Genetics พันธุศาสตร์

PREFACE หนงั สืออิเลก็ ทรอนกิ ส์เลม่ นีจ้ ดั ทำขนึ้ เพือ่ เปน็ สว่ นหนึง่ ของวชิ า ชวี วทิ ยา โดยมี จดุ ประสงคเ์ พอ่ื ให้ได้ศึกษาความรู้ในเรอ่ื ง พนั ธุศาสตร์ บดิ าแหง่ พันธศุ าสตร์ ความหมาย ของพันธุศาสตรต์ ลอดจน ข้อดแี ละขอ้ เสียของการตัดแตง่ พนั ธุกรรม ผูจ้ ัดทำหวังว่าหนงั สอื อเิ ลก็ ทรอนกิ สเ์ ลม่ น้ีจะเปน็ ประโยชน์ให้กบั ผู้อ่านหรือนกั เรียน นักศกึ ษาทก่ี ำลังหาข้อมูลเกย่ี วกบั เรือ่ ง พันธศุ าสตร์ หากมีข้อแนะนำหรือข้อผดิ พลาด ประการใด ผูจ้ ัดทำขอนอ้ มรับและขออภัยมา ณ ท่ีน้ี คณะผู้จัดทำ นกั เรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6

The Father of Genetics เกรกอร์ เมนเดล (Gregor Mendel) บิดาแหง่ พันธศุ าสตร์ ผู้ค้นพบหลกั การพืน้ ฐานของการถา่ ยทอดลกั ษณะทาง พนั ธกุ รรม เขาเปน็ ทง้ั นกั บวช ครู และนกั วทิ ยาศาสตร์ ผู้ หลงไหลในธรรมชาติ ดว้ ยความอยากรแู้ ละอยากทำความ เขา้ ใจเกย่ี วกับธรรมมชาตวิ ่า “สิ่งมชี ีวิตสามารถถา่ ยทอด ลกั ษณะทางพนั ธุกรรมจากรุน่ สู่รนุ่ ไดอ้ ยา่ งไร” เมนเดลจงึ สร้างแปลงทดลองทางพฤกษศาสตรข์ ึ้นภายในลานวดั ท่เี ขาบวชอยู่ ความ พยายามกวา่ 8 ปี จากการทดลองผสมพนั ธุ์ถว่ั ลันเตาหลายพันครั้ง ทำให้เมนเดลเกิด ความเขา้ ใจและเสนอหลักการพน้ื ฐานทางพันธุศาสตร์ 2 ขอ้ ไดแ้ ก่ กฎข้อที่ 1 กฎการแยก (Law of Segregation) กฎขอ้ ท่ี 2 กฎการรวมกลุ่มอย่างอสิ ระ (Law of Independent Assortment)

Genetics พนั ธศุ าสตร์คือวิชาทว่ี า่ ด้วยพนั ธกุ รรม (ยีน) และการทำงานของพันธกุ รรม ซงึ่ ทำให้ สง่ิ มชี ีวติ สามารถถา่ ยทอดลกั ษณะต่างๆ จาก รุ่นสูร่ ุ่นได้ เชน่ เดก็ มกั มหี นา้ ตาเหมอื นพ่อแม่ เน่อื งจากไดร้ บั พนั ธกุ รรมมาจากพอ่ แม่ วิชา พันธุศาสตร์จะพยายามค้นหาวา่ ลกั ษณะใดบา้ ง ทมี่ กี ารถา่ ยทอด และการถา่ ยทอดลักษณะนน้ั ๆ เกิดขน้ึ ไดอ้ ย่างไร ลกั ษณะต่างๆ ของสิ่งมชี ีวิตจะถูกเรยี กวา่ \"trait\" ลกั ษณะบางอย่างแสดงออกเปน็ สง่ิ ทม่ี องเหน็ ได้ เช่น สตี า ความสงู ลกั ษณะบางอย่างมองเห็นไม่ได้หรอื เห็นได้ เช่น หมูเ่ ลือดหรอื ความตา้ นทานโรค ลักษณะบางอยา่ งอาจเป็นผลจากการมี ปฏสิ มั พนั ธอ์ ยา่ งซบั ซอ้ นระหว่างยนี และ ส่ิงแวดลอ้ ม เชน่ การเกดิ มะเร็งหรือ โรคหวั ใจมีผลจากทัง้ ยีนและการปฏิบตั ติ ัว เปน็ ตน้ ยีนประกอบด้วยโมเลกลุ ขนาดยาวทเ่ี รียกว่าดเี อน็ เอ โมเลกุลดเี อน็ เอประกอบดว้ ยหนว่ ย ยอ่ ยมาต่อกนั เป็นสายยาว ลำดับของหนว่ ยยอ่ ยนเี้ ก็บขอ้ มูลทางพนั ธกุ รรมเอาไว้ คลา้ ยกบั ทีต่ วั อักษรแตล่ ะตัวมาเรียงกนั และเกบ็ ข้อมลู เอาไว้ในรูปของประโยค \"ภาษา\" ท่ีดเี อ็นเอใช้ เรียกวา่ รหสั พันธกุ รรม รหสั น้จี ะถูกถอดรหัสโดยกลไกทางพันธุกรรมเพือ่ \"อา่ น\" ข้อมูลท่ี เกบ็ เอาไวใ้ นยีนในรูปของโคดอนทีแ่ ต่ละโคดอนประกอบดว้ ยรหสั 3 ตวั ขอ้ มลู เหล่านจ้ี ะถูก ทำไปใช้สรา้ งเป็นสิ่งมีชวี ิต

Human Chromosomes (โครโมโซมมนุษย์) จำนวนโครโมโซมของมนษุ ย์มีท้ังหมด 46 โครโมโซม หรือ 23 คู่ โดย 1 คู่เปน็ ตัวกำหนด เพศเรยี กวา่ โครโมโซมเพศ(Sex Chromosome)ซง่ึ เพศชายเป็น XY และ XX เปน็ เพศหญงิ อีก 22 คูท่ ่เี หลอื เปน็ ตวั กำหนดลกั ษณะอ่ืน เชน่ ลักษณะของสีตา ลกั ษณะของสผี ม กรปุ๊ เลือด เปน็ ตน้ เรียกว่า ออโตโซม (Autosome) เปน็ โครโมโซมรา่ งกาย

Abnormalities of Human Chromosomes ความผดิ ปกติของจำนวนโครโมโซมการที่โครโมโซมขาดหรอื เกินสามารถทำให้เกิดโรคได้ เชน่ ดาวน์ซินโดรม (Trisomy 21) มลี กั ษณะอาการ เช่น ตวั อ่อนปวกเปยี ก มีปญั หาดา้ น เชาวนป์ ัญญา ดังภาพตัวอย่างเปน็ ต้น รบั มือกับความผดิ ปกติของโครโมโซมได้อยา่ งไร โครโมโซมเปน็ ส่ิงท่ไี มส่ ามารถควบคุมได้ ดังน้นั หากวางแผนทจ่ี ะตงั้ ครรภ์ ควรปรกึ ษาแพทย์ เพอ่ื เข้ารบั การตรวจหาความผดิ ปกติโครโมโซม หากตรวจพบเรว็ สามารถยุตกิ ารตงั้ ครรภ์ ได้ ซึ่งเปน็ สิ่งถกู กฎหมายแล้วในปจั จบุ นั

Animal Chromosomes จำนวนโครโมโซม 19 คู่ 38 แทง่ ตวั อยา่ งจำนวนโครโมโซมในสัตว์ ตวั อย่างสตั ว์ แมว สนุ ัข 39 คู่ 78 แท่ง หมู 19 คู่ 38 แทง่ ไก่ 39 คู่ 78 แทง่ ไกง่ วง 40 คู่ 80 แท่ง แมลงหว่ี 4 คู่ 8 แทง่ หนู 21 คู่ 42 แทง่ วัว 30 คู่ 60 แทง่ กระบือ 30 คู่ 60 แท่ง

Genetically modified (Downside) ขอ้ เสียของการตัดแต่งพนั ธุกรรม 1.ความเส่ยี งตอ่ ผู้บริโภค สารอาหารจากการตดั แตง่ พนั ธกุ รรม อาจมคี ณุ คา่ ทางโภชนาการไมเ่ ทา่ อาหารปกติ ในธรรมชาติ ความกงั วลตอ่ การเกดิ สารภูมแิ พ้ ซึง่ อาจได้มาจากแหล่งเดมิ ของยนี ทน่ี ำมาทำการ ตดั แตง่ ความกงั วลเก่ียวกับการดอ้ื ยา เนอื่ งจากใน marker gene มกั จะใช้ยนี ท่สี รา้ งสาร ตอ่ ตา้ นปฏิชีวนะ ดังนนั้ จึงมีผู้กังวลวา่ พืชใหมท่ ไ่ี ดอ้ าจมสี ารต้านปฏชิ วี นะอยู่ดว้ ย 2.ความเส่ียงตอ่ สิ่งแวดล้อม กังวลว่าสารพิษบางชนดิ ที่ใช้ปราบแมลงศตั รูพชื บางชนดิ อาจมผี ลกระทบต่อ แมลงที่มปี ระโยชน์อ่นื ๆ ความกังวลตอ่ การถา่ ยเทยีนออกสู่สิ่งแวดลอ้ มทำให้เกดิ ผลกระทบต่อความ หลากหลายทางชีวภาพ เนือ่ งจากมีสายพันธใุ์ หม่ท่ีเหนอื กวา่ สายพนั ธุด์ ้ังเดมิ ในธรรมชาติ 3.ความกงั วลในดา้ นเศรษฐกิจ - สงั คม ความกังวลอ่ืนๆ มกั เป็นเรือ่ งนอกเหนือวิทยาศาสตร์ เช่น การครอบงำโดยบรษิ ทั ข้ามชาติที่มสี ทิ ธิบัตร ถอื ครองสทิ ธิ์ในทรัพยส์ นิ ทางปญั ญาทีเ่ ก่ยี วขอ้ งกบั การตัดแตง่ พนั ธกุ รรม

Genetically modified (Upside) ข้อดขี องการตัดแตง่ พนั ธุกรรม 1.ประโยชนต์ ่อการเกษตร ทำใหเ้ กิดพืชสายพันธ์ุใหมท่ มี่ ีความทนทานต่อสภาพแวดลอ้ ม เชน่ ทนตอ่ ศัตรูพืช ทำใหเ้ กิดพชื สายพันธุ์ใหม่ท่ีมีคณุ สมบัติเหมาะแกก่ ารเก็บรกั ษาเปน็ เวลานาน 2.ประโยชน์ตอ่ ผูบ้ รโิ ภค ทำใหเ้ กิดธญั พชื ผกั และผลไมท้ ม่ี คี ุณค่าทางโภชนาการเพมิ่ ขนึ้ ทำให้เกดิ พันธ์ุพชื ใหม่ๆ ทม่ี คี ณุ คา่ ในเชงิ พาณชิ ย์ 3.ประโยชนต์ ่ออุตสาหกรรม คุณสมบตั ขิ องพชื ทท่ี ำใหล้ ดการใช้สารเคมแี ละชว่ ยใหไ้ ดพ้ ชื ผลมากข้ึนกวา่ เดิม มผี ลทำใหต้ น้ ทุนการผลิตต่าลง