมะเร็ง เป็นตน้กจิ กรรมที่ 2.1 การแก้โจทย์ปัญหา 1. จงอธิบายความหมายของเทคโนโลยชี ีวภาพ และยกตวั อยา่ งเทคโนโลยชี ีวภาพสาขาต่าง ๆ 2. จีโนมคืออะไร และการทาแผนที่จีโนมเพื่อศึกษาเกี่ยวกบั สิ่งใด

2.2 พนั ธุวศิ วกรรม 36 พันธุวิศวกรรม (genetic engineering) หมายถึง กระบวนการเปล่ียนแปลงสารพันธุกรรมเพ่ือให้ได้สิ่งมีชีวิตใหม่ ซ่ึงมีคุณสมบตั ิตามท่ีประสงค์ เป็ นการตดั ต่อยีนดว้ ยกระบวนการท่ีนอกเหนือไปจากกระบวนการตามธรรมชาติ ทาไดโ้ ดยการตดั ดีเอ็นเอจากสิ่งมีชีวิตชนิดหน่ึงนาไปต่อเชื่อมกบั ดีเอ็นเอของสิ่งมีชีวติ อีกชนิดหน่ึง เกิดเป็ นดีเอ็นเอสายผสม หรือรีคอมบิแนนท์ดีเอ็นเอ (recombinant DNA) เนื่องจากยนี กาหนดชนิดของโปรตีนที่สังเคราะห์ภายในเซลล์ สิ่งมีชีวติ ท่ีเป็ นฝ่ ายรับยนี จะสามารถสังเคราะห์โปรตีนชนิดท่ีถูกกาหนดโดยยนี ที่ไดร้ ับมา ซ่ึงตามธรรมชาติแลว้ จะไม่สามารถสังเคราะห์ไดเ้ อง เช่น การนายีนที่สร้างโปรตีนชนิดหน่ึงของคนไปแทรกในดีเอน็ เอของแบคทีเรีย โดยทาในหลอดทดลองแลว้ ถ่ายดีเอ็นเอสายผสมกลบั คืนให้กบั แบคทีเรีย ทาให้แบคทีเรียน้ันสามารถผลิตโปรตีนชนิดเดียวกบัโปรตีนของคนได้ เรียกส่ิงมีชีวิตท่ีเกิดจากกระบวนการพนั ธุวิศวกรรมว่า ส่ิงมีชีวิตดัดแปลงพนั ธุกรรม หรือจีเอ็มโอ(GMOs : genetically modified organisms) ตวั อยา่ งกระบวนการพนั ธุวิศวกรรมท่ีนาเทคนิคทางดีเอ็นเอมาใช้ เช่น การผลิตฮอร์โมนอินซูลินเพ่ือรักษาโรคเบาหวาน ผูป้ ่ วยโรคเบาหวานจาเป็ นตอ้ งไดร้ ับอินซูลิน เพื่อควบคุมระดบั น้าตาลในเลือด การผลิตอินซูลินสามารถทาได้จากการนาดีเอ็นเอสายผสมท่ีได้จากการตดั และต่อดีเอ็นเอ ให้มียีนที่สร้างอินซูลิน แล้วใส่เขา้ ไปในเซลล์แบคทีเรียเพื่อให้เกิดการแสดงออกและสร้างโปรตีนท่ีตอ้ งการ จากน้นั จึงนาเซลลไ์ ปเพาะเล้ียงเพื่อเพ่ิมจานวนยนี ท่ีสร้างโปรตีนและผลิตอินซูลินที่ทางานได้ ดงั ภาพที่ 2.1

37 ภาพที่ 2.1 การผลติ ฮอร์โมนอนิ ซูลนิที่มา : ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลย,ี สถาบนั . ชีววทิ ยา เล่ม 5. 2548.กจิ กรรมที่ 2.2 การแก้โจทย์ปัญหา 1. พลาสมิดคืออะไร 2. recombinant DNA คืออะไร

2.3 การโคลน 38 การโคลน (cloning) หมายถึง การสร้างสิ่งมีชีวติ ใหม่ ซ่ึงมีลกั ษณะทางพนั ธุกรรมเหมือนส่ิงมีชีวติ ตน้ แบบทุกประการ วธิ ีการโคลนวธิ ีหน่ึงคือการนานิวเคลียสของเซลลร์ ่างกาย ใส่เขา้ ไปในเซลลไ์ ข่ที่ถูกดูดเอานิวเคลียสออกไปก่อนแลว้ ดว้ ยกระบวนการน้ีเซลล์ไข่ที่มีนิวเคลียสของเซลล์ร่างกายจะพฒั นาไปเป็ นส่ิงมีชีวติ ตวั ใหม่โดยใช้ข้อมูลในสารพนั ธุกรรมจากนิวเคลียสของเซลล์ร่างกาย สิ่งมีชีวิตตวั ใหม่จึงมีลกั ษณะทางพนั ธุกรรมเหมือนกบัส่ิงมีชีวติ ตน้ แบบ การโคลนสัตวท์ ่ีประสบความสาเร็จเป็ นคร้ังแรก โดยการโคลนแกะช่ือดอลลี่ปี พ.ศ. 2540 ซ่ึงลูกแกะดอลลี่มีลกั ษณะตา่ งๆ เหมือนกบั สตั วท์ ่ีเป็นเจา้ ของนิวเคลียสท่ีใส่ใหท้ ุกประการดงั ภาพที่ 2.2 ภาพท่ี 2.2 แผนภาพแสดงการโคลนแกะที่มา : สมใจ รักษาศรี. ชีววิทยา. กรุงเทพฯ : สุวชี ิยาสาส์น, 2547. ในประเทศไทยมีการโคลนววั เน้ือตวั แรกของโลก ชื่อนิโคล และโคลนววั นม ช่ือ อิง ซ่ึงเป็ นววั นมตวั แรกในยา่ นเอเชียตะวนั ออกเฉียงใต้ และเป็นตวั ท่ี 6 ของโลก อิงเกิดจากการโคลนโดยใชเ้ ซลลใ์ บหูเป็นเซลลต์ น้ แบบ ดงั ภาพท่ี 2.3 ภาพท่ี 2.3 ววั โคลน (ด้านหน้า) กบั ววั ต้นแบบท่ีมา : ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลย,ี สถาบนั . สิ่งมีชีวติ กบั สิ่งแวดลอ้ ม ส่ิงมีชีวติ กบั กระบวนการดารงชีวติ . 2548.

39 การเพาะเล้ียงเน้ือเยอ่ื พชื (tissue culture) เป็นวธิ ีการโคลนอยา่ งหน่ึง ทาไดโ้ ดยการนาส่วนใดส่วนหน่ึงของพืชมาเล้ียงในอาหารสังเคราะห์ ซ่ึงประกอบดว้ ยธาตุอาหาร น้าตาล วิตามิน และฮอร์โมนพืช ในสภาพปลอดเช้ือและมีการควบคุมแสงสวา่ ง อุณหภูมิ และความช้ืน นกั วทิ ยาศาสตร์ไดน้ าเอาเทคนิคการเพาะเล้ียงเน้ือเยอื่ พืชไปขยายพนั ธุ์พชื เศรษฐกิจ ท้งั พืชไร่นา เช่น ขา้ ว ออ้ ยรวมไปถึงไมด้ อกไมป้ ระดบั ไมผ้ ล ตลอดจนพชื ผกั ต่างๆกจิ กรรมที่ 2.3 การแก้โจทย์ปัญหา 1. การโคลนมีประโยชน์ต่อการปรับปรุงพนั ธุ์หรือไม่ อยา่ งไร 2. การโคลนมีผลอยา่ งไรตอ่ ระบบนิเวศ และความหลากหลายของส่ิงมีชีวติ

2.4 ประโยชน์ของเทคนิคพนั ธุวศิ วกรรม 40 ในปัจจุบนั เทคนิคพนั ธุวศิ วกรรม ไดน้ ามาประยกุ ตใ์ ชใ้ หเ้ กิดประโยชนใ์ นดา้ นตา่ ง ๆดงั น้ี 2.4.1 การประยกุ ต์ใช้ในด้านการแพทย์และเภสัชกรรม ปัจจุบนั มีการนาเอาเทคโนโลยขี องดีเอน็ เอ มาใช้ในการวินิจฉัยโรคที่เกิดจากการติดเช้ือต่าง ๆ เช่น เช้ือไวรัส โดยการใชเ้ ทคนิค PCR เพื่อตรวจสอบว่ามีจีโนมของไวรัสอยู่ในส่ิงมีชีวิตน้ันหรือไม่ ซ่ึงเป็ นเทคนิคท่ีมีความไวสูงและสามารถตรวจพบไดโ้ ดยมีตวั อยา่ งเพียงเลก็ นอ้ ย เทคนิคน้ีไดน้ ามาใชใ้ นการตรวจวเิ คราะห์การติดเช้ือ HIV เป็นตน้ เทคนิคหน่ึงท่ีใช้ในการถ่ายยีนปกติ เพื่อใชใ้ นการทายนี บาบดั (gene therapy) คือการใช้ไวรัสชนิดหน่ึงเป็นตวั นายนี ท่ีตอ้ งการถ่ายเขา้ สู่เซลลค์ น ซ่ึงยนี ของไวรัสท่ีเป็นอนั ตรายตอ่ คนจะถูกตดั ทิง้ แลว้ ใส่ยนี ของคนที่ตอ้ งการเขา้ ไปแทนที่ ไวรัสท่ีสร้างข้ึนใหม่น้ีจะมียีนท่ีต้องการแทรกอยู่ และจะมีความสามารถในการแทรกจีโนมของตัวมนั เข้าสู่โครโมโซมคนได้ แต่จะไม่สามารถจาลองตวั เองเพื่อเพิ่มจานวนไดเ้ น่ืองจากยนี ที่ทาหน้าท่ีดงั กล่าวที่มีอยเู่ ดิมในไวรัสไดถ้ ูกตดั ทิ้งไปแลว้ การใช้พนั ธุวิศวกรรมเพื่อผลิตโปรตีน หรือฮอร์โมนที่บกพร่องในมนุษยน์ อกจากการผลิตอินซูลินแลว้ ยงัใช้ในการผลิตโกรทฮอร์โมนเพื่อใช้รักษาเด็กท่ีจะเติบโตเป็ นคนแคระ เน่ืองจากไดร้ ับโกรทฮอร์โมนไม่เพียงพอ ผลิตยาที่ยบั ย้งั ไวรัส HIV และผลิตวคั ซีน เป็นตน้ 2.4.2 การประยุกต์ใช้ในด้านนิตวิ ทิ ยาศาสตร์ ดีเอ็นเอเป็ นสารพนั ธุกรรม ซ่ึงดีเอ็นเอของคน ๆ เดียวกนั ไม่ว่าจะมาจากเซลล์ส่วนใดของร่างกายจะมีรูปแบบที่เหมือนกนั ดงั น้นั ดีเอน็ เอจึงเป็นเหมือนส่ิงบอกใหร้ ู้วา่ คน ๆ น้นั เป็นใคร และแตกตา่ งจากคนอ่ืน ๆ อยา่ งไร การตรวจดีเอ็นเอเพ่ือพิสูจน์ผตู้ อ้ งสงสัยหรือหาความสัมพนั ธ์ทางสายเลือด สิ่งที่ถูกตรวจสอบในข้นั ตอนเหล่าน้ีคือลายพิมพด์ ีเอน็ เอ (DNA fingerprint) ซ่ึงเป็ นเอกลกั ษณ์เฉพาะของแต่ละบุคคล เช่นเดียวกบั ลายพิมพน์ ิ้วมือ ลายพิมพ์ดีเอน็ เอไม่สามารถเปล่ียนแปลงได้ และไม่มีใครมีลายพิมพด์ ีเอ็นเอเหมือนกนั ยกเวน้ แฝดร่วมไข่เท่าน้นั นอกเหนือไปจากการใชพ้ ิสูจน์บุคคล ยงั ใชล้ ายพิมพด์ ีเอ็นเอพิสูจน์ความสัมพนั ธ์ทางสายเลือดไดด้ ว้ ย เนื่องจากดีเอ็นเอไดร้ ับถ่ายทอดมาจากท้งั พอ่ และแมอ่ ยา่ งละคร่ึง การตรวจลายพิมพด์ ีเอน็ เอเป็ นการตรวจเทียบลาดบั เบสของดีเอน็ เอที่ตาแหน่งต่าง ๆ ซ่ึงโอกาสที่บุคคลจะมีลาดบั เบสของดีเอน็ เอตรงกนั ในทุกตาแหน่งที่ตรวจน้นั แทบจะไม่มีเลย การสร้างลายพิมพด์ ีเอ็นเอของผูห้ น่ึงผใู้ ดทาไดต้ ามข้นั ตอน ดงั ภาพที่ 2.4

41 ภาพที่ 2.4 การสร้างลายพมิ พ์ดเี อน็ เอที่มา : ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลย,ี สถาบนั . ชีวติ กบั สิ่งแวดลอ้ ม ส่ิงมีชีวติ กบั กระบวนการดารงชีวติ . 2548. ไดม้ ีการใช้ลายพิมพด์ ีเอ็นเอ เพื่อตรวจพิสูจน์ความเกี่ยวพนั ในคดีอาญาท่ีรุนแรง เช่น ฆาตกรรม ทาร้ายร่างกาย ซ่ึงสามารถใชเ้ ป็ นหลกั ฐานสาคญั อย่างหน่ึงประกอบการพิจารณาคดีทางศาล เช่น ในคดีฆาตกรรมคดีหน่ึง ได้นาคราบเลือดของฆาตกรที่พบในสถานท่ีเกิดเหตุและเลือดของผูต้ อ้ งสงสัยจานวน 7 คน มาทาลายพิมพ์ดีเอ็นเอ และนามาเปรียบเทียบกนั เม่ือนาลายพิมพด์ ีเอ็นเอของผตู้ อ้ งสงสัยมาเปรียบเทียบกบั ลายพิมพด์ ีเอ็นเอ ของคราบเลือดฆาตกร พบวา่เป็นดงั น้ี

42 ภาพท่ี 2.5 การเปรียบเทยี บลายพมิ พ์ดเี อน็ เอของผ้ตู ้องสงสัยกบั คราบเลือดของฆาตกรท่ีมา : ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลย,ี สถาบนั . ชีววทิ ยา เล่ม 5. 2548. จากการเปรียบเทียบลายพิมพด์ ีเอน็ เอของผูต้ อ้ งสงสัยกบั คราบเลือดของฆาตกร พบวา่ ผตู้ อ้ งสงสัยคนท่ี 4 มีลายพิมพด์ ีเอน็ เอเหมือนลายพิมพด์ ีเอน็ เอของฆาตกร จึงสรุปวา่ ผตู้ อ้ งสงสัยคนท่ี 4 เป็นฆาตกร ในประเทศไทย การตรวจลายพิมพด์ ีเอ็นเอ เร่ิมโดยกลุ่มนกั วจิ ยั จากหลายสถาบนั ร่วมกนั ทางานอยา่ งต่อเน่ืองโดยการตรวจพิสูจน์ความสัมพนั ธ์ทางสายเลือด การหาตวั คนร้ายในคดีฆาตกรรม การสืบหาทายาทที่แทจ้ ริงในกองมรดกนอกจากน้ียงั นามาใชใ้ นการตรวจคนเขา้ เมืองใหถ้ ูกตอ้ ง ปัจจุบนั ประเทศไทยมีหน่วยงานท่ีมีห้องปฏิบตั ิการท่ีตรวจลายพิมพด์ ีเอน็ เอ เช่น สถาบนั นิติเวช กองพิสูจน์หลกั ฐาน สังกดั สานกั งานตารวจแห่งชาติ โรงพยาบาลต่าง ๆ เช่น โรงพยาบาลรามาธิบดี โรงพยาบาลศิริราช โรงพยาบาลเชียงใหม่ และสถาบนั นิติวทิ ยาศาสตร์กระทรวงยตุ ิธรรม เป็นตน้

43กจิ กรรมที่ 2.4 วเิ คราะห์ลายพมิ พ์ดีเอน็ เอ 1. สามีภรรยาคู่หน่ึงมีบุตร 4 คน ในจานวนน้ีมีลูกสาว 2 คน และลูกชาย 2 คน จงวเิ คราะห์ลายพิมพด์ ีเอน็ เอของทุกคน แลว้ ใหเ้ หตุผลวา่ ลูกคนใดเป็นลูกท่ีแทจ้ ริง คนใดเป็นลูกติดพอ่ และคนใดเป็นลูกบุญธรรม 2. จากการตรวจลายพิมพด์ ีเอน็ เอของคนในครอบครัว ก และ ข นกั เรียนบอกไดห้ รือไม่วา่คนในครอบครัวใด มีความสมั พนั ธ์กนั ในลกั ษณะของ พอ่ – แม่ – ลูก และครอบครัวใดไมม่ ีความสัมพนั ธ์กนั เพราะเหตุใด

2.4.3 การประยุกต์ใช้ในด้านการเกษตร มีหลายวธิ ี ดงั ต่อไปน้ี 441. มีการทาฟาร์มสัตว์เพื่อสุขภาพของมนุษย์ มีการปรับปรุงพนั ธุ์สัตวใ์ หม้ ีลกั ษณะดีข้ึน เช่น หมูมีไขมนัต่า ววั ใหน้ มเร็วข้ึนและมากข้ึน ดว้ ยเทคโนโลยดี ีเอน็ เอทาใหน้ กั วทิ ยาศาสตร์ทราบวา่ ยีนที่ควบคุมลกั ษณะน้นั คือยนี ใด แลว้ จึงยา้ ยยนี ดงั กล่าวเขา้ สู่สัตวท์ ่ีตอ้ งการ นอกจากน้ีการสร้างฟาร์มสัตวท์ ี่เสมือนเป็ นโรงงานผลิตยาเพ่ือสกดั นาไปใชใ้ นการแพทย์ตวั อยา่ ง เช่น การสร้างแกะท่ีไดร้ ับการถ่ายยีนเพื่อใหส้ ร้างโปรตีนท่ีมีอยใู่ นเลือดของคน และให้แกะผลิตน้านมที่มีโปรตีนน้ีโปรตีนชนิดน้ีจะยบั ย้งั เอนไซม์ท่ีก่อให้เกิดการทาลายเซลล์ปอดในผูป้ ่ วยท่ีเป็ นโรคซิสติกไฟโบรซิส และโรคระบบทางเดินหายใจท่ีเร้ือรังชนิดอ่ืน ๆ2. การสร้างสัตว์ดัดแปลงพันธุกรรม (transgenic animal) จะเริ่มจากการแยกเซลล์ไข่ออกจากเพศเมียและฉีดยีนที่ตอ้ งการเขา้ ไปในนิวเคลียสของเซลล์ไข่ ซ่ึงจะมีเซลล์ไข่บางเซลล์ยอมให้ยีนดงั กล่าวแทรกเขา้ ในจีโนมของนิวเคลียสและแสดงออกได้ จากน้นั ทาการผสมพนั ธุ์ในหลอดทดลองแลว้ ถ่ายฝากเขา้ ไปในตวั แม่ผรู้ ับ เพ่ือให้เจริญเป็ นลูกตวัใหม่ซ่ึงจะมียนี ท่ีตอ้ งการอยโู่ ดยไม่จาเป็นตอ้ งมาจากสปี ชีส์เดียวกนั3. การสร้างพืชดัดแปลงพันธุกรรม (transgenic plant) เพ่ือให้มียีนของลกั ษณะตามที่ตอ้ งการ เช่น การชะลอการสุกของผลไม้ หรือเพ่ือยืดเวลาการเก็บรักษาผลผลิต มีความตา้ นทานโรคและแมลง มีความตา้ นทานต่อสารฆ่าแมลงมีคุณค่าทางอาหารมากข้ึน เป็นตน้ ตวั อยา่ งการสร้างพืชดดั แปลงพนั ธุกรรม ไดแ้ ก่3.1 พืชดดั แปลงพนั ธุกรรมท่ีมีความสามารถในการตา้ นทานแมลง โดยการถ่ายยีนบีทีท่ีสร้างสารพิษจากแบคทีเรีย (Bacillus thuringiensis) ใส่ในเซลล์ของพืช เช่น ฝ้าย ขา้ วโพด มนั ฝร่ัง ยาสูบ มะเขือเทศ พืชเหล่าน้ีสามารถผลิตสารทาลายตวั หนอนท่ีมากดั กิน ทาให้ ผลผลิตของพืชเหล่าน้ีเพ่ิมข้ึน ลดการใชส้ ารเคมีหรือไม่ตอ้ งใชเ้ ลย3.2 พชื ตา้ นทานตอ่ โรค นกั วจิ ยั ไทยสามารถดดั แปลงพนั ธุกรรมของมะละกอใหต้ า้ นทานโรคใบด่างจุดวงแหวน ซ่ึงเกิดจากไวรัสชนิดหน่ึง โดยนายนี ท่ีสร้างโปรตีนเปลือกไวรัสถ่ายฝากเขา้ ไปในเซลลม์ ะละกอ แลว้ ชกั นาให้เป็ นตน้ มะละกอสร้างโปรตีนดงั กล่าว ทาให้สามารถตา้ นทานต่อเช้ือไวรัสได้ นอกจากน้ียงั มีการดดั แปลงพนั ธุกรรมของมนั ฝร่ังยาสูบ ใหม้ ีความตา้ นทานตอ่ ไวรัสที่มาทาลายได้3.3 พืชดดั แปลงพนั ธุกรรมท่ีสามารถตา้ นทานสารปราบวชั พืช เช่น นายนี ที่ตา้ นทานสารปราบวชั พืชใส่เขา้ ไปในพืช เช่น ถวั่ เหลือง ขา้ วโพด ฝ้าย ทาใหส้ ามารถตา้ นทานสารปราบวชั พืช ทาใหส้ ารเคมีท่ีใชป้ ราบวชั พืชไมม่ ีผลต่อพชื ดงั กล่าว และสามารถใชป้ ระโยชนจ์ ากดินและป๋ ุย อยา่ งมีประสิทธิภาพ3.4 พชื ดดั แปลงพนั ธุกรรมที่มีคุณค่าทางอาหารเพิ่มข้ึน เช่น ขา้ วไดม้ ีนกั วทิ ยาศาสตร์ นายนี จากแดฟโฟดิล และยนี จากแบคทีเรียถ่ายฝากให้ขา้ ว ทาให้ขา้ วสามารถสร้างวติ ามินเอในเมล็ดได้ เรียกวา่ ขา้ วสีทอง (golden rice) โดยหวงั วา่ การสร้างขา้ วสีทอง จะมีส่วนช่วยในการลดภาวะการ ขาดวติ ามินในประเทศท่ีขาดแคลนอาหารในโลกได้

45 ภาพท่ี 2.6 ข้าวสีทองท่ีมา : ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลย,ี สถาบนั . ชีววทิ ยา เล่ม 5. 2548. 3.5 พืชดดั แปลงพนั ธุกรรมเพ่ือให้ยืดอายุของผลผลิตได้ยาวนานข้ึนโดยนายีนท่ีมีผลต่อเอนไซม์ท่ีสังเคราะห์เอทิลีนใส่เขา้ ไปในผลไม้ เช่น มะเขือเทศ ทาให้มะเขือเทศสุกชา้ ลง เน่ืองจากไม่มีการสร้างเอทิลีน ลดความเน่าเสียของมะเขือเทศ สามารถเก็บรักษาไดน้ านข้ึนและขนส่งไดเ้ ป็ นระยะทางไกลข้ึน นอกจากน้ียงั มีความพยายามที่จะดดั แปลงพนั ธุกรรมพืชใหส้ ามารถทนทานตอ่ สภาพแวดลอ้ มที่ไม่เอ้ืออานวย เช่น ความแหง้ แลง้ ดินเคม็ น้าท่วม เป็นตน้ 2.4.4 การประยกุ ต์ใช้เพื่อส่ิงแวดล้อม นกั เทคโนโลยชี ีวภาพ มีความพยายามที่จะใชว้ ธิ ีการทาพนั ธุวศิ วกรรมเพื่อสร้างสายพนั ธุ์จุลินทรีย์ หรือพืชท่ีมีความสามารถในการย่อยสลายสารท่ีไม่พึงประสงค์ที่ปนเป้ื อนในดิน น้า หรือของเสียจากโรงงานอุตสาหกรรม หรือเหมืองแร่ก่อนปล่อยลงสู่ธรรมชาติอยา่ งไรก็ดีการใชส้ ิ่งมีชีวติ ดดั แปลงพนั ธุกรรม ดงั กล่าว ตอ้ งอยภู่ ายใตร้ ะบบการควบคุมอยา่ งใกลช้ ิด สอดคลอ้ งกบั กฎหมายการควบคุมการใชจ้ ีเอม็ โอในแต่ละประเทศ กจิ กรรมที่ 2.5 สิ่งมชี ีวติ ดดั แปลงพนั ธุกรรม จุดประสงค์ของกจิ กรรม 1. วเิ คราะห์ขอ้ ดีและขอ้ เสียของการใชส้ ิ่งมีชีวติ ดดั แปลงพนั ธุกรรม 2. บอกวีธีการตรวจสอบความปลอดภยั ทางชีวภาพ การเตรียมการและการแก้ไข ปัญหาก่อนนาสิ่งมีชีวติ ดดั แปลงพนั ธุกรรมมาใช้ 3. ยกตวั อยา่ งส่ิงมีชีวติ ดดั แปลงพนั ธุกรรมท่ีเป็นประโยชนต์ ่อมนุษย์ วธิ ีการทากจิ กรรม 1. นกั เรียนแบ่งกลุ่มสืบคน้ และรวบรวมขอ้ มูลเก่ียวกบั สิ่งมีชีวิตดดั แปลงพนั ธุกรรม หรือจีเอ็มโอจากหัวข้อต่อไปน้ี ข้ันตอนการสร้างส่ิงมีชีวิตดัดแปลงพนั ธุกรรม ประโยชน์ ทางดา้ นการเกษตร การแพทย์ และส่ิงแวดลอ้ ม การตรวจสอบความปลอดภยั ทางชีวภาพก่อน นาไปใชป้ ระโยชน์ ความเส่ียงในการใชส้ ่ิงมีชีวติ ดดั แปลงพนั ธุกรรมต่อสุขภาพอนามยั ของคน และสตั ว์ และตอ่ สิ่งแวดลอ้ ม 2. ตวั แทนแต่ละกลุ่มนาเสนอขอ้ มูลหน้าช้นั และร่วมกนั อภิปรายถึงผลกระทบต่อ ส่ิงมีชีวติ และมนุษยใ์ นอนาคต 3. นักเรียนร่วมกนั อภิปราย สรุปผลดีและผลเสียของการสร้างส่ิงมีชีวิตดดั แปลง พนั ธุกรรม ท้งั ในปัจจุบนั และภาพรวมในอนาคต และนาไปจดั ทาป้ายนิเทศ

2.5 ผลกระทบของเทคโนโลยชี ีวภาพต่อสังคมและสิ่งแวดล้อม 46 เทคโนโลยที างพนั ธุวศิ วกรรม และการสร้างสิ่งมีชีวติ ดดั แปลงพนั ธุกรรม เป็นเทคโนโลยีที่มีประสิทธิภาพและมีความกา้ วหนา้ อยา่ งรวดเร็ว เกิดการศึกษาทางชีววิทยาอยา่ งกวา้ งขวางพร้อมๆ กบั สายพนั ธุ์ส่ิงมีชีวติ ใหม่เกิดข้ึนอยา่ งมากมายบนโลกอยา่ งท่ีไม่เคยมีมาก่อน ทาใหส้ ังคมเร่ิมตระหนกั และหวน่ั เกรงผลเสียที่อาจเน่ืองมาจากเทคโนโลยีน้ี เพราะจากบทเรียนท่ีมนุษยไ์ ดร้ ับจากเทคโนโลยตี า่ งๆ ที่มนุษยส์ ร้างสรรคข์ ้ึน มกั มีผลกระทบอ่ืนๆ ตามมาภายหลงั ความหวนั่ เกรงต่อความผดิ พลาดของสิ่งมีชีวติ ดดั แปลงพนั ธุกรรมที่เกิดข้ึน เริ่มจากความหวาดกลวั วา่ จะเป็นแนวทางการเกิดเช้ือโรคสายพนั ธุ์ใหม่ ๆ ที่ด้ือยาปฏิชีวนะ เนื่องจากยีนตา้ นทานยาปฏิชีวนะถูกใช้เป็ นเครื่องหมายทางพนั ธุกรรมสาหรับเทคนิคทางพนั ธุวิศวกรรมท้งั ใน จุลินทรีย์ พชื และสตั ว์ ดงั น้นั ในการทดลองวจิ ยั ในหอ้ งปฏิบตั ิการจึงตอ้ งมีการควบคุมและมีระบบการกาจดั ส่ิงมีชีวิตดดั แปลงพนั ธุกรรมทุกชนิด มิให้เล็ดลอดออกไปจากห้องปฏิบัติการวิจยั ดังกล่าว ซ่ึงเป็ นจรรยาบรรณของนกั วิจยั ที่พึงปฏิบตั ิและศูนยพ์ นั ธุวศิ วกรรมและเทคโนโลยชี ีวภาพแห่งชาติ หรือไบโอเทค(BIOTEC) ไดอ้ อกระเบียบของปฏิบตั ิงานวจิ ยั ทางดา้ นน้ี ประชาชนในหลายประเทศต่อตา้ นการใช้พืชจีเอ็มโอ และได้สร้างข้อตกลงเพื่อความปลอดภยั ทางชีวภาพว่าอาหารที่ประกอบดว้ ยสิ่งมีชีวิตดดั แปลงพนั ธุกรรม ตอ้ งมีการติดฉลากระบุว่าเป็ นพืชจีเอ็มโอ เพ่ือสิทธิของผบู้ ริโภค ท้งั น้ีดว้ ยความกงั วลวา่ พืชพนั ธุ์ท่ีมียีนตา้ นทาน โรค ยนี ตา้ นทานแมลง หรือยีนตา้ นทานยาฆ่าแมลงจะทาให้เกิดวชั พืชท่ีแข็งแรงจนเป็นภยั ต่อการ ทาการเกษตรโดยรวม เพราะไม่สามารถหาวธิ ีการกาจดั ได้ เป็นตน้ ขอ้ ตระหนกั ทางสังคมอีกดา้ นหน่ึงท่ีเป็ นผลมาจากเทคโนโลยีทางดีเอ็นเอ คือจริยธรรมในการใช้ขอ้ มูลของจีโนมโดยเฉพาะจีโนมของมนุษยว์ า่ เม่ือคน้ ควา้ จีโนมมนุษยส์ าเร็จ ใครจะ สามารถใชข้ อ้ มูลเหล่าน้นั ได้ และใช้เพื่อการใดไดบ้ า้ งท้งั น้ีจึงเป็ นหน้าที่ของนกั วิจยั ท่ีจะศึกษายนื ยนั ว่าผลกระทบท่ีสังคมกงั กลน้นั มีโอกาสเกิดข้ึนมากนอ้ ยพียงใดและช้ีแจงให้สังคมรับทราบในผลการวิจยั ท่ีถูกตอ้ งเชื่อถือได้ เพ่ือหาแนวทางร่วมกนั ในการใช้ประโยชน์อย่างยง่ั ยืนของเทคโนโลยีท่ีเกิดข้ึน

47 กจิ กรรมท้ายหน่วยที่ 2 1. ถา้ นกั เรียนไดร้ ับเลือกเป็นคณะลูกขนุ โดยมี ลายพิมพด์ ีเอ็นเอจากหลกั ฐานท่ีพบในที่เกิดเหตุในคดีฆาตกรรม และลายพิมพด์ ีเอน็ เอของผตู้ อ้ งสงสัยหมายเลข 1-5 จงหาวา่ 1.1 บุคคลหมายเลข 4 ถูกกล่าวหาวา่ เป็ น ฆาตกร นกั เรียนจะตดั สินวา่ เขาเป็ นฆาตกร หรือ เป็ นผบู้ ริสุทธ์ิ เพราะเหตุใด 1.2 ผตู้ อ้ งสงสัยหมายเลขใดท่ีมีลายพมิ พ์ ดีเอน็ เอใกลเ้ คียงกบั หลกั ฐานที่พบในท่ีเกิดเหตุ 2. จงอธิบายถึงการบาบดั ดว้ ยยนี 3. จงอธิบายถึงจริยธรรมในการใชพ้ นั ธุวศิ วกรรมในคน 4. จงอธิบายถึงการนาเทคนิคพนั ธุวศิ วกรรมมาใชใ้ นการคดั เลือกพนั ธุ์พชื 5. จงอธิบายถึงอนั ตรายที่อาจเป็นไปไดท้ ี่ผลิตภณั ฑอ์ าหารมาจากสิ่งมีชีวติ ดดั แปลงพนั ธุกรรม

48