การศึกษาDNAและการศึกษาจีโนม

การวเิ คราะห์ DNA และการศึกษาจโี นม

คำนำ รำยงำนเล่มน่้ีจดั ทำข้ึนเพอ่ื เป็นส่วนหน่ึงของวชิ ำชีววทิ ยำ ช้นั มธั ยมศึกษำปี ที่ 6 เพื่อใหไ้ ดศ้ ึกษำหำควำมรู้ ในเร่ือง กำรวเิ ครำะห์ DNA และกำรศึกษำจีโนม และไดศ้ ึกษำอยำ่ งเขำ้ ใจ เพือ่ เป็นประโยชน์กบั กำรเรียน ผจู้ ดั ทำหวงั วำ่ คงจะเป็นประโยชน์กบั ผอู้ ำ่ น หรือนกั เรียน นกั ศึกษำ ที่กำลงั หำขอ้ มูลเร่ืองน้ีอยู่ หำกมีขอ้ แนะนำหรือขอ้ ผดิ พลำดประกำรใด ผจู้ ดั ทำขอ นอ้ มรับไวแ้ ละขออภยั มำณ ท่ีน้ีดว้ ย คณะผจู้ ดั ทำ

สำรบญั ◼ กำรวเิ ครำะห์DNAและกำรศึกษำจีโนม ◼ กำรวเิ ครำะห์ DNA ◼ กำรศึกษำจีโนม

17.2 การวเิ คราะห์ DNA และการศึกษาจโี นม 1.การวเิ คราะห์ DNA ในการวเิ คราะห์ DNA (DNA analysis) น้ันจะมกี ารแยก DNA ขนาดต่างๆ ออกจากกนั โดยอาศัยเทคนิคที่เรียกว่า “อเิ ลก็ โทร โฟริซิส (electrophoresis)” โดยให้ DNA ทต่ี ้องการแยก (DNA ท่ี ขนาดต่างกนั ) ออกจากกนั วง่ิ ผ่านตัวกลางทเี่ ป็ นแผ่นว้นุ (ตวั กลางที่ เป็ นแผ่นวุ้น เช่น อะกาโรสเจล (agarose gel) หรือ พอลอิ ะคริลาไมด์ (polyacrylamide gel)ทอ่ี ยู่ภายในสนามไฟฟ้า ตามปกติ DNA จะมี ประจุเป็ นลบ

(เทคนิคเจลอิเลก็ โทรโฟริซิส)

ดงั น้ัน DNA จะเคลื่อนเข้าหาข้วั บวกของ สนามไฟฟ้า และ DNA ทมี่ ขี นาดโมเลกุลใหญ่จะ เคลื่อนทไ่ี ด้ช้ากว่า DNA ทมี่ โี มเลกลุ ขนาดเลก็ ทา ให้ DNA ทมี่ โี มเลกลุ ขนาดเลก็ เคลื่อนทไี่ ด้มากและ อยู่ใกล้ข้วั บวก ส่วน DNA ทมี่ โี มเลกลุ ขนาดใหญ่ จะเคลื่อนทไ่ี ปได้น้อย จงึ อยู่ใกล้ๆกบั จุดเร่ิมต้น ทา ให้แยก DNA ขนาดต่างๆ กนั ออกจากกนั ได้

สาหรับการหาลาดับนิวคลโี อไทด์ ต้องอาศัยเคร่ืองมือทเ่ี รียกว่า ออ โตเมตด์ ซีเควนซ์ ซึ่งยงั อาศัยเทคนิคและวธิ ีการของเจลอเิ ลก็ โทรโฟริซิ สอยู่และมกี ารเพมิ่ และพฒั นาเทคนิคทางซอฟต์แวร์คอมพวิ เตอร์ ทาให้ สามารถอ่านผลออกมาในรูปของลาดบั เบสได้ เครื่องมือทเ่ี รียกว่า ออโตเมตด์ ซีเควนซ์

สารละลายท่ีมี DNA จะไม่มีสีจงึ ต้องอาศัยการย้อมสี เพื่อตรวจสอบ DNA ในเจลอเิ ลก็ โทรโฟริซิส ซึ่งนิยมใช้อธิ ิ เดยี มโบรไมด์ (ethidiumbromide) เป็ นตวั ย้อมโดยอาศัยการ จบั กบั DNA และเรืองแสงฟลูออเรสเซนต์เป็ นสีชมพไู ด้เมื่อ สัมผสั กบั รังสีอลั ตราไวโอเลต

2.การศึกษาจโี นม นักวจิ ัยพบว่า จีโนมของสิ่งมชี ีวติ ชนิดเดียวกนั มีความแตกต่างกนั ซึ่งสามารถตรวจสอบความแตกต่างน้ันโดยอาศัยการตัดด้วยเอนไซม์ตดั จาเพาะแล้วนาชิ้น DNA ไปแยกขนาดโดยวธิ ีการเจลอเิ ลก็ โทรโฟริซิส และตรวจสอบโดยวธิ ี จะได้รูปแบบของแถบ DNA ทแี่ ตกต่างกนั ดังน้ัน รูปแบบของแถบ DNA ทปี่ รากฏขนึ้ หลงั จากตัดด้วยเอนไซม์ตดั จาเพาะ จะสามารถเชื่อมโยงถึงจีโนม ของสิ่งมชี ีวติ น้ัน เรียกความแตกต่างของ รูปแบบของแถบ DNA ทเี่ กดิ จากการตัดของเอนไซม์ตัดจาเพาะเหล่านีว้ ่า เรสทริกชัน แฟรกเมนท์ เลจท์ พอลมิ อร์ฟิ ซึม (restriction fragment length polymorphism:RELP) ซ่ึงสามารถใช้เป็ นเคร่ืองหมายทางพนั ุ กรรม (genetic marker)ได้

(จีโนมของมนุษย์)

ต้ังแต่ปี พ.ศ. 2533 ได้มกี ารริเริ่มโครงการจีโนมมนุษย์ (Human Genome Project) เพื่อทจ่ี ะศึกษาลาดบั นิวคลโี อไทด์ ของมนุษย์ท้งั จโี นมโดยการหาลาดบั นิวคลโี อไทด์ของออโทโซม จานวน 22 โครโมโซม และโครโมโซม X และโครโมโซม Y ซึ่ง เป็ นโครงการนานาชาติ ในการดาเนินโครงการดังกล่าวมี การศึกษาแผนทย่ี นี และแผนทเี่ ครื่องหมายทางพนั ธุกรรมควบคู่ ไปกบั การหาลาดบั นิวคลโี อไทด์ ซ่ึงนามาสู่การพฒั นาในเชิง เทคโนโลยี และการประยุกต์ใช้อย่างมากมายในปัจจุบนั

โครงการศึกษาจโี นมน้ันไม่ได้ทาเฉพาะมนุษย์เท่าน้ัน แต่ยงั ศึกษาจีโนมของส่ิงมชี ีวติ ชนิดอ่ืนๆ ทมี่ คี วามสาคญั ในการศึกษา ในเชิงชีววทิ ยาด้วย เช่น จีโนมของ E.coli จโี นมของยสี ต์ (Saccharomyces cerevisiae) จีโนมของแมลงหวี่ (Drosophilia melanogaster) และหนู (Mus musculus) สาหรับการศึกษาใน พืชน้ันนักวทิ ยาศาสตร์ได้ร่วมกนั ศึกษาจโี นมของพืชใบเลยี้ งคู่ใน วงค์ผกั กาด (Arabidopsis thaliana L.) ซ่ึงถือว่าเป็ นพืชต้นแบบ ในการศึกษาชีววทิ ยาระดับโมเลกลุ ของพืช เน่ืองจากมขี นาด จโี นมเลก็ ลาดบั นิวคลโี อไทด์ท้งั หมดของจีโนม Arabidopsis thaliana ได้รับการประกาศอย่างเป็ นทางการในปี 2542

ส่วนข้าว (Oryza sativa L.) ถือเป็ นพืชต้นแบบของพืชใบเลยี้ งเดยี่ ว เนื่องจากมขี นาดของจโี นมเลก็ เม่ือเปรียบทยี บในกล่มุ พืชใบเลยี้ งเดย่ี ว การศึกษาจโี นม ข้าวเป็ นโครงการร่วมมือนานาชาตทิ ม่ี ปี ระเทศไทยเข้าร่วมในการศึกษาด้วย โดย ทาการศึกษาลาดบั นิวคลโี อไทด์ของโครโมโซมแท่งท่ี 9 ปัจจุบนั การศึกษาจโี นมของ ส่ิงมชี ีวติ ทส่ี าคญั ดาเนนิ ไปมากกว่าร้อยละ99 แล้ว ทาให้นกั วทิ ยาศาสตร์ทราบคาตอบ เกยี่ วกบั โครงสร้างจโี นม การควบคมุ การแสงออกของยนี ต่างๆ ทส่ี ่งผลถงึ การ เจริญเตบิ โตและพฒั นา ตลอดจนววิ ฒั นาการของส่ิงมชี ีวติ

บรรณำนุกรม http://www.thaigoodview.com/node/46508 http://www.ceted.org/webbio/chapter08/index_l08_p15.php https://sites.google.com/site/geneticsanddna/home/wikheraah -dna-laea-ci-nom

จัดทาโดย นายวรี ะพงษ์ อ่นุ ไชย ม.6/1 เลขท่ี 4 นางสาวณชิ กมล ศรีเทพ ม.6/1 เลขที่ 24 นางสาววลิ าวรรณ เยาวะไสย ม.6/1 เลขท่ี14 นายศราวุธ จนั ทร์งาม ม.6/1 เลขที่5 นางสาวอาริยา บุตรเพง็ ม.6/1 เลขที่15 นางสาวพชั ราภา ราชชมภุ ม.6/1 เลขท่ี25

ขอบคณุ ค่ะ ขอบคณุ ครับ