สารพันธุกรรมหมายถึงอะไร เป็นอะไรได้บ้าง รหัสพันธุกรรมหมายถึงอะไรเรามาทบทวนกันอีกครั้ง
| ก่อนที่จะเริ่มศึกษา DNA เจ้าชีวิตผู้เรียนต้องทำ learning task ก่อน |
|
| เมื่อผู้เรียนได้ทำ learning task แล้ว เริ่มศึกษาเนื้อหาโดยสรุปเพื่อสอบO-Net นะจ๊ะ |
| สารพันธุกรรมส่วนใหญ่เป็น DNA สายคู่ มีไวรัสบางชนิดเท่านั้นที่มีสารพันธุกรรมเป็น DNA สายเดี่ยวบ้าง เป็น RNA บ้าง ในที่นี้เราจะพูดถึงโครงสร้างของทั้ง DNA และ RNA ที่ทำหน้าที่เป็นยีน และจะพูดถึงเบสของ DNA (A, G, C, T) และของ RNA (A, G, C, U) และการจับคู่เบสอย่างจำเพาะ รวมทั้งสันหลัง (backbone) โดยประกอบด้วยน้ำตาลและฟอสเฟต ซึ่งฟอสเฟตนี้มีประจุเป็นลบที่ pH ปกติของร่างกาย | |||||||||
| | |||||||||
| DNA โดยทั่วไปมีลักษณะโครงสร้างเป็นเกลียวคู่ ประกอบด้วยน้ำตาลดีออกซีไรโบส หมู่ฟอสเฟต และเบส จับกันด้วยพันธะโควาเลนท์ รวมเรียกว่านิวคลีโอไทด์ (nucleotide) (ภาพที่ 2.1) นิวคลีโอไทด์หลายโมเลกุลเรียงต่อกันด้วยพันธะฟอสโฟไดเอสเทอร์ (phosphodiester bond) เกิดเป็นโพลีนิวคลีโอไทด์ (polynucleotide) โพลีนิวคลีโอไทด์แต่ละสายจะเรียงตัวจาก 5'-3' สวนทิศกัน โดยยึดตำแหน่งของน้ำตาลเป็นหลัก (ภาพที่ 2.2) มีน้ำตาลดีออกซีไรโบสและหมู่ฟอสเฟตเป็นโครงหลักของแต่ละสาย และมีเบส 4 ชนิด (ภาพที่ 2.3) เชื่อมระหว่างสาย เบสดังกล่าวได้แก่อะดีนีน (Adenine; A) กวานีน (Guanine; G) ไซโตซีน (Cytosine; C) และไทมีน (Thymine; T) การจับกันของคู่เบสระหว่างสาย DNA อาศัยพันธะไฮโดรเจน โดยมี A จับกับ T และ C กับกับ G เบสที่จับคู่กันเหล่านี้เรียกว่า เบสคู่สม (complementary base) (ภาพที่ 2.4) | |||||||||
|
| |||||||||
| ภาพที่ 2.1 โครงสร้างของนิวคลีโอไทด์ซึ่งประกอบด้วยน้ำตาลดีออกซีไรโบส หมู่ฟอสเฟตและเบส | |||||||||
| |||||||||
|
| |||||||||
|
| |||||||||
| ภาพที่ 2.2 โครงสร้างของ DNA เกลียวคู่ | |||||||||
|
| |||||||||
|
| |||||||||
|
| |||||||||
|
| |||||||||
| โครงสร้าง DNA แบบเกลียวคู่เวียนขวา (right-handed double helix DNA) ที่เสนอโดยวัตสันและคณะ ประกอบด้วยโพลีนิวคลีโอไทด์ 2 สายเวียนเกลียวไปทางขวาสวนทิศกัน ในแต่ละเกลียวมีเบสจับกัน 10 คู่ระนาบ แต่ละคู่ที่อยู่เป็นขั้นบันไดห่างกัน 0.34 นาโนเมตร และทำมุม 36 องศากับเบสคู่ถัดไป การพันเกลียวทำให้เกิดร่อง 2 ขนาด คือร่องขนาดใหญ่ (major groove) และร่องขนาดเล็ก (minor groove) เป็นตำแหน่งเกาะของชีวโมเลกุลหลายชนิด DNA ลักษณะนี้จัดเป็นแบบ B (ภาพที่ 2.5)โครงสร้างเกลียวคู่ของ DNA สามารถเกิดได้ถึง 6 แบบ คือแบบ A, B, C, D, E ซึ่งเป็นเกลียวเวียนขวาและ แบบ Z ซึ่งเป็นเกลียวเวียนซ้าย DNA ที่พบได้ในสิ่งมีชีวิตมี 3 แบบคือแบบ A-DNA, B-DNA และ Z-DNA (ภาพที่ 2.6) แต่ที่พบได้บ่อยคือแบบ B | |||||||||
|
|  | ||||||||
| |||||||||
| |||||||||
| ภาพที่ 2.6 DNA แบบ A ,B และ Z | |||||||||
| | |||||||||
| โครงสร้างของ DNA นอกจากจะเป็นเกลียวคู่แล้ว อาจมีโครงสร้างเป็นเกลียวสาม หรือเกลียวสี่ได้อีกด้วย เนื่องจากการจับกันของคู่เบสในสาย DNA สามารถจับกันได้มากกว่า 2 เบส โดยสาย DNA 1 สาย จับกับ DNA เกลียวคู่ได้เป็น DNA 3 สาย (ภาพที่ 2.7) การจับกันแบบนี้สามารถยับยั้งการแสดงออกของยีนได้ (จะกล่าวถึงในตอนต่อไป)
ภาพที่ 2.7 โครงสร้าง DNA 3 สาย (ซ้าย) การจับกันของเบส 3 ตัว ภายในสาย (กลาง, ขวา) | |||||||||
| สำหรับ DNA 4 สาย จะพบในยูคารีโอตบริเวณส่วนปลายของแท่งโครโมโซมที่เรียกว่า 'เทโลเมียร์ (telomere)' เป็นตำแหน่งที่มีการซ่อมแซมเบสที่ขาดหายไปจากการสังเคราะห์ DNA สาย lagging โดยใช้เอนไซม์เทโลเมอเรส (telomerase enzyme) และใช้ RNA เป็นต้นแบบ ตรงเทโลเมียร์นี้จะพบเบสกัวนีน (G) เรียงซ้ำๆ กัน สาย DNA 4 สายจะรวมกันโดยมีการจับกันระหว่างเบสกัวนีน 4 ตัว ที่อยู่ในระนาบเดียวกัน (ภาพ 2.8)
ภาพที่ 2.8 โครงสร้าง DNA 4 สาย (ซ้าย) การจับกันของเบส 4 ตัว ภายในสาย (ขวา) | |||||||||
| |||||||||
|
แหล่งข้อมูล ;http//www.il .mahidol / e-media | |||||||||
