สารพันธุกรรม

สารพันธุกรรม (Genetic Materials) ศนู ยว์ ิทยาศาสตรแ์ ละวัฒนธรรมเพื่อการศึ กษารอ้ ยเอด็

สารพันธุกรรม (Genetic Materials) (Genetic Materials) สา ร พั น ธุ ก ร ร ม ห รือ ดี เอ็น เอ ( deoxyribonucleic acid; DNA) เป็นกรดนิ วคลิอิก (Nucleic acid) ท่ีทา หน้ าที่เก็บข้อมูลทางพันธุกรรมของส่ิ งมีชวี ิต คือ ตัวเก็บ ข้อมูลเพ่ือเป็นตัวกาหนดคุณลักษณะทุกๆ ด้านของ ส่ิงมีชวี ิตน้ั นๆ และยงั มีหน้ าที่ในการถ่ายทอดคุณลักษณะ เฉพาะของส่ิงมีชวี ิตน้ั นๆ จากรุน่ หน่ึ งไปสู่อีกรุน่ หน่ึ งด้วย ดีเอ็นเอส่ วนใหญ่อยู่ในรู ปโครโมโซม (chromosome) วางตัวอยู่ ในส่วนนิ วเคลยี ส ภายในเซลล์ของส่ิงมชี วี ิต

ลักษณะทางพันธุกรรม ลักษณะทางพันธุกรรมของส่ิงมีชวี ิตนั้ นๆ หน่ วยย่อยของ สารพันธุกรรมท่ีมีหน้ าท่ีในการถ่ายทอดคุณลักษณะของ ส่ิงมีชวี ิตต่างๆ จากรุน่ หน่ึ งไปสู่อีกรุน่ หน่ึ งซง่ึ ถูกบรรจุอยู่ใน โครโมโซมเป็นตัวกาหนดลักษณะต่างๆ ของส่ิ งมีชวี ิต ส่ วน ของเส้น DNA ที่มีหน้ าท่ีในการสังเคราะห์ RNA ก่อนท่ีจะ เปล่ียนไปเป็นเอ็นไซม์หรือโปรตีนชนิ ดต่างๆเพื่อใชใ้ นการ ดารงอยขู่ องส่ิงมชี วี ติ ทกุ ชนิด โครโมโซม (chromosome) เป็นทอ่ี ยขู่ อง สารพันธุกรรม หรอื ดเี อ็นเอ (DNA) รวมถึงหน่ วย พันธุกรรมหรอื ยนี (gene) ก็อยใู่ นดีเอ็นเออีกที ซง่ึ ทาหน้ าทค่ี วบคมุ และถ่ายทอดข้อมูลเก่ียวกับลักษณะทางพันธุ กรรมต่างๆ ของ ส่ิงมชี วี ิต โ ค ร โ ม โ ซ ม ใ น ม นุ ษ ย์ จ ะ มี โ ค ร โ ม โ ซ ม ( chromosome) ท้ังหมด 46 โครโมโซมหรอื 23 เป็ นท่ี อยู่ของ สารพั นธุ กรรม คู่ โดยมี 22 คู่ เป็นออโตโซม หรือดีเอ็นเอ (DNA)รวมถึง และอกี 1 คู่ เป็นโครโมโซมเพศ ห น่ ว ย พั น ธุ ก ร ร ม ห รื อ ยี น ( gene)ก็ อ ยู่ ใ น ดี เ อ็ น เ อ อีกที ซง่ึ ทาหน้ าที่ควบคุมและ ถ่ า ย ท อ ด ข้ อ มู ล เ ก่ี ย ว กั บ ลักษณะทางพันธุกรรมต่างๆ ของส่ิงมชี วี ิต

ยนี (Gene) คือ หน่ วยพันธุกรรมที่อยู่บนโครโมโซม มี ลั ก ษ ณ ะ เ รี ย ง กั น เ ห มื อ น ส ร้ อ ย ลู ก ปั ด ทาหน้ าที่ควบคุม ลักษณะต่างๆ ทาง พันธุกรรมจากพ่อแม่ไปยังลูกหลาน ใน คนจะมียีนประมาณ 50,000 ยีน แต่ละ ยี น จ ะ ค ว บ คุ ม ลั ก ษ ณ ะ ต่ า ง ๆ ท า ง พั น ธุ ก ร ร ม เ พี ย ง ลั ก ษ ณ ะ เ ดี ย ว ยี น ท่ี ควบคุมลักษณะพันธุกรรมบางอย่างมี 2 ชนิ ด คือ ยีนเด่น (dominant gene) และ ยนี ดอ้ ย (recessive gene) ยีนเด่น (Dominant) คือ ยีนที่ ส า ม า ร ถ แ ส ด ง ลั ก ษ ณ ะ นั้ น ออก มา ได้ แ ม้มียีนเ พี ย งยีน เ ดี ย ว เ ช่น ยี น ผ ม ห ยิ ก อ ยู่ คู่กับยีนผมเหยียด แต่แสดง ลักษณะผมหยิกออกมา แสดง ว่า ยนี ผมหยกิ เป็นยนี เด่น ยนี ดอ้ ย (Recessive) คือ ยีนท่ีสามารถแสดงลักษณะให้ปรากฏออกมาได้ก็ ต่ อ เ มื่ อ บ น คู่ ข อ ง โ ค ร โ ม โ ซ ม นั้ น ป ร า ก ฏ แ ต่ ยี น ด้ อ ย เ ช่น การแสดงออกของลักษณะผมเหยียด จะต้องมียีนผมเหยียดบน โครโมโซมทั้งคู่ การถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมที่ผิดปกติ ซง่ึ ควบคุมโดยยีนด้อยนั้ น แม้จะดูจากภานอกทั้งพ่อและแม่จะมี ลักษณะปกติ แต่ทั้งคู่มียีนด้อย ซ่ึงมีลักษณะผิดปกติแฝงอยู่ หรือเรียกได้ว่าทั้งพ่อและแม่เป็นพาหะของลักษณะผิดปกตินั้ น ลูกก็มโี อกาสไดร้ บั ยนี ผดิ ปกตนิ ั้นทงั้ คไู่ ด้

DNA (Deoxyribonucleic acid) DNAเป็ น ส า ร พั น ธุ ก ร ร ม ที่เป็ น ตั ว เ ก็ บ ข้ อ มู ล ท่ี เ ป็ น ตัวกาหนดส่ิ งมีชวี ิตหน่ึ งๆ โดยเก็บไว้ในรู ปของรหัส ของ nucleotide เกิดจากการเชอื่ มต่อกันของนิ วคลิโอ ไทด์หลายๆ หน่วย ด้วยพันธะ ฟอสโฟไดเอสเตอร์ โดย เกิดจากสายพอลินิ วคลิโอไทด์จานวน ๒ สายเรยี งตัว ขนานกันในทิศทางตรงกันข้าม เข้าคู่และพันกันเป็น เกลียวเวียนขวาคล้ายบันไดเวียน ที่เรยี กว่า ดับเบิลเฮ ลิกซ์ (doublehelix) การเข้าคู่หรอื เข้าจับกันของสาย พอลินิ วคลิโอไทด์ทั้ง ๒ สาย เกิดจากการเข้าคู่กัน ระ หว่ าง เบ สพิ วรีน แล ะเ บ ส ไพ ริมิ ดีน ด้ วย พั น ธ ะ ไฮโดรเจน โดย A ทาการสรา้ งพันธะจานวน ๒ พันธะ เข้าจับกับ T (A = T) และ G ทาการสรา้ งพันธะ จานวน ๓ พันธะ เข้าจบั กบั C โดยมีนาต้ าล และหมฟู่ อสเฟตทา หน้ าที่เป็นแกนอยู่ด้านนอกของโมเลกุล รหัสเหล่านี้ จะถูกถอดออกมาผา่ น RNA จนเป็นลาดับของกรดอะมิ โน 20 ชนิ ดในโปรตีน ดังนั้ นถ้าเรารู้รหัสของ DNA แลว้ เราก็สามารถทจ่ี ะรูล้ าดบั ของกรดอะมิโนท่ียนี หน่ึ ง จะสรา้ งข้ึนมาได้ DNA หรือยีน นั้ นเป็นเพียงตัวเก็บ ขอ้ มูลแตไ่ มส่ ามารถทาหน้ าท่ีใดๆ ในเซล ได้ต้องแสดง ออกมาในรูปของโปรตีนชนิ ดต่างๆเพ่ือเป็นโครงสรา้ ง และเครอ่ื งจกั รในการดาเนินชวี ิตของส่ิงมีชวี ติ ทกุ ชนิด

หน้ าที่ของ DNA 1 . ก า ร จ า ล อ ง ตั ว เ อ ง ( DNA replication)ดี เ อ็ น เ อ ข อ ง ส่ิ ง มีชีวิตจะมีความสามารถจาลองและ ส ร้ า ง ตั ว เ อ ง ข้ึ น ใ น ข ณ ะ ท่ี เ กิ ด กระบวนการแบ่งเซลล์เพื่อให้ได้สาย ดี เ อ็ น เ อ เ กิ ด ข้ึ น ใ ห ม่ โ ด ย มี ร หั ส พันธุกรรมเหมือนเดิมทกุ ประการ 2. การถา่ ยทอดขอ้ มลู ทางพันธุกรรม (transcription) DNA จะสามารถถอดรหัส พันธุกรรมเพ่ือสรา้ งเป็นอารเ์ อ็นเอ (ribonucleic acid : RNA) ทจ่ี ะทาหน้ าท่ี กาหนดการเรยี งตัวของกรดอะมิโนใน กระบวนการสังเคราะห์โปรตนี ซง่ึ โปรตีนท่ี ถูกสรา้ งข้ึนจะถกู นามาเป็นส่วนประกอบ สาคญั ของโครงสรา้ งตา่ งๆ ภายในเซลล์ หรอื ทาหน้ าทเี่ ป็นสารเรง่ ปฏกิ ริ ยิ าทาง ชวี เคมีหรอื เอนไซมใ์ นส่ิงมีชวี ติ

การประยกุ ต์ใชเ้ ทคโนโลยี DNA 1.ด้านการแพทยแ์ ละเภสัชกรรม - การวินิ จฉัยโรค - การบาบดั ดว้ ยยีนส์ - การสรา้ งผลติ ภัณฑ์ทางเภสัชกรรม 2.ดา้ นการเกษตร - การสรา้ งส่ิงมีชวี ติ ดัดแปลงพันธุกรรม - การปรบั ปรุงพันธุพ์ ืชและสัตว์ 3.ด้านนิ ตวิ ิทยาศาสตร์ ภาพ : Dolion เป็นการ ภาพ : ลายพิมพ์ DNA ดดั แปลงพันธุกรรม ระหวา่ งสิงโตและสนุ ัข