นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ ศึกษาโครงสร้างของ DNA ในสิ่งมีชีวิตชนิดต่าง ๆ โดยใช้เทคนิค เอกซ์เรย์ดิฟแฟรกชัน
ปี พ.ศ. 2493 – 2494 เอ็ม เอช เอฟ วิลคินส์ ( M. H.F Wilkins ) และโรซาลินด์ แฟรงคลิน (Rosalind Franklin)นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ ศึกษาโครงสร้างของ DNA ในสิ่งมีชีวิตชนิดต่าง ๆ โดยใช้เทคนิค เอกซ์เรย์ดิฟแฟรกชัน (X-ray diffraction) ด้วยการฉายรังสีเอกซ์ผ่านผลึก DNA การหักเหของรังสีเอกซ์ทำให้เกิดภาพบนแผ่นฟิล์ม ได้ภาพถ่ายที่ชัดเจนมาก จากภาพถ่ายนี้นักฟิสิกส์แปลผลได้ว่าโครงสร้างของ DNA จากสิ่งมีชีวิตชนิดต่าง ๆ มีลักษณะที่คล้ายกันมาก คือ ประกอบด้วยพอลินิวคลีโอไทด์มากกว่า 1 สาย มีลักษณะเป็นเกลียว เกลียวแต่ละรอบมีระยะห่างเท่า ๆ กัน จากผลการศึกษาทำให้เข้าใจโครงสร้างทางกายภาพของ DNA ภาพ : ภาพที่เกิดจากการหักเหของรังสีเอกซ์ผ่านผลึก DNA  ภาพ : พันธะไฮโดรเจนระหว่างเบสที่เข้าคู่กัน หลังจากนั้นวอตสันและคริกจึงสร้างแบบจำลอง DNA ตามแนวคิด โดยให้พอลินิวคลีโอไทด์ 2 สายเรียงสลับทิศกัน ปลาย 3 ของสายหนึ่งเข้าคู่กับปลาย 5 ของอีกสายหนึ่ง เบส A ของสายหนึ่งตรงกับเบส T ของอีกสายหนึ่ง และเบส C ของสายหนึ่งตรงกับเบส G ของอีกสายหนึ่งเสมอ จากนั้นจึงเสนอโครงสร้างโมเลกุลของ DNA ว่าประกอบด้วยพอลินิวคลีโอไทด์ 2 สาย เบสในแต่ละสายของ DNA ที่เป็น เบสคู่สม (complementary base pair ) ยึดกันด้วยพันธะไฮโดรเจนโดยมีเบส A จับคู่กับเบส T และเบส C จับคู่กับเบส G โดยมีทิศทางจากปลาย 5 ไปยังปลาย 3 แต่สวนทางกันและพันกัน บิดเป็นเกลียวคู่ (double helix) เวียนขวาตามเข็มนาฬิกา เกลียวแต่ละรอบห่างเท่า ๆ กัน และมี คู่เบสจำนวนเท่ากัน |
โครงสร้างเกลียวคู่ทำให้โครงสร้างของ DNA มีลักษณะคล้ายบันไดเวียน โดยมีน้ำตาลดีออกดีไรโบสจับกับหมู่ ฟอสเฟต เป็นราวบันได (backbones) และบันไดแต่ละขั้น คือ คู่เบส 1 คู่  นักเรียนได้ศึกษามาแล้วว่าโครงสร้างของ DNA ประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์จำนวนมาก แม้ว่า DNA จะมีนิวคลีโอไทด์เพียง 4 ชนิด แต่โมเลกุลอาจประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์หลายพันคู่จนถึงนับแสนคู่ ตัวอย่างเช่น ถ้า DNA ประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์ 2 โมเลกุลเรียงกัน จะสามารถจัดเรียงให้แตกต่างกันได้ 16 แบบ (4) ดังนั้นถ้าโมเลกุล DNA ประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์จำนวนมาก การเรียงลำดับของเบสก็จะแตกต่างกันมากด้วยเช่นเดียวกัน ลักษณะทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่ง ๆ มีหลายลักษณะ และลำดับเบสของ DNA ซึ่งเกิดจากเบสชนิดต่าง ๆ กันนั้นมีหลายรูปแบบก็น่าจะมากพอที่จะทำหน้าที่ควบคุมหรือกำหนดลักษณะพันธุกรรมต่าง ๆ ได้ สิ่งที่น่าสนใจก็คือ DNA กำหนดและควบคุมลักษณะทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตได้อย่างไร
สรุปเรียบเรียงเพื่อการเรียนรู้ของผู้เรียนโดยครูณัฐฎา แสงคำ |
