ชรา..ชะรอยยีน

ชรา...ชะรอยยีน

        นักวิทยาศาสตร์สามารถบ่งชี้ความแปรผันทางยีนที่อาจแสดงให้เห็นว่าร่างกายคนเรานั้นแก่ลงเร็วแค่ไหนได้ นักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Leicester และมหาวิทยาลัย Kings College London ที่ร่วมมือกันทำวิจัยต่างกล่าวว่าการค้นพบ  โดยคนที่มีความแปรผันทางยีนที่มีความแตกต่างในนาฬิกาชีวภาพภายในเซลล์ ซึ่งการค้นพบนี้จะนำไปสู่การไขความลับในการป้องกันโรคหัวใจได้ ในขณะที่แพทย์รู้ว่ายิ่งคนนั้นมีความแก่มากขึ้นก็ยิ่งเสี่ยงจากโรคอย่างเช่น อัลไซเมอร์ พาร์กินสันและโรคหัวใจ หลายคนตกเป็นโรคเหล่านี้ก่อนที่จะถึงวัยดังกล่าวหนึ่งในทฤษฎีนั้นบ่งชี้ว่า นาฬิกาชีวิตที่เรียกว่า "telomeres" ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโครโมโซม (ปลายของโครโมโซม)มีบางหลักฐานที่บ่งชี้ว่า คนที่มี telomeres สั้นผิดปกติไม่ว่าจะเกิดจากสาเหตุใด ๆ ก็ตามจะมีโอกาสสูงที่จะเกิดโรคที่เกี่ยวข้องกับความชราได้ง่ายนักวิจัยกล่าวว่า

        การศึกษานี้บ่งชี้ว่า ในบางคนนั้นถูกโปรแกรมทางพันธุกรรมมาแล้วว่าให้มีการชราในอัตราที่รวดเร็ว นอกจากนี้การอยู่ในสิ่งแวดล้อมที่ไม่ดีเช่นการสูบบุหรี่ ความอ้วนหรือการขาดการออกกำลังกาย ก็ทำให้ส่วนของ telomeres นั้นสั้นลงอย่างรวดเร็วได้เช่นกัน ทำให้แก่ลงและเสี่ยงต่อโรคได้ไวขึ้น(molecularck.ยีนเผยความแก่ระดับโมเลกุล.ปรากฎบนเว็บวันที่ 8 กุมภาพันธุ์ 2553. สืบค้นข้อมูล 29 เมษายน 2553.)

เรามีโอกาสเลี่ยงจากความชราได้หรือเปล่า ต้องติดตามเนื้อหาเพิ่มเติมตามนี้เลยค่ะ

           ภาพที่ 1 https://www.oncolink.org/treatment/article.cfm?c=15&s=110&id=323

        (คำอธิบายภาพ : ภายในเซลล์จะมีสารพันธุกรรมควบคุมการทำงานและการถ่ายทอดทางพันธุกรรมของเซลล์ ซึ่งประกอบไปด้วยโครโมโซม(สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดมีโครโมโซมไม่เท่ากัน คนมีโครโมโซม 23 คู่ 46 แท่ง) ภายในโครโมโซมประกอบไปด้วยยีนยีนสามารถเป็นได้ทั้ง ดีเอ็นเอ หรือว่า อาร์เอ็นเอ ก็ได้ แต่ในสิ่งมีชีวิตชั้นสูงนั้นจะเป็นดีเอ็นเอหมดเพราะเสถียรมากเหมาะแก่การเก็บข้อมูล ขณะที่อาร์เอ็นเอ จะพบในพวกไวรัส ยีนทั้งหมดของสิ่งมีชีวิตหรือเซลล์จะรวมเรียกว่า จีโนม และโครงสร้างของจีโนมในพวกโพรคารีโอตและยูคารีโอตจะแตกต่างกัน)

        โครโมโซม (chromosome) คืออะไรเอ่ย???
       โครโมโซม เป็นที่อยู่ของหน่วยพันธุกรรม ซึ่งทำหน้าที่ควบคุมและถ่ายทอดข้อมูล เกี่ยวกับ ลักษณะทางพันธุกรรมต่างๆ ของสิ่งมีชีวิต เช่น ลักษณะของเส้นผม ลักษณะดวงตา เพศ และผิว นี่เป็นสาเหตุทำให้แต่ละคนมีลักษณะทางกายที่แตกต่างกันไงค่ะ การศึกษาลักษณะโครโมโซม จะต้องอาศัยการดูด้วยกล้องจุลทรรศน์ที่กำลังขยายสูงๆ จึงจะสามารถ มองเห็นรายละเอียดของโครโมโซมได้

***อย่างนี้นี่เอง***              

       หน่วยพันธุกรรมหรือยีน ในแต่ละสิ่งมีชีวิตเหมือนกันไหมน๊า?
       ยีน (Gene) คือ ส่วนหนึ่งของโครโมโซม (Chromosome segment) หรือ ส่วนหนึ่งของสายดีเอ็นเอ (DNA segment) ที่สามารถถอดรหัส (transcription) ได้เป็นเอ็มอาร์เอ็นเอ (mRNA) แล้วนำเอ็มอาร์เอ็นเอ (mRNA)ที่ได้มาแปลรหัส (translation) เป็นสายโพลีเปปไตด์ (polypeptide) หนึ่งสายอีกทีหนึ่ง ในสิ่งมีชีวิตชั้นสูงนั้นจะเป็นดีเอ็นเอ (DNA)หมดเพราะเสถียรมากเหมาะแก่การเก็บข้อมูล ขณะที่อาร์เอ็นเอ (RNA) จะพบในพวกไวรัส (Virus) ยีน (Gene)ทั้งหมดของสิ่งมีชีวิตหรือเซลล์จะรวมเรียกว่า จีโนม (Genome) และโครงสร้างของจีโนม (Genome)ในพวกโพรคารีโอตและยูคารีโอตจะแตกต่างกัน ถ้ายีน (Gene)เกิดผิดไปจากปกติเรียกว่า การกลายพันธุ์ (Mutation) ซึ่งเกิดเองตามธรรมชาติหรือถูกกระตุ้นให้เกิดก็ได้ โดยส่วนมากแล้วเมื่อยีนเกิดผิดปกติไปจะส่งผลเสียต่อสิ่งมีชิวิตนั้นมากกว่าผลดี เช่น ในคน สามารถทำให้ป่วย เจ็บไข้ หรือถึงแก่ชีวิตได้ โรคที่เกิดจากสาเหตุนี้เรียกว่า โรคทางพันธุกรรม (Genetic Disease) ซึ่งจะถ่ายทอดไปยังรุ่นต่อไปหรือไม่ก็ได้

        แล้วเจ้าDNA มีลักษณะอย่างไร
        แหล่งในการเก็บข้อมูลทางพันธุกรรม (genetic information) ของสิ่งมีชีวิตคือกรดนิวคลีอิกชนิดดีเอ็นเอ (DNA,deoxyribonucleic acids) ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ 2 คน ชื่อ Watson และ Crick ได้เสนอแบบจำลองโครงสร้างดีเอ็นเอเป็นสายโพลีนิวคลีโอไทด์ (polynucleotide) 2 สายพันกันเป็นเกลียวเวียนขวาเรียกว่า เกลียวคู่ (double helix) แต่ละสายประกอบด้วยหน่วยย่อยของนิวคลีโอไทด์ที่เชื่อมต่อกันด้วยพันธะฟอสโฟไดเอสเทอร์ (phosphodiester bond) ระหว่างหมู่ไฮดรอกซี่ (OH group) ที่คาร์บอนตำแหน่งที่ 3 ของน้ำตาลตัวแรกและหมู่ฟอสเฟต (phosphate group) ที่คาร์บอนตำแหน่งที่ 5 ของน้ำตาลตัวถัดไป โดยพบว่าสายโพลีนิวคลีโอไทด์ทั้งสองสายนี้จะพันกันในลักษณะวิ่งสวนทางตรงกันข้ามกัน (antiparallel)และถ้าดีเอ็นเอเป็นสายปลายเปิด (open-end linear strand) ที่ปลายสายของดีเอ็นเอแต่ละข้างจะพบปลาย 3’-OH (hydroxy group) ของสายหนึ่งและปลาย 5’-OH (phosphate group) ของอีกสายหนึ่งเสมอ นักเรียนต้องนึกถึงเชือกลูกเสือที่มีลักษณะพันกันเป็นเกลี่ยวค่ะ(https://www.thaibiotech.info/what-is-gene.php)

                         
   สงสัยจังเจ้า Teolmeres นี่คืออะไร 
       Arch Intern Med 2008 : 168 : 154  พบว่า Telomeres คือลำดับ DNA ที่จัดขึ้นซ้ำ (repeated DNA sequences) เพื่อป้องกัน chromosomes จากการเสื่อมสลาย        

ภาพที่ 2 : https://sciencefictionbiology.blogspot.com/2009_10_01_archive.html
(คำอธิบายภาพ : บริเวณของ Telomere)

        กระบวนการนี้อาจเป็นส่วนสำคัญของการชะลอความแก่ของเซลล์ ซึ่งในการวิจัยครั้งนี้นักวิจัยได้เชิญชวนผู้ที่มีสุขภาพสมบูรณ์ที่ 2,400 คน (อายุเฉลี่ย 49 ปี)  แล้วประเมินว่าปริมาณการออกกำลังกายของพวกเขาเหล่านี้เกี่ยวข้องกับ leukocyte telomere length (ความยาวของTelomere)หรือไม่ ผู้ร่วมโครงการถูกแบ่ง 4 กลุ่มตาม physical activity (กิจกรรมทางกายภาพ)คือจาก inactive (ไม่ออกกำลังกาย)ไปจนถึงพวกที่ออกกำลังกายอย่างหนัก        Leukocyte telomere length ลดลงโดยเฉลี่ย 21 nucleotides สำหรับแต่ละปีของชีวิตที่เพิ่มขึ้น ภายหลังการควบคุมเกี่ยวกับอายุ เพศ body mass index การสูบบุหรี่ และสถานภาพสังคมและเศรษฐกิจแล้ว บุคคลที่อยู่ในกลุ่มร้อยละ 25 ซึ่งมีการออกกำลังสูงสุดพบว่า telomeres มี 200 nucleotides ที่ยาวกว่าพวกที่อยู่ในร้อยละ 25 ซึ่งออกกำลังต่ำสุด        ในการวิจัยซึ่งน่าสนใจชิ้นนี้ การออกกำลังที่มากขึ้นจะมีความสัมพันธ์กับ telomeres ที่ยาวกว่า ผู้ที่ active มากที่สุดพบว่ามี telomeres ซึ่งมีความยาวเท่ากับผู้ที่มีวิถีชีวิตแบบเฉื่อยชาที่อายุต่ำกว่า 10 ปี คงต้องมีการศึกษาวิจัยมากกว่านี้ต่อไปเพื่อทำความเข้าใจถึงความสัมพันธ์จริง ๆ ระหว่างการออกกำลังกายและความยาวของ telomeres (https://www.medicthai.com/news/news_detail.php?id=2641)

รู้อย่างนี้แล้วอย่าลืมแบ่งเวลาออกกำลังกายด้วยนะค่ะ

        แล้วโรคต่างๆที่เกี่ยวกับพันธุกรรมมีอะไรบ้างเอ่ย

ภาพที่ 3 : https://biomed.brown.edu/Courses/BI108/BI108_2008_Groups/group07/Alzheimers.html

(คำอธิบายภาพ เซลล์สมองที่ถูกทำลาย เป็นสาเหตุของโรคอัลไซเมอร์)

โรคอัลไซเมอร์( Alzheimer’s disease )
        อัลไซเมอร์ เป็นโรคที่พบในผู้สูงอายุ โดยในกลุ่มคนที่อายุ 65 ปี พบได้ประมาณ 10% ยิ่งอายุมากขึ้นยิ่งพบได้บ่อยขึ้น โดยเมื่อดูผู้ที่อายุเกิน 85ปี จะพบได้ถึงเกือบ 50% อย่างไรก็ตาม มีผู้ป่วยบางกลุ่มที่พบตั้งแต่อายุ 40-50ปี แต่ก็เป็นส่วนน้อย ซึ่งมักเป็นกลุ่มที่มีประวัติโรคนี้ ในครอบครัวค่อนข้างชัดเจน หรือผู้ที่เป็นโรคทางกรรมพันธุ์ชนิดหนึ่งที่เรียกว่ากลุ่มอาการดาวน์ (Down’s syndrome)
        สาเหตุ ของโรคอัลไซเมอร์นั้น ปัจจุบันยังไม่ทราบแน่ชัด เชื่อว่าอาจมีส่วนจากกรรมพันธุ์ โดยที่อาจมีปัจจัยอื่นมาเกี่ยวข้องด้วย เช่น อาหาร สิ่งแวดล้อม การติดเชื้อบางชนิด เป็นต้น อย่างไรก็ตาม ในขณะนี้ก็ไม่สามารถชี้ชัดได้การตรวจชิ้นเนื้อของสมองในผู้ป่วยอัลไซเมอร์หลังเสียชีวิต พบว่ามีโปรตีนบางชนิดในปริมาณ ที่มากกว่าผู้สูงอายุที่ไม่เป็นโรคอัลไซเมอร์ ซึ่งเชื่อว่าเกี่ยวข้องกับการเกิดโรคอัลไซเมอร์
        อาการของอัลไซเมอร์ ในระยะแรกๆอาจแยกจากภาวะความจำเสื่อมตามธรรมชาติในผู้สูงอายุได้ลำบาก แต่ไม่นานก็มัก จะมีลักษณะบางอย่างที่เด่นชัดขึ้นมาซึ่งต่างจากการเปลี่ยนแปลงโดยธรรมชาติ ในผู้สูงอายุ อาการแรก และมักเป็นอาการที่ญาติจะสังเกตได้ค่อนข้างเร็วและมักพามาพบแพทย์คือ ความจำที่แย่ลง ซึ่งจริงๆแล้ว  ในผู้สูงอายุก็จะมีอาการนี้เกิดขึ้นได้บ่อย โดยมักเป็นความจำเกี่ยวกับเหตุการณ์ ที่ผ่านมาไม่นาน เช่น ลืมว่าต้มน้ำทิ้งไว้ พอนึกออกก็ตกใจวิ่งไปถอดปลั๊กไฟ แต่ในผู้ป่วยอัลไซเมอร์ อาจเป็นมากกว่านั้นคือลืมไปด้วยซ้ำว่าต้มน้ำไว้ อาจถามญาติว่าใครเป็นคนต้มน้ำ หรืออาจต้องคิด นานกว่าจะนึกออกว่าเป็นคนต้มไว้เอง เป็นต้น (https://www.thaiclinic.com/alzheimer.html)

 ภาพที่ 4 https://www.siamhealth.net/public_html/Disease/neuro/parkinson.htm
(คำอธิบายภาพ : forebrain หรือสมองส่วนควบคุมการเดิน 
 brain stemหรือก้านสมอง ,cerebellum หรือสมองน้อย)

โรคพาร์กินสัน (Parkinson Disease)
        โรคพาร์กินสันเป็นโรคทางสมองและระบบประสาทชนิดหนึ่งที่พบได้ ค่อนข้างบ่อย โดยเฉพาะในผู้สูงอายุ 
        สาเหตุ ยังไม่ทราบแน่ชัด แต่พบว่าในผู้ป่วย โรคพาร์กินสันจะมีการเสื่อม ของเซลล์ประสาทบริเวณก้านสมอง  จนส่งผลให้สารเคมีชนิดหนึ่ง ในสมอง ที่ชื่อว่า โดปามีน มีปริมาณลดลง ซึ่งเป็นปัจจัยที่สำคัญ 
        อาการของโรค สาเหตุที่ทำให้เซลล์เหล่านี้ตายก่อนวัยอันควรยังไม่ทราบ แต่เท่าที่สันนิฐานได้คือพันธุ์กรรม ผู้ที่มีญาติสายตรงคนหนึ่งเป็นจะมีความเสี่ยงเพิ่ม 3 เท่า ในหกมีสองคนที่มีความเสี่ยงเพิ่มเป็น 10 เท่า  อนุมูลอิสระ Free radicle จะทำลายเซลล์ประสาทส่วนนี้ มีสารพิษหรือ Toxin ซึ่งอาจจะได้รับจากอาหารหรือสิ่งแวดล้อมเช่น ยาฆ่าแมลง ทำลายเซลล์ประสาทส่วนนี้ carbon monoxide, alcohol, and mercury พันธุกรรมโดยพบว่าผู้ป่วยร้อยละ15-20 มีประวัติครอบครัวเป็นโรคพาร์กินสัน นอกจากนี้ยังพบว่าหากมีการกลายพันธ์( mutation )ของโครโมโซมคู่ที่ 4 และ6 ก็ทำให้เกิดโรคพาร์กินสัน ทำให้เซลล์แก่ไวเกินไปโดยที่ไม่ทราบสาเหตุ (https://www.siamhealth.net/public_html/Disease/neuro/parkinson.htm)

 ภาพที่ 5 : https://www.clarian.org/ADAM/doc/WomenCenter/2/18019.htm
(คำอธิบายภาพ การลดการสูบบุหรี่และออกกำลังจะช่วยลดการเสี่ยงในการเป็นโรคหัวใจ)

โรคหัวใจ(Heart Disease)
       โรคหัวใจ การเรียกของ "กลุ่มอาการโรคหัวใจ" ซึ่งเป็นโรคที่เกี่ยวกับความผิดปกติของหัวใจ ซึ่งแยกได้เป็น 8 ประเภทหลัก คือ โรคหัวใจพิการแต่กำเนิด โรคลิ้นหัวใจ โรคกล้ามเนื้อหัวใจ โรคหลอดเลือดหัวใจ โรคเยื่อหุ้มหัวใจ โรคหัวใจเต้นผิดจังหวะ ติดเชื้อที่หัวใจ และ มะเร็งหัวใจ (https://th.wikipedia.org)มีอาการด้งนีเจ็บหน้าอก     เหนื่อยง่าย     ใจสั่น     ขาบวม     เป็นลม วูบ ( กุญชร ณ อยุธยา  อายุรแพทย์โรคหัวใจ. )

        แต่ไม่ว่าอย่างไรก็ตามคงไม่มีใครหนีความชราได้พ้น และความชราอาจไม่ใช่เรื่องน่ากลัวอย่างที่เราคิด ถ้าเราใช้ชีวิตอย่างรอบคอบ ออกกำลังกาย กินอาหารให้ครบ 5 หมู่ จำจิตใจให้โปร่งใส เราก็จะมีร่างกายที่แข็งแรงได้

นักเรียนจะได้เรียนเรื่องน่ารู้ๆแบบนี้ในวิชาชีววิทยาค่ะ

         สาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ ระดับชั้นม.6 
        มาตรฐาน 1.2  เข้าใจกระบวนการและความสำคัญของการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต ความหลากหลายทางชีวภาพ การใช้เทคโนโลยีชีวภาพที่มีผลกระทบต่อมนุษย์และสิ่งแวดล้อม มีกระบวนการสืบเสาะหาความรู้และจิตวิทยาศาสตร์ สื่อสาร สิ่งที่เรียนรู้ และนำความรู้ไปใช้ประโยชน์ 
        ตัวชี้วัด  1. อธิบายกระบวนการถ่ายทอดสารพันธุกรรม     การแปรผันทางพันธุกรรม มิวเทชัน  และการเกิดความหลากหลายทางชีวภาพ

จบข่าว แต่มีเรื่องราวน่าคุยต่อ
1. ความแก่ของเซลล์เกิดจากสาเหตุใด
2. จากข่าวค้นพบอะไรที่ช่วยชะลอความแก่ มีความสัมพันธ์กับกิจกรรมใดบ้าง
3.โรคพันธุกรรมคืออะไร นักเรียนเคยพบบุคคลที่เป็นโรคดังกล่าวหรือไม่
4.นักเรียนมีวิธีดูแลร่างกายอย่างไรเพื่อรักษาสุขภาพตนเอง

คลายเครียดป้องกันชรากัน มาๆๆ เล่นเกมกัน
 เกมสารพันธุกรรม(Genetic Game)

ภาพสื่อคำ ภาพนี้แทนคำใด ในคำศัพท์ทางพันธุกรรมได้บ้าง?

นำคำจากภาพมาเติมหน้าข้อความต่อไปนี้

____1. ประกอบด้วยหน่วยย่อยของนิวคลีโอไทด์ที่เชื่อมต่อกัน
     
____2. สิ่งที่ควบคุมลักษณะของสิ่งมีชีวิต เช่น TT , Tt , tt
 
____3.ปรากฏอยู่บนโครโมโซม ประกอบด้วยดีเอ็นเอ ทำหน้าที่กำหนดลักษณะ ทางพันธุกรรมต่าง ๆ 
     
____4. ลักษณะที่ปรากฏออกมาให้เห็น
     
____5. สารพันธุกรรมรวมตัวกับโปรตีน

  ออกแบบเกมการศึกษาโดย ครูกมลรัตน์ ฉิมพาลี

มาลุยข้อสอบ O-NET ฝึกสมองให้อ่อนเยาว์กระชับกระเชงกันเถอะ

ข้อสอบที่เกี่ยวข้อง
1. สารพันธุกรรมเป็นสารประเภทใด
(O-NET 49)
ก. ลิพิด                      ข.โปรตีน
ค.คาร์โบไฮเดรต        ง. กรดนิวคลีนิค

2. ข้อใดไม่ใช่องค์ประกอบของดีเอ็นเอ
(O-NET 49)
ก. กรดอะมิโน            ข.ไนโตรเจน
ค.หมู่ฟอตเฟต            ง.น้ำตาลเพนโทส

3. คนมีจำนวนโครโมโซมในเซลล์ร่างกาย
46 แท่ง ระหว่างการแบ่งเซลล์แต่ละ
โครโมโซมประกอบด้วยกี่โครมาติด(O-NET 50)
ก. 2          ข. 23       ค. 46                  ง. 92

4. สิ่งใดต่อไปนี้ไม่สามารถใช้ในการตรวจ
ลายพิมพ์ดีเอนเอเพื่อใช้พิสูจน์บุคคล(O-NET 50)
ก. กระดูก              ข.เลือด
ค.น้ำแหลือง         ง.ปลายเส้นผม

5. การมิวเทชันตามธรรมชาติเกิดจากการเปลี่ยนแปลง
องค์ประกอบใดของดีเอ็นเอ(O-NET 50)
ก. ชนิดของน้ำตาลเพนโทส
ข. ลำดับเบสของนิวคลีโอไทป์
ค. จำนวนหมู่ฟอตเฟต
ง. จำนวนสายนิวคลีโอไทด์

ความรู้เรื่องนี้นักเรียนสามารถเชื่อมโยง/บูรณาการ 
       กับวิชาสุขศึกษา ในการดูแลสุขภาพได้ด้วยค่ะ

อ้างอิง

ระพีพล กุญชร ณ อยุธยา  อายุรแพทย์โรคหัวใจ. โรคหัวใจ. (https://www.dae.mi.th/LF03D_heart%
        20disease%20symptom_TH.htm)
molecularck.ยีนเผยความแก่ระดับโมเลกุล.ปรากฎบนเว็บวันที่ 8 กุมภาพันธุ์ 2553. สืบค้นข้อมูล 
       29 เมษายน 2553.
https://www.medicthai.com/news/news_detail.php?id=2641
https://www.thaibiotech.info/what-is-gene.php
https://www.thaiclinic.com/alzheimer.html
https://www.siamhealth.net/public_html/Disease/neuro/parkinson.htm

(เฉลย ภาพที่ 1 โครโมโซม ภาพที่ 2 ดีเอ็นเอ ภาพที่ 3 จีโนไทป์ ภาพที่ 4 ฟีโนไทป์ ภาพที่ 5 ยีน
ข้อ 1 ดีเอ็นเอ ข้อ 2 จีโนไทป์ ข้อ 3 ยีน ข้อ 4 ฟีโนไทป์ ข้อ 5 โครโมโซม  )

เฉลยข้อสอบ O-NET
ข้อ 1   ง. กรดนิวคลีนิค  
ข้อ 2   ก. กรดอะมิโน  
ข้อ 3   ก. 2  
ข้อ 4   ง.ปลายเส้นผม
ข้อ 5   ข. ลำดับเบสของนิวคลีโอไทป์
ที่มา : https://www.sahavicha.com/?name=knowledge&file=readknowledge&id=2537