Download
1 / 15
E N D
เรื่องสารพันธุกรรม • สารพันธุกรรม เป็นแหล่งเก็บข้อมูลทั้งหมดสำหรับควบคุมโครงสร้างและการทำหน้าที่ของกระบวนการต่างๆ ที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตให้เป็นไปอย่างถูกต้องและแม่นยำ สารพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตประกอบด้วยกรดนิวคลีอิกชนิดใดชนิดหนึ่งอาจเป็น DNA หรือ RNA สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่จะมีสารพันธุกรรมเป็น DNA ยกเว้นไวรัสบางชนิดเท่านั้นที่มีสารพันธุกรรมเป็น RNA
DNA เป็นกรดนิวคลีอิกชนิดหนึ่ง โครงสร้างทางเคมีของ DNA ประกอบด้วยหน่วยย่อยที่เรียกว่า นิวคลีโอไทด์ต่อกันเป็นสายยาว 2 สาย ซึ่งอยู่ในลักษณะบิดเป็นเกลียว ความแตกต่างของ DNA แต่ละโมเลกุลขึ้นอยู่กับจำนวนนิวคลีโอไทด์และลำดับของนิวคลีโอไทด์ • DNA เป็นสารพันธุกรรม เพราะ DNA สามารถจำลองตัวเองขึ้นได้ใหม่โดยมีโครงสร้างทางเคมีเช่นเดิมและควบคุมการสังเคราะห์โปรตีน โดยทำการสังเคราะห์ RNA กำหนดรหัสพันธุกรรมบน mRNA เพื่อกำหนดลำดับกรดอะมิโนในโมเลกุลของโปรตีน
แผ่นภาพที่ 1 • กริฟฟิธ ได้ทำการแยกโคโลนีเชื้อแบคทีเรียชนิดนิวโมคอคคัส (pneumococcus) สายพันธุ์ต่าง ๆ จากคนไข้โรคปอดบวม (pneumonia) แล้วนำเชื้อนั้นไปทดลองกับหนูในห้องปฏิบัติการ เพื่อศึกษาความรุนแรงของเชื้อโรคนี้
แผ่นภาพที่ 2 • เฮอร์เชย์และเชส ได้ทำการทดลองเลื้ยงแบคทีเรีย E. coli ร่วมกับไวรัสชนิดหนึ่งที่เรียกว่าแบคทีรีโอเฟจ (bacterio phage) ที่ติดฉลากด้วยธาตุกัมมันตรังสี 2 ชนิด โดยการแบ่งการทดลองออกเป็น 2 ชุด • ชุดที่ 1 เลี้ยงแบคทีเรียร่วมกับไวรัสที่มี DNA ที่ติดฉลากด้วย 32p • ชุดที่ 2 เลี้ยงแบคทีเรียร่วมกับไวรัสที่มีเปลือกโปรตีนที่ติดฉลากด้วย 35s
แผ่นภาพที่ 3 • โครงสร้างของโครโมโซม ประกอบด้วย DNA (Deoxyribonucleic acid) รวมกับโปรตีนประเภทฮิสโทน (histone) การรวมตัวระหว่าง DNA กับฮิสโทน จะเป็นโครงสร้างหน่วยพื้นฐานของโครโมโซมที่เรียกว่านิวคลีโอโซม (nucleosome) ซึ่งเชื่อมต่อกันคล้ายลูกปัดบนเส้นด้าย (beads on string)
แผ่นภาพที่ 4 • นิวคลีโอไทด์ (nucleotide) เป็นหน่วยย่อยของโมเลกุลของกรดนิวคลีอิก มีองค์ประกอบหลัก 3 ชนิด ได้แก่ • นิวคลีโอไทด์เบส (nucleotide base) • น้ำตาลเพนโทส (pentose sugar) • หมู่ฟอสเฟต (phosphate group)
แผ่นภาพที่ 5 • โครงสร้างของ DNA ประกอบด้วยพอลีนิวคลิโอไทด์ 2 สาย พอลีนิวคลีโอไทด์แต่ละสายประกอบด้วยหน่วยย่อยที่เรียกว่า นิวคลีโอไทด์ มาเชื่อมต่อกันเป็นสายยาว พอลีนิวคลีโอไทด์ทั้ง 2 สาย จะยึดติดกันด้วยพันธะไฮโดรเจนระหว่างเบส
แผ่นภาพที่ 6 • RNA เป็นกรดนิวคลีอิกชนิดหนึ่ง มีองค์ประกอบหลักคล้ายกับดีเอ็นเอ คือประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์เชื่อมต่อกันเป็นสายยาว RNA มีโครงสร้างเป็นสายเดี่ยว ประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์เบส 4 ชนิด (ได้แก่ อะดีนีน กวานีน ไซโทซีนและยูราซิล) น้ำตาลไรโบส และหมู่ฟอสเฟต
แผ่นภาพที่ 7 Transfer RNA (tRNA) ประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์ประมาณ 75-85 หน่วย พับทบเข้าหากัน 2-3 ครั้ง โดยที่ปลาย3 มีเบสปลายเปิดเป็นเบสอิสระ 3 ตัว คือ A-C-C ซึ่งเป็นตำแหน่งที่มีกรดอะมิโนมาเกาะเพื่อนำไปสังเคราะห์โปรตีน
แผ่นภาพที่ 8 • การสังเคราะห์ DNA หรือดีเอ็นเอเรพลิเคชัน (DNA replication) เริ่มต้นจากการที่สายพอลีนิวคลีโอไทด์ 2 สาย ของ DNA ต้นแบบ ห่างออกจากกันเพื่อเปิดช่อง ให้นิวคลีโอไทด์ ที่เป็นวัตถุดิบได้เข้าไปจับคู่กับเบสของนิวคลีโอไทด์ที่มีอยู่แล้วในสายเดิม
แผ่นภาพที่ 9 • การสังเคราะห์ RNA นั้น จะมี DNA เป็นแม่พิมพ์ โดยอาศัยเอ็นไซม์ RNA polymerase โดยเริ่มต้นจากพอลีนิวคลีโอไทด์ 2 สายของ DNA จะคลายเกลียว และแยกออกจากกันในบริเวณที่จะมีการสร้าง RNA จากนั้นจะมีการนำนิวคลีโอไทด์ของ RNA เข้าจับกับเบสของ DNA
แผ่นภาพที่ 10 • กระบวนการสังเคราะห์โปรตีน เริ่มจาก DNA ภายในนิวเคลียสสังเคราะห์ RNA 3 ชนิด ได้แก่ mRNA และ tRNA จากนั้น RNA ทั้ง 3 ชนิด จะถูกส่งออกมาที่ไซโทพลาสซึม โดย mRNA จะเข้าจับกับไรโบโซม ต่อจากนั้น tRNA โมเลกุลแรกที่นำกรดอะมิโน จะเข้าจับกับ mRNA
อีกตำแหน่งหนึ่ง แล้วจึงมีการสร้างพันธะเพปไทด์ ระหว่างกรดอะมิโนที่ tRNA นำมา เมื่อสร้างพันธะเพปไทด์แล้ว tRNA โมเลกุลแรกจะหลุดออกจาก mRNA และไรโบโซมจะเคลื่อนที่ต่อไปบน mRNA tRNA โมเลกุลใหม่จึงเข้าจับกับ mRNA ต่อไป แล้วมีการสร้างพันธะเพปไทด์อีก เป็นเช่นนี้ไปเรื่อย ๆ จึงได้สายของเพปไทด์ ที่มีลำดับของกรดอะมิโน ตามรหัสบน mRNA
แผ่นภาพที่ 11 • กระบวนการในการสังเคราะห์โปรตีน เริ่มจาก DNA จะถ่ายทอดรหัสพันธุกรรมให้แก่ mRNA ซึ่งเรียกขั้นตอนนี้ว่า การถอดรหัสพันธุกรรม (transcription) และจากนั้น mRNA
จึงนำรหัสไปควบคุมการสังเคราะห์โปรตีนอีกทอดหนึ่ง ขั้นตอนนี้เรียกว่า การแปลรหัสพันธุกรรม (translation)เมื่อ DNA ภายในนิวเคลียสสังเคราะห์ mRNA แล้ว mRNA จะถูกส่งออกมายังไซโทพลาสซึม แล้วเข้าจับกับไรโบโซมและทำงานร่วมกับ tRNA ในการสังเคราะห์กรดอะมิโนจนเป็นพอลีเพปไทด์สายยาว
