DNA กับการสังเคราะห์โปรตีน 
ที่มา members.tripod.com/.../lillys_rdna_insulin.htm โครงสร้างและชนิดของ RNA RNA มีโครงสร้างคล้าย DNA ประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์เรียงต่อกันด้วยพันธะฟอสโพไดเอสเทอร์เป็นโพลีนิวคลี โอไทด์ แต่องค์ประกอบนิวคลีโอไทด์แตกต่างกันที่น้ำตาลและเบส โดย น้ำตาลของ RNA เป็นไรโบส ส่วนเบสใน RNA มียูราซิล (u) มาแทนไทมีน(T)
RNA ในเซลล์มีปริมาณมากมาย มากกว่า DNA 5-10 เท่า หน้าที่หลักเกี่ยวข้องกับ กระบวนการสังเคราะห์โปรตีน RNA ในเซลล์ส่วนใหญ่เป็นสายเดี่ยว (single standed) เนื่องจาก RNA ต้องมีโครงสร้างสามมิติที่ถูกต้องสำหรับทำหน้าที่ภายในเซลล์ดังนั้น RNA อาจจะเสียสภาพได้ด้วยความร้อน และpHสูงๆ เช่นเดียวกับ DNA แต่โครงสร้างส่วนที่เป็นเกลียวเป็นช่วงสั้นๆเท่านั้น จึงทำให้เสียสภาพได้ง่ายกว่า DNA ชนิดของ RNA
ภายในเซลล์มี RNA 3 ชนิด ดังนี้
1. เมสเซนเจอร์อาร์เอ็นเอ หรือ เอ็มอาร์เอ็นเอ ( messenger RNA : mRNA) เป็นอาร์เอ็นเอที่ได้จากกระบวนการถอดรหัส ( transcription ) ของสายใดสายหนึ่งของดีเอ็นเอ ซึ่งจะทำหน้าที่เป็นรหัสพันธุกรรมที่ใช้ในการสังเคราะห์โปรตีน
2. ทรานสเฟอร์อาร์เอ็นเอ หรือ ทีอาร์เอ็นเอ ( transfer RNA : tRNA) อาร์เอ็นเอชนิดนี้ผลิตจากดีเอ็นเอเช่นเดียวกัน ทำหน้าที่ในการนำกรดอะมิโนต่างๆ ไปยังไรโบโซม ซึ่งเป็นแหล่งที่มีการสังเคราะห์โปรตีน ในไซโทพลาซึม
3. ไรโบโซมอลอาร์เอ็นเอ หรือ อาร์อาร์เอ็นเอ (ribosomal RNA : rRNA ) อาร์เอ็นเอชนิดนี้ผลิตจากดีเอ็นเอโดยกระบวนการถอดรหัสเช่นเดียวกัน แต่ทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบของไรโบโซมโดยอาร์เอ็นเอรวมกับโปรตีนกลายเป็น หน่วยของไรโบโซม
mRNA mRNA t RNA
การสังเคราะห์ RNA การสังเคราะห์ RNA จำเป็นต้องอาศัย DNA สายหนึ่งเป็นต้นแบบ ซึ่งมีขั้นตอนดังนี้
1. พอลินิวคลีโอไทด์สองสายของดีเอ็นเอคลายเกลียวแยกจากกันบริเวณที่
จะมีการสังเคราะห์ RNA
2. นำนิวคลีโอไทด์ของ RNA เข้าจับกับเบสของ DNA แต่ใน RNA ไม่มีไทมีน(T)
มียูราซิล (U) แทน
3. การสังเคราะห์ RNA เริ่มจากปลาย 3’ไปยังปลาย 5’ของ DNA โมเลกุลของ RNA
จึงเริ่มจากปลาย 5’ ไปยังปลาย 3’
4. นิวคลีโอไทด์ของ RNA เชื่อมต่อกันโดยอาศัย เอนไซม์ ชื่อ อาร์เอ็นเอพอลิเมอเรส
( RNA polymerase)
ขั้นตอนการสังเคราะห์ RNA โดยมี DNA เป็นแม่พิมพ์นี้ เรียกว่า ทรานสคริปชัน(transcription)
 htts://www.bioarunya.th.gs/web-b/ioarunya/bio043.htm
ภาพที่ 6.5 การสังเคราะห์ RNA รหัสพันธุกรรม
รหัสพันธุกรรม คือ ลำดับของเบสบน DNA ซึ่งถ่ายทอดไปยัง RNA ในการสังเคราะห์โปรตีน เบสใน DNA มีเพียง 4 ตัว ส่วนกรดอะมิโนมีอย่างน้อย 20 ชนิด ดังนั้นรหัสหนึ่ง ๆ จะต้องประกอบด้วยเบสอย่างน้อย 3 ตัว ประกอบกัน และจากการคำนวณรหัสหนึ่งมีเบส 3 ตัวจะได้รหัสจำนวนถึง 64 รหัสด้วยกัน ซึ่งมากเกินพอสำหรับกรดอะมิโนที่มีอยู่ในธรรมชาติ จากการทดลองทำให้ทราบว่ามีหลาย ๆ รหัสที่มีความหมายสำหรับกรดอะมิโนตัวเดียวกัน รหัสบน mRNA นี้เรียกว่า โคดอนซึ่งมีเบสคู่รวมกับเบสอิสระ
บน tRNA ที่เรียกว่า แอนทิโคดอน
ตารางที่ 6.1 แสดงรหัสพันธุกรรม | รหัสพันธุกรรม (Genetic Code) = triplet codon 43 = 64 | | ชนิดของเบสตำแหน่งที่ 1 | ชนิดของเบสตำแหน่งที่ 2 | ชนิดของเบสตำแหน่งที่ 3 | | U | C | A | G | | U | UUU Phe
UUC Phe
UUA Leu
UUG Leu | UCU Ser
UCC Ser
UCA Ser
UCG Ser | UAU Try
UAC Try
UAA Stop
UAG Stop | UGU Cys
UGC Cys
UGA Stop
UGG Trp | U
C
A
G | | C | CUU Leu
CUC Leu
CUA Leu
CUG Leu | CCU Pro
CCC Pro
CCA Pro
CCG Pro | CAU His
CAC His
CAA Gln
CAG Gln | CGU Arg
CGC Arg
CGA Arg
CGG Arg | U
C
A
G | | A | AUU Ile
AUC Ile
AUA Ile
AUG Met | ACU Thr
ACC Thr
ACA Thr
ACG Thr | AAU Asn
AAC Asn
AAA Lys
AAG Lys | AGU Ser
AGC Ser
AGA Arg
AGG Arg | U
C
A
G | | G | GUU Val
GUC Val
GUA Val
GUG Val | GCU Ala
GCC Ala
GCA Ala
GCG Ala | GAU Asp
GAC Asp
GAA Glu
GAG Glu | GGU Gly
GGC Gly
GGA Gly
GGG Gly | U
C
A
G | | คำสั่ง ให้นักเรียนสืบค้นและวิเคราะห์กระบวนการสังเคราะห์โปรตีนที่ไรโบโซม การสังเคราะห์โปรตีน DNA ทำหน้าที่ในการกำหนดชนิดของโปรตีนที่เซลล์สังเคราะห์ขึ้นมาเพื่อนำไปใช้ใน กิจกรรมต่างๆ ภายในเซลล์ ลำดับเบสในโมเลกุลของ DNA ของยีนหนึ่งจะเป็นตัวกำหนดการเรียงตัวของกรดอะมิโนชนิดต่างๆ ของโปรตีนที่
จะสังเคราะห์ขึ้นมา
DNA แต่ละโมเลกุลแตกต่างกันที่ลำดับเบส ซึ่งมีเพียง 4 ชนิด คือ A T C G ถ้ามีนิวคลีโอไทด์ 2 โมเลกุลเรียงต่อกัน ลำดับเบส 4 ตัว นี้จะแตกต่างกัน เท่ากับ 42 = 16 แบบได้แก่ AA AT TA AC CA AG GA TT TC CT TG GT CC CG GC และGG จำนวน 16 แบบนี้ ไม่เพียงพอที่จะเป็นรหัสให้แก่กรดอะมิโนซึ่งมีประมาณ 20 ชนิด ถ้ามีนิวคลีโอไทด์ 3 โมเลกุลเรียงต่อกัน ลำดับเบส 4 ตัวนี้ จะแตกต่างกันเท่ากับ 43 = 64 แบบ ซึ่งเกินกว่าจำนวนชนิดของกรดอะมิโนที่มีอยู่
ใน พ.ศ. 2504 เอ็ม.ดับบลิว. ไนเรนเบิร์ก ( M.W.Nirenberg) และ เจ.เอ็ช. แมททัย ( J.H. Matthei) ชาวอเมริกัน ได้ค้นพบรหัสพันธุกรรมแรก คือ UUU ซึ่งเป็นรหัสของกรดอะมิโนชนิด ฟินิลอะลานีน ( phenylalanine) และต่อมามีการค้นพบเพิ่มเติมขึ้นเรื่อยๆ จนกระทั่งใน พ.ศ. 2509 พบรหัสพันธุกรรมถึง 61 รหัสด้วยกัน เหลือเพียง 3 รหัส คือ UAA , UAG และ UGA ซึ่งไม่พบเป็นรหัสของกรดอะมิโนใดๆ ภายหลังจึงพบว่า รหัสทั้งสามนี้ทำหน้าที่หยุดการสังเคราะห์โปรตีน นอกจากนี้ยังพบว่า AUGซึ่งเป็นรหัสของกรดอะมิโนชนิดเมไทโอนีน ( methionine ) เป็นรหัสตั้งต้นของการสังเคราะห์โปรตีนอีกด้วยการสังเคราะห์โปรตีนเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นในไซโทพลาซึมของเซลล์โดยมีออร์แกเนล์ ที่เกี่ยวข้องคือไรโบโซม เมื่อDNA ภายในนิวเคลียส สังเคราะห์ mRNA ลำดับของ mRNA ซึ่งเป็นรหัสพันธุกรรมนี้ถูกกำหนดโดยลำดับเบสของDNA เรียก ขั้นตอนการสังเคราะห์mRNA ว่า การถอดรหัสพันธุกรรม (Transcription) mRNAจะถูกส่งออก มาที่ไซโทพลาซึม โดยmRNAจะนำรหัสพันธุกรรมไปสู่การ สังเคราะห์โปรตีน โดยการทำงานของไรโบโซม ร่วมกับ tRNA ที่ทำหน้าที่ นำกรดอะมิโนมาเรียงต่อกันตามรหัสพันธุกรรม ของ mRNA ไรโบโซมหน่วยเล็กจะเข้าไปจับกับmRNAก่อน ต่อจากนั้นtRNA โมเลกุลแรกนำกรดอะ มิโนเข้าจับกับ mRNA ในไรโบโซม แล้วไรโบโซมหน่วยใหญ่จึงจะเข้าจับ ต่อจาก นั้น tRNA โมเลกุลที่สองจะเข้าจับกับ mRNA อิกตำแหน่งหนึ่ง จนกระทั่งไรโบโซมเครื่อนที่ไปพบรหัสที่ทำหน้าที่หยุดการสังเคราะห์โปรตีนไรโบโซม ก็จะแยกออกจากmRNA การสังเคราะห์โปรตีนจึงสี้นสุดลงและการสังเคราะแบบนี้เรียกว่า
การแปลรหัสพันธุกรรม (Translation)
 ที่มา htts://bioweb.uwlax.edu/GenWeb/Molecular/Theory/Translation/translation.htm
 ที่มา htts://bioweb.uwlax.edu/GenWeb/Molecular/Theory/Translation/translation.htm
ภาพที่ 6.6 การสังเคราะห์โปรตีน | translation การแปลรหัสพันธุกรรม
| | |
คำอธิบาย : เป็นการแปลรหัสของอาร์เอนเอนำรหัส (mRNA) โดยที่ อาร์เอนเอนำรหัส (mRNA) อาร์เอนเอถ่ายทอด (tRNA)และไรโบโซมอลอาร์เอนเอ (rRNA) ทำหน้าร่วมกันในการสังเคราะห์โปรตีน หรือสายโพลีเปปไตด์บนไรโบโซม โดยมีตัวช่วยสร้าง คือ เอนไซม์และแฟกเตอร์ต่างๆ
การสังเคราะห์โปรตีน (protein synthesis) มี 3 ขั้นตอนโดยสังเขป คือ
- ขั้นเริ่มต้น (initiation) :
- ขั้นต่อสาย (elongation) :
- ขั้นหยุด (termination) :
ไรโบโซมหน่วยย่อยเล็กมาจับที่ mRNA จากนั้น tRNA ที่นำกรดอะมิโนตัวแรกเข้ามาจับ แล้วไรโบโซมหน่วยย่อยใหญ่จึงมาจับ mRNA เป็นลำดับต่อไป
ไรโบโซมเคลื่อนที่ไปตามสาย mRNA จากปลาย 5' ไป 3' และมีการต่อสายโพลีเปปไตด์ให้ยาวขึ้นเรื่อยๆ จากปลายอะมิโนไปสู่ปลายคาร์บอกซิล
เป็นขั้นตอนการหยุดสร้างสายโพลีเปปไตด์์ ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อไรโบโซมเคลื่อนที่มาถึงรหัสหยุด และจะไม่มี tRNA นำกรดอะมิโนมาต่อสายโพลีเปปไตด์์อีก ในขั้นนี้มีการปลดปล่อยสายโพลีเปปไตด์์ mRNA และไรโบโซมออกจากกัน
|
 | เซลล์ของสิ่งมีชีวิต
1.โปรคาริโอติค เซลล์ (prokaryotic cell) เป็น เซลล์ที่ไม่มีเยื่อหุ้มนิวเคลียสห่อหุ้มสารพันธุกรรม (genetic material) ได้แก่ เซลล์ของแบคทีเรีย ริคเก็ตเซีย และสาหร่าย สีน้ำเงินแกมเขียว (ภาพที่ 6.7)
 ภาพที่ 6.7 โครงสร้างและองค์ประกอบของเซลล์โปรคาริโอต 2. ยูคาริโอติค เซลล์ (eukaryotic cell)
เซลล์ที่มีเยื่อหุ้มนิวเคลียสห่อหุ้มสารพันธุกรรม ได้แก่ เซลล์ของ ยีสต์ รา โปรโตซัว เซลล์สัตว์ต่าง ๆ (ภาพที่ 6.8) และเซลล์พืช (ภาพที่ 6.9)
 ภาพที่ 6.8 โครงสร้างและองค์ประกอบของเซลล์สัตว์ htts://reg.ksu.ac.th/teacher/myweb/Bio1/courseBio1/chapter%203.doc
 ภาพที่ 5.9 โครงสร้างและองค์ประกอบของเซลล์พืช การ สังเคราะห์โปรตีนพวกยูคาริโอตจะเกิดในไซโทรพลาสซึม โดยจะมีการถอดรหัสภายในนิวเคลียส mRNA จะออกจากนิวเคลียสแล้วแปลรหัสในไซโทรพลาสซึม ส่วนพวกโพรคาริโอตกระบวนการถอดรหัสและแปลรหัสสามารถเกิดได้ต่อเนื่องกัน โดยที่ mRNA ที่สังเคราะห์มาจาก DNA จะถูกนำไปแปลรหัสทันทีทั้งๆที่กระบวนการแปลรหัสยังไม่สิ้นสุค ดำเนินการสอนระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 ตามกิจกรรมการเรียนรู้แบบ 5Es-CLM โดยครูณัฐฎา แสงคำ
ที่มา : htts://www.sahavicha.com/?name=knowledge&file=readknowledge&id=595 | 
