ยี�นและโครโมโซม

Eukaryotic cell

Prokaryotic cell

1. การถ่�ายีทอดยี�นและโครโมโซม ม�การค�นพบ สี�ยี�อมน�วเคล�ยีสีในปี� พ.ศ . 2423 จึ ง

พบว�าในน�วเคล�ยีสีม�โครงสีร�างท�"ม�ล#กษณะเปี&นเสี�น เร�ยีกว�า " โครโมโซม " สี�ยี�อมด#งกล�าวท'าให้�น#กว�ทยีาศาสีตร*สีามารถ่ต�ดตามการเปีล�"ยีนแปีลงของโครโมโซมขณะม�การแบ�งเซลล* และท'าให้�ร,�จึ#ก การแบ�งเซลล*ใน

2 ล#กษณะค-อ การแบ�งเซลล*ของไมโทซ�สี ซ "งพบว�า กระบวนการน�/เซลล*ล,กท�"เก�ดข /นจึะม�โครโมโซมเห้ม-อนก#นท#/งห้มด ด#งภาพ และ การแบ�งเซลล*แบบไมโอซ�สี ท�"ม�ผลท'าให้�เซลล*ล,กท�"เก�ดข /นจึะม�จึ'านวนโครโมโซมเปี&นคร "งห้น "งของเซลล*เร�"มต�น

การแบ�งเซลล*

ทฤษฎี�โครโมโซมในการถ่�ายีทอดล#กษณะทางพ#นธุ6กรรม

(Chromosome theory of inheritance) ในปี� พ.ศ.2445 วอลเตอร์� ซัต (ตน Walter Sutton) เปี&น

บ6คคลแรกท�"เสีนอ  ทฤษฎี� โดยีเสีนอว�าสี�"งท�"เร�ยีกว�า แฟกเตอร*จึากข�อเสีนอของเมน

เดล ซ "งต�อมาเร�ยีกว�า " ยี�น " น#/นน�าจึะอยี,�บนโครโมโซม เพราะม�

เห้ต6การณ*ห้ลายีอยี�างท�"ยี�นและโครโมโซมม�ความสีอดคล�องก#น ด#งน�/

1. ยี�นม� 2 ชุ6ด และโครโมโซมก9ม� 2 ชุ6ด 2 ยี�นและโครโมโซมสีามารถ่ถ่�ายีทอดไปีสี,�ร6�นล,กห้ลาน

3. ขณะท�"ม�การแบ�งเซลล*แบบไมโอซ�สี โครโมโซมม�การเข�าค,�ก#น และต�างแยีกจึากก#นไปียี#งเซลล*ล,กท�"เก�ดข /นคนละเซลล* ซ "งล#กษณะเด�ยีวก#นน�/ก9เก�ดข /นได�ก#บยี�น โดยีม�การแยีกต#วของแอลล�ลท#/งสีองไปียี#งเซลล*สี-บพ#นธุ6* 4. การแยีกต#วของโครโมโซมท�"เปี&นค,�ก#นไปียี#งข#/วเซลล*ขณะท�"ม�การแบ�งเซลล* แต�ละค,�ด'าเน�นไปีอยี�างอ�สีระ เชุ�นเด�ยีวก#บการแยีกต#วของแต�ละแอลล�ลไปียี#งเซลล*สี-บพ#นธุ6*

ทฤษฎี�โครโมโซมในการถ่�ายีทอดล#กษณะทางพ#นธุ6กรรม

(Chromosome theory of inheritance ) (ต�อ) 5. ขณะเก�ดการสี-บพ#นธุ6* การรวมของเซลล*ไข�และ

สีเปี:ร*มเก�ดเปี&นไซโกตเปี&นไปีอยี�างสี6�ม ท'าให้�เก�ดการรวมก#นระห้ว�างชุ6ดโครโมโซมจึากเซลล*ไข�และสีเปี:ร*มเปี&นไปีอยี�างสี6�มด�วยี ซ "งเห้ม-อนก#บการท�"ชุ6ดของแอลล�ลท�"เก�ดข /น ในเซลล*สี-บพ#นธุ6*ของพ�อกล#บมารวมก#นอ�กคร#/งก#บแอลล�ลในเซลล*สี-บพ#นธุ6*ของแม� เม-"อม�การสี-บพ#นธุ6*ก9เปี&นไปีอยี�างสี6�มเชุ�นก#น 6. ท6กเซลล*ท�"พ#ฒนามาจึากไซโกตจึะม�โครโมโซมคร "งห้น "งจึากแม�และอ�กคร "งห้น "งของพ�อ ซ "งยี�นคร "งห้น "งก9จึะมาจึากแม�และอ�กคร "งห้น "งก9จึะมาจึากพ�อเชุ�นก#น ท'าให้�ล,กท�"เก�ดมาม�ล#กษณะแปีรผ#นไปีจึากพ�อและแม�

2. การค�นพบสีารพ#นธุ6กรรม ในปี� พ.ศ.2412 เอฟ มิ�เชอร์� (F. Miescher) น#ก

ว�ทยีาศาสีตร*ชุาวสีว�เดน ได�ศ กษาสี�วนปีระกอบในน�วเคล�ยีสีของเซลล*เม9ดเล-อดขาวท�"

ต�ดมาก#บผ�าพ#นแผล โดยีน'ามายี�อยีเอาโปีรต�นออกด�วยีเอนไซม*เพปีซ�น พบว�าเอนไซม*น�/ไม�สีามารถ่ยี�อยีเอาโปีรต�นท�"อยี,�ภายีในน�วเคล�ยีสีได� เม-"อน'าสีารน�/มาว�เคราะห้*ทางเคม�ก9พบว�า ม�ธุาต6ไนโตรเจึนและฟอสีฟอร#สีเปี&นองค*ปีระกอบ จึ งเร�ยีกสีารท�"สีก#ดได�จึากน�วเคล�ยีสีว�า น�วคล�อ�น (Nuclein) ต�อมาอ�ก 20 ปี� ได�ม�การเปีล�"ยีนชุ-"อให้ม�ว�า กรดน�วคล�อ�ก เน-"องจึากม�ผ,�ค�นพบว�าสีารน�/ม�สีมบ#ต�เปี&นกรด

สีารพ#นธุ6กรรม ม�อยี,� 2 ชุน�ด ค-อ1. Deoxyribonucleic  acid (ด�เอ9นเอ ) พบในสี�"งม�ชุ�ว�ตท#"วไปี2. Ribonucleic  acid (อาร*เอ9นเอ ) พบในไวร#สีบางชุน�ดเท�าน#/น

เอฟ มิ�เชอร์� (F. Miescher)

สีมบ#ต�ของสีารพ#นธุ6กรรมการท�"จึะเปี&นสีารพ#นธุ6กรรมได�น#/นยี�อมต�องม�

สีมบ#ต�สี'าค#ญ ค-อ ปีระการแรก ต�องสีามารถ่เพ�"มจึ'านวนต#วเองได�โดยีม�

ล#กษณะเห้ม-อนเด�มเพ-"อให้�สีามารถ่ถ่�ายีทอดล#กษณะทางพ#นธุ6กรรมจึากร6�นพ�อแม�ไปียี#งร6�นล,กได�

ปีระการท�"สีอง สีามารถ่ควบค6มให้�เซลล*สี#งเคราะห้*สีารต�างๆเพ-"อแสีดงล#กษณะทางพ#นธุ6กรรอให้�ปีรากฏ

ปีระการท�"สีาม ต�องสีามารถ่เปีล�"ยีนแปีลงได�บ�าง ซ "งการเปีล�"ยีนแปีลงท�"เก�ดข /นอาจึก�อให้�เก�ดล#กษณะพ#นธุ6กรรมท�"ผ�ดแปีลกไปีจึากเด�มและเปี&นชุ�องทางให้�เก�ดสี�"งม�ชุ�ว�ตสีปี�ชุ�สี*ให้ม�ๆ ข /น

การค�นพบสีารพ#นธุ6กรรม เม-"อม�การพ#ฒนา สี�ฟ6คซ�น (Fuchsin ) ในปี�

พ.ศ.2457 โดยี อาร์� ฟอยล� (เกน R. Feulgen) น#กเคม�ชุาวเยีอรม#น ซ "งสี�น�/ยี�อมต�ด DNA ให้�สี�แดง และเม-"อน'าไปียี�อมเซลล* พบว�าต�ดท�"น�วเคล�ยีสีและรวมต#วห้นาแน�นท�"โครโมโซม จึ งสีร6ปีได�ว�า DNA อยี,�ท�"โครโมโซม จึะเปี&นไปีได�ห้ร-อไม�ว�า DNA เปี&นสีารพ#นธุ6กรรมของสี�"งม�ชุ�ว�ต ถ่�า DNA เปี&นสีารพ#นธุ6กรรม DNA จึะต�องควบค6มการถ่�ายีทอดล#กษณะทางพ#นธุ6กรรมได�ด#งน#/นโครโมโซม นอกจึากจึะม�โปีรต�นแล�วยี#งม� DNA อ�กด�วยี

การค�นพบสีารพ#นธุ6กรรม เอฟ กร์�ฟฟ�ท (F. Griffith) แพทยี*ชุาวอ#งกฤษ

ท'าการทดลองโดยีฉี�ดแบคท�เร�ยี (Streptococcus Pneumoniae) ท�"ท'าให้�

เก�ดโรคปีอดบวมเข�าไปีในห้น, แบคท�เร�ยีท�"ฉี�ดเข�าไปีน�/ม� 2 สีายีพ#นธุ6* ค-อ สีายีพ#นธุ6*ท�"ม�ผ�วห้ยีาบ เพราะไม�ม�สีารห้�อห้6�มเซลล*ห้ร-อ แคปีซ,ล (Capsule ) ไม�ท'าให้�เก�ดปีอดบวม เร�ยีกว�าสีายีพ#นธุ6* R (Rough )สี�วนสีายีพ#นธุ*ท�"ม�ผ�วเร�ยีบ เร�ยีกว�าสีายีพ#นธุ6* S (Smooth ) ตามการทดลองด#งภาพท�" 2-2

การทดลองของเอฟ กร�ฟฟ:ท

การ์ทดลองของเอฟ กร์�ฟฟ�ท กร�ฟฟ:ทน'าแบคท�เร�ยีสีายีพ#นธุ6 R ฉี�ดให้�ห้น, พบว�าห้น,ไม�ตายี ต�อ

มาฉี�ดแบคท�เร�ยีสีายีพ#นธุ6* S ให้�ห้น,พบว�าห้น,ตายี   เม-"อน'าแบคท�เร�ยีสีายีพ#นธุ6* S ท�"ท'าให้�ตายีด�วยีความร�อนแล�วฉี�ดให้�ห้น,พบว�าห้น,ไม�ตายี  แต�เม-"อน'าแบคท�เร�ยีสีายีพ#นธุ6* S ท�"ท'าให้�ตายีด�วยีความร�อนผสีมสีายีพ#นธุ6* R ท�"ม�ชุ�ว�ต ท�/งไว�ระยีะเวลาห้น "งแล�วฉี�ดให้�ห้น,พบว�าห้น,ตายี เม-"อน'าไปีตรวจึเล-อดห้น,ท�"ตายีปีรากฏว�าม�แบคท�เร�ยีสีายีพ#นธุ6* S ปีนอยี,�ก#บ สีายีพ#นธุ6* R **สี�"งท�"น�าสีงสี#ยีค-อเห้ต6ใดเม-"อน'าแบคท�เร�ยีสีายีพ#นธุ6* S ท�"ท'าให้�

ตายีด�วยีความร�อน ไปีผสีมก#บสีายีพ#นธุ6* R ท�"ม�ชุ�ว�ตแล�วฉี�ดให้�ห้น,จึ งท'าให้�ห้น,ตายี

กร�ฟฟ:ทได�รายีงานว�าม�สีารบางอยี�างจึากแบคท�เร�ยีสีายีพ#นธุ6* S ท�"ท'าให้�ตายีด�วยีความร�อนเข�าไปียี#งสีายีพ#นธุ6* R บางเซลล*และสีามารถ่ท'าให้�แบคท�เร�ยีสีายีพ#นธุ6* R เปีล�"ยีนแปีลงเปี&นสีายีพ#นธุ6* S ท�"ม�ชุ�ว�ต สีายีพ#นธุ6* S เห้ล�าน�/ยี#งสีามารถ่ถ่�ายีทอดล#กษณะไปีสี,�ร6�นล,กห้ลานอยี�างไรก9ตาม กร�ฟฟ:ทก9ไม�สีามารถ่พ�สี,จึน*ได�ว�าสีารน#/นค-ออะไร

การค�นพบสีารพ#นธุ6กรรม

น#กว�ทยีาศาสีตร*ชุาวอเมร�ก#น 3 คน ค-อ โอ ท� แอเวอ (ร์�� O. T. Avery

) (ซั� แมิคลอยด� C. MacLeod ) และเอ�มิ แมิคคาร์� (ท� M. McCarty) ท'าการทดลองต�อจึากกร�ฟฟ:ท โดยีน'าแบคท�เร�ยีสีายีพ#นธุ6* S มาท'าให้�ตายีด�วยีความร�อนและสีก#ดเอาสีาร ออกมาใสี�ในห้ลอดทอลอง 4 ห้ลอด แล�วเต�ม เอนไซม* RNase (Ribonuclease ) ในห้ลอดทดลอง ก . เพ-"อยี�อยีสีลายี RNA เต�ม เอนไซม*โปีรต�เอสี (Protease ) ลงในห้ลอดทดลอง ข . เพ-"อยี�อยีสีลายีโปีรต�น และเต�ม เอนไซม* DNase (Deoxyribonuclease ) ลงในห้ลอดทดลอง ค . เพ-"อยี�อยีสีลายี DNA สี�วนห้ลอด ง . เปี&นการทดลองชุ6ดควบค6ม ซ "งไม�ม�การเต�มเอนไซม*อ-"นใดเพ�"มเต�ม ต�อจึากน#/นเต�มแบคท�เร�ยีสีายีพ#นธุ6* R ลงในห้ลอดทดลอง ด#งการทดลองในภาพท�" 2-3 ปีล�อยีไว�ระยีะเวลาห้น "งจึ งน'าไปีเพาะเล�/ยีงในอาห้ารว6 �น แล�วตรวจึสีอบแบคท�เร�ยีท�"เก�ดข /น

การค�นพบสีารพ#นธุ6กรรม

การค�นพบสีารพ#นธุ6กรรม จึากผลการทดลองของแอเวอร�"และคณะ ปีรากฏว�าสี�วน

ผสีมของแบคท�เร�ยีสีายีพ#นธุ6* R ก#บสีารสีก#ดจึากสีายีพ#นธุ6* S ท�"ท'าให้�ตายีด�วยีความร�อน ในภาวะท�"ม�เอนไซม* DNase จึะไม�พบแบคท�เร�ยีสีายีพ#นธุ6* S ท�"เก�ดข /นให้ม� ในขณะท�"ในสี�วนผสีมของแบคท�เร�ยีสีายีพ#นธุ6* R ก#บสีารสีก#ดจึากสีายีพ#นธุ6* S ในภาวะท�"ม�เอนไซม* RNase และภาวะท�"ม�เอนไซม*โปีรต�เอสี จึะพบสีายีพ#นธุ6* S ท�"เก�ดข /น การทดลองคร#/งน�/แสีดงให้�เห้9นว�า DNA ค-อสีารท�"เปีล�"ยีนพ#นธุ6กรรมของแบคท�เร�ยีจึากสีายีพ#นธุ6* R ให้�เปี&นสีายีพ#นธุ6* S แอเวอร�"จึ งสีร6ปีได�ว�า กรดน�วคล�อ�กชุน�ด DNA เปี&นสีารพ#นธุ6กรรม ไม�ใชุ�โปีรต�นด#งท�"เคยีเชุ-"อก#นมาก�อนห้น�าน�/

3. โครโมโซม ร,ปีร�าง ล#กษณะ และจึ'านวนโครโมโซม

ร,ปีร�างของโครโมโซม

ตาราง จึ'านวนโครโมโซมในเซลล*ร�างกายีของสี�"งม�ชุ�ว�ตชุน�ดต�างๆ

สี�"งม�ชุ�ว�ตจึ'านวน

โครโมโซม 2( n)

สี�"งม�ชุ�ว�ตจึ'านวน

โครโมโซม 2( n)

มน6ษยี* ( Homo sapiens )

46 สีน (Pinus ponderosa)

24

ล�งชุ�มแพนซ� (Pan trogodytes)

48 กะห้ล'"าปีล� (Brassica oleracea)

18

ม�า (Equus calibus)

64 ถ่#วล#นเตา (Pisum sativum)

14

สี6น#ข (Canis familiaris)

78 ฝ้Aายี (Gossypium hirsutum)

52

แมว (Feris domesticus)

38 มะเข-อเทศ 24

ห้น, (Mus musculus)

40 ห้อม (Allicum cepa) 16

ไก� (Gallus domesticus)

78 ยีาสี,บ (Nicotiana tabacum)

48

กบ (Rama pipiens)

26 ข�าว (Oryza sativa) 24

ผ /ง (Apis mellifera)

32 ข�าวโพด (Zea Mays) 20

แมลงว#น (Musca domestica)

12 กล�วยี (Musa paradisiacal)

22

แมลงห้ว�" (Drosophila melanogaster)

8 แตงโม (Citrillus vulgalis)

22

ยี6งก�นปีล�อง (Anopheles dirus)

6 ชุา (Cemellia sinensis)

30

สี�วนปีระกอบของโครโมโซม ถ่�าห้ากจึะปีระมาณสี#ดสี�วนระห้ว�าง DNA และโปีรต�นท�"

เปี&นองค*ปีระกอบของโครโมโซมของยี,คาร�โอต จึะพบว�า ปีระกอบด�วยี DNA 1 ใน 3 และอ�ก 2 ใน 3 เปี&นโปีรต�นโดยีสี�วนท�"เปี&นโปีรต�นจึะเปี&น ฮิ�สีโตน ( Histone ) และ นอนฮิ�สีโตน ( Non - histone ) อยี�างละปีระมาณเท�าๆก#น

น#กว�ทยีาศาสีตร*พบว�าฮิ�สีโตนเปี&นโปีรต�นท�"ม�องค*ปีระกอบสี�วนให้ญ�เปี&น กรดอะม�โนท�"ม�ปีระจึ6บวก เชุ�น ไลซ�น และ อาร*จึ�น�น ท'าให้�สีมบ#ต�ในการเกาะจึ#บก#บสีายี DNA ซ "งม�ปีระจึ6ลบได�เปี&นอยี�างด� และท'าให้�เก�ดการสีร�างสีมด6ลของปีระจึ6 ของโครมาท�นด�วยี สีายี DNA พ#นรอบกล6�มโปีรต�นฮิ�สีโตนคล�ายีเม9ดล,กปีDด เร�ยีกโครงสีร�างน�/ว�า น�วคล�โอโซม ( nucleosome ) โดยีจึะม�ฮิ�สีโตน บางชุน�ดเชุ-"อมต�อ

ระห้ว�างเม9ดล,กปีDดแต�ละเม9ดด#งภาพ

สี�วนปีระกอบของโครโมโซม

สี�วนปีระกอบของโครโมโซม สี�วนของโปีรต�นนอนฮิ�สีโตนน#/นม�มากมายีห้ลายี

ชุน�ด อาจึจึะเปี&นร�อยีห้ร-อพ#นชุน�ด ข /นอยี,�ก#บชุน�ดของสี�"งม�ชุ�ว�ต โดยีโปีรต�นเห้ล�าน�/จึะม�ห้น�าท�"แตกต�างก#นไปี บางชุน�ดม�ห้น�าท�"ชุ�วยีในการขดต#วของ DNA ห้ร-อบางชุน�ดก9เก�"ยีวข�องก#บกระบวนการจึ'าลองต#วเองของ DNA ห้ร-อการแสีดงออกของยี�น เปี&นต�น

สี'าห้ร#บในโพรคาร�โอต เชุ�น แบคท�เร�ยี E . Coli ม�จึ'านวนโครโมโซมชุ6ดเด�ยีว และม�โครโมโซมเพ�ยีงโครโมโซมเด�ยีว เปี&นร,ปีวงแห้วนอยี,�ในไซโทพลาซ ม ปีระกอบด�วยี DNA 1 โมเลก6ล และ ไม�ม�ฮิ�สีโตนเปี&นองค*ปีระกอบ

สีารพ#นธุ6กรรมท#/งห้มดของสี�"งม�ชุ�ว�ตชุน�ดห้น "งๆ เร�ยีกว�า จึ�โนม ( genome ) จึากการศ กษาพบว�าสี�"งม�ชุ�ว�ตแต�ละชุน�ดม�ขนาดจึ�โนมและจึ'านวนยี�นแตกต�างก#น

ตาราง แสีดงขนาดจึ�โนมของสี�"งม�ชุ�ว�ตชุน�ดต�างๆ

สี�"งม�ชุ�ว�ต ขนาดของจึ�โนม (ล�านค,�เบสี)

จึ'านวนยี�นโดยีปีระมาณ

มน6ษยี* ( Homo sapiens )

3 ,200 80,000

ห้น, (Mus musculus)

3,000 80,000

แมลงห้ว�" (Drosophila melanogaster)

120 10,000

ห้นอนต#วห้ลม (Caenorhabditis elegans)

100 13,000

พ-ชุในวงศ*ผ#กกาดชุน�ดห้น "ง (Arabidopsis thaliana)

100 25,000

ยี�สีต* (Saccharomyces carevisiae)

15 6,000

แบคท�เร�ยี (Escherichia coli)

4 4,000

         

 

     

โครโมโซมของมน6ษยี*

องค*ปีระกอบทางเคม�ของ DNA

บางสี�วนของ DNA ท'าห้น�าท�"เปี&นยี�น ค-อสีามารถ่ควบค6มล#กษณะ ทางพ#นธุ6กรรมของสี�"งม�ชุ�ว�ตได� DNA เปี&นกรดน�วคล�อ�กชุน�ดห้น "ง ซ "งเปี&น พอล�เมอร* สีายียีาวปีระกอบด�วยีห้น�วยียี�อยีห้ร-อมอนอเมอร*ท�"เร�ยีกว�า น�วคล�โอไทด* ซ "งแต�ละน�วคล�โอไทด*ปีระกอบด�วยี

1. น'/าตาลเพนโทสี ซ "งม�คาร*บอน 5 อะตอม ค-อ น'/าตาลด�ออกซ�ไรโบสี

2. ไนโตรจึ�น#สีเบสี (nitrogenous base) เปี&นโครงสีร�างปีระกอบด�วยีวงแห้วนท�"ม�อะตอมของคาร*บอนและไนโตรเจึนแบ�งออกเปี&น 2 ปีระเภท ค-อ เบสีพ�วร�น (purine ) ม� 2 ชุน�ด ค-อ อะด�น�น(adenineห้ร-อA ) และกวาน�น(guanine ห้ร-อ G ) และ เบสีไพร�ม�ด�น(pyrimidine ) ม� 2 ชุน�ด ค-อ ไซโทซ�น(cytosineห้ร-อ c)และ ไทม�น(tymineห้ร-อ t )

3 . ห้ม,�ฟอสีเฟต

โครงสีร�างของน�วคล�โอไทด*

น�วคล�โอไทด*ท�"ม�เบสีชุน�ดต�างๆ ซ "งเปี&นองค*ปีระกอบของ DNA

น�วคล�โอไทด*จึ'านวนมากมาเชุ-"อมต�อก#นเปี&นโมเลก6ลของ DNA ได�โดยี การสีร�างพ#นธุะโควาเลนซ*ระห้ว�างห้ม,�ฟอสีเฟตของน�วคล�โอไทด*ห้น "งก#บห้ม,�ไฮิดรอกซ�ลอยี,�ท�"คาร*บอนต'าแห้น�งท�" 3 ของน'/าตาล ในน�วคล�โอไทด*ห้น "ง ด#งภาพ

เออร์�ว�น ชาร์�กาฟฟ� ( Erwin Chargaff ) น#กเคม�ชุาว

อเมร�ก#น ได�ว�เคราะห้*ปีร�มาณเบสีท�"เปี&นองค*ปีระกอบทางเคม�ของโมเลก6ล DNA ในสี�"งม�ชุ�ว�ตชุน�ดต�างๆ ข�อม,ลท�"ได�จึากการทดลองของชุาร*กาฟฟEแสีดงให้�เห้9นว�าในสี�"งม�ชุ�ว�ตแต�ละชุน�ด ปีร�มาณของเบสี 4 ชุน�ด จึะแตกต�างก#นแต�จึะม�ปีร�มาณของเบสี A ใกล�เค�ยีงก#บ T และเบสี C ใกล�เค�ยีงก#บG เสีมอ เร�ยีกว�ากฎีของชุาร*กาฟฟE (Chargaff s’ Rule ) และสี�"งม�ชุ�ว�ตจึะม�อ#ตราสี�วนระห้ว�าเบสี A:T และอ#ตราสีวนระห้ว�าง G:C คงท�"เสีมอ จึากอ#ตราสี�วนของเบสีด#งกล�าวอาจึเปี&นไปีได�ว�าเบสีA จึ#บค,�ก#บ T และเบสี G จึ#บค,�ก#บ C จึากอ#ตราสี�วนน�/ชุ�/ให้�เห้9นว�า DNA จึะต�องม�การจึ#ดเร�ยีงต#วของน�วคล�โอไทด* 4 ชุน�ด ท�"ท'าให้�จึ'านวนของชุน�ด A เท�าก#บ T และชุน�ด C เท�าก#บ G เสีมอไปี

โครงสีร�างของ DNA

โครงสีร�างของ DNA

เอ�มิ เอช เอฟ ว�ลค�นส์� ( M. H. F Wilkins และโร์ซัา) ล�นด� แฟร์งคล�น ( Rosalind Franklin ) น#กฟ:สี�กสี*ชุาวอ#งกฤษ ศ กษาโครงสีร�างของ DNA ในสี�"งม�ชุ�ว�ตชุน�ดต�าง ๆ โดยีใชุ�เทคน�ค เอกซ*เรยี*ด�ฟแฟรกชุ#น (X-ray diffraction )ด�วยีการฉีายีร#งสี�เอกซ*ผ�านผล ก DNA การห้#กเห้ของร#งสี�เอกซ*ท'าให้�เก�ดภาพบนแผ�นฟ:ล*ม ได�ภาพถ่�ายีท�"ชุ#ดเจึนมาก จึากภาพถ่�ายีน�/น#กฟ:สี�กสี*แปีลผลได�ว�าโครงสีร�างของ DNA จึากสี�"งม�ชุ�ว�ตชุน�ดต�าง ๆ ม�ล#กษณะท�"คล�ายีก#นมาก ค-อ ปีระกอบด�วยีพอล�น�วคล�โอไทด*มากกว�า 1 สีายี ม�ล#กษณะเปี&นเกล�ยีว เกล�ยีวแต�ละรอบม�ระยีะห้�างเท�า ๆ ก#น

เทคน�ค เอกซ*เรยี*ด�ฟแฟรกชุ#น (X-ray diffraction)

โครงสีร�างของ DNA

เจ ด� วอต (ส์น J.D. Watson) น#กชุ�วเคม�ชุาวอเมร�ก#น และ เอฟ คร์�ก (F. Crick) น#กฟ:สี�กสี*ชุาวอ#งกฤษ ได�เสีนอแบบจึ'าลองโครงสีร�างโมเลก6ลของ DNA ท�"สีมบ,รณ*ท�"สี6ด โดยีรวบรวมข�อม,ลต�าง ๆ จึากโครงสีร�างทางเคม�ของสี�วนปีระกอบของโมเลก6ล DNA จึากผลการทดลองของชุาร*กาฟฟE จึากข�อม,ลของชุาร*กาฟฟE ท'าให้�วอตสี#นและคร�กพยีายีามห้าพ#นธุะเคม�ท�"จึะเชุ-"อมพอล�น�วคล�โอไทด* 2 สีายีให้�ต�ดก#น ต�อมาได�พบว�าพ#นธุะด#งกล�าวค-อพ#นธุะไฮิโดรเจึน ซ "งเก�ดข /นระห้ว�างค,�เบสี แม�ว�าจึะไม�แข9งแรง แต�เม-"อม�จึ'านวนมากก9จึะม�ความแข9งแรงพอท�"จึะยี ดสีายีพอล�น�วคล�โอไทด* 2 สีายีให้�เข�าค,�ก#นได� และจึากการศ กษาโครงสีร�างของเบสีท#/ง 4 ชุน�ด พบว�าระห้ว�างเบสี A ก#บ T สีามารถ่เก�ดพ#นธุะไฮิโดรเจึนได� 2 พ#นธุะ และระห้ว�างเบสี C และ G เก�ดได� 3 พ#นธุะ ด#งภาพ ...

พ#นธุะไฮิโดรเจึนระห้ว�างเบสีท�"เข�าค,�ก#น

โครงสีร�างของ DNA J.D. Watson น#กชุ�วว�ทยีาอเมร�ก#น & F.H.C.

Crick น#กฟ:สี�กสี*อ#งกฤษ เสีนอโครงสีร�างของ DNA และได�ร#บ Nobel Prize

1. ปีระกอบด�วยี 2 polynucleotides ยี ดก#นโดยีการจึ#บค,�ก#นของเบสี โดยี H-bond2. ท#/ง 2 สีายีขนานก#นและม�ท�ศทางตรงข�าม (antiparallel)3. การจึ#บค,�ก#นของเบสีระห้ว�าง A - T (2 H-bonds), C - G (3 H-bonds) = complementary base pairs (เบสีท�"เปี&นเบสีค,�สีมก#น ค-อ A จึ#บค,�ก#บ T ด�วยีพ#นธุะไฮิโดรเจึน 2 พ#นธุะ และGจึ#บค,�ก#บ C ด�วยีพ#นธุะไฮิโดรเจึน 3 พ#นธุะ)4. ท#/ง 2 สีายีจึะพ#นก#นเปี&นเกล�ยีวเว�ยีนขวา (right handed double strand helix)5. แต�ละค,�เบสีห้�างก#น 3.4 อ#งสีตรอม (.34 nm) เอ�ยีงท'าม6ม 36 องศา 1 รอบ = 10 ค,�เบสี = 34 อ#งสีตรอม เสี�นผ�านศ,นยี*กลาง 20 อ#งสีตรอม

โครงสีร�างของ DNA

โครงสีร�างของ DNA

โครงสีร�างของ DNA

โครงสีร�างของ DNA

โครงสีร�างของ DNA

โครงสีร�างของ DNA

ในปี� พ.ศ. 2499 อาร*เธุอร* คอนเบ�ร*ก (

Atrhur kornberg) นกเคมิ�ชางอมิเร์�กนเป็#นคนแร์กท��ส์ามิาร์ถส์งเคร์ะห์�โมิเลก&ลของ DNA ในห์ลอดทดลองได)ส์*าเร์�จ โดยน*าเอ�นไซัมิ� DNA พอล�เมอเรสี ( DNA polymerase) ซั+งส์กดจากแบคท�เร์�ย E. coli ใส์-

ในปี� พ.ศ . 2499 อาร์�เธอร์� คอนเบ�ร์�ก (Atrhur kornberg) น#กเคม�ชุาวอเมร�ก#นเปี&นคนแรกท�"สีามารถ่สี#งเคราะห้*โมเลก6ลของ DNA ในห้ลอดทดลองท�"ม�สีารปีระกอบท�"จึ'าเปี&นต�อการสี#งเคราะห้*ครบสีมบ,รณ* ได�แก� DNA แม�พ�มพ* น�วคล�โอไทด* 4 ชุน�ด ค-อ น�วคล�โอไทด*ท�"ม�เบสี A น�วคล�โอไทด*ท�"ม�เบสี T น�วคล�โอไทด9ท�"ม�เบสี C และ น�วคล�โอไทด*ท�"ม�เบสี G และเอ9นไซม* DNA พอล�เมอเรสี ซ "งท'าห้น�าท�"เชุ-"อม น�วคล�โอไทด*ให้�ต�อก#นกลายีเปี&นสีายียีาว โดยีม�ท�ศทางการสี#งเคราะห้*สีายี ด�เอ9นเอสีายีให้ม� จึากปีลายี5 ไปียี#งปีลายี3 ปีDญห้าค-อจึะพ�สี,จึน*ได�อยี�างไรว�า DNA ท�"สี#งเคราะห้*ได�น#/น เห้ม-อนก#บ ด�เอ9นเอแม�พ�มพ*ท�"ใสี�ลงไปีในห้ลอดทดลอง

สี�"งม�ชุ�ว�ตท�"น'า DNA มาเปี&นแม�พ�มพ*

ปีร�มาณเบสีใน DNA ท�"สี#งเคราะห้*

ได� (ร�อยีละ)

อ#ตราสี�วนของ A+TC+G ใน DNA ท�"สี#งเคราะห้*ได�

อ#ตราสี�วนของ A+TC+G ใน DNA ท�"เปี&นแม�พ�มพ*A T C G

แบคท�เร�ยี ( Micrococcus lyso

deikicus )แบคท�เร�ยี ( Aerobacter aerogenes)แบคท�เร�ยี ( Escherichia coli )

ว#ว (เซลล*จึากต�อมไทม#สี)ไวร#สี (phage T

2)

0 .1

5

0.2

2

0.2

5

0.2

9

0.3

2

0 .1

5

0.2

2

0.2

5

0.2

8

0.3

2

0.3

5

0.2

8

0.2

5

0.2

1

0.1

8

0

3

5

0

2

8

0

2

8

0

2

2

0

1

8

04.1

08.0

10.0

13.2

17

8

03.9

08.2

09.7

13.5

18.4

อ#ตราสี�วนของเบสีใน DNA ท�"สี#งเคราะห้*ได�ในห้ลอดทดลองและ DNA แม�พ�มพ*

การสี#งเคราะห้* DNA สีามารถ่เก�ดข /นได�ในห้ลอดทดลอง ปีDจึจึ6บ#นม�การทดลองของน#กว�ทยีาศาสีตร*ท�"ยี-นยี#นได�ว�า DNA ม�กระบวนการจึ'าลองต#วของ DNA โดยีกระบวนการด#งกล�าวเปี&นไปีแบบก "งอน6ร#กษ* จึากความร,�ท�"ว�าการสี#งเคราะห้*พอล�น�วคล�โอไทด* สีายีให้ม�จึะต�องสีร�างในท�ศ 5 ไปี 3 เสีมอ น#กเร�ยีนค�ดว�าการสี#งเคราะห้* DNA สีายีให้ม�ท#/งสีองสีายีจึะเห้ม-อนก#นห้ร-อไม�

จึากการศ กษาของน#กว�ทยีาศาสีตร* พบว�าการสี#งเคราะห้* DNA สีายีให้ม� 2 สีายี ม�สี�วนแตกต�างก#นค-อ สีายีห้น "งจึะสีร�างต�อเน-"องก#นเปี&นสีายียีาว เร�ยีกสีายีน�/ว�า ล�ดด�งสีแตรนด* สี�วนสีายีให้ม�อ�กสีายีห้น "งไม�สีามารถ่สีร�างต�อก#นเปี&นสีายียีาวได�เห้ม-อนสีายีแรกเน-"องจึากท�ศทางการสีร�างจึากปีลายี 5ไปียี#งปีลายี 3 น#/นสีวนทางก#บท�ศคลายีเกล�ยีวของ DNA โมเลก6ลเด�ม จึ งสีร�างพอล�น�วคล�โอไทด* สีายีสี#/นๆท�"ม�ท�ศทางจึาก 5 ไปี 3 จึากน#/น เอนไซม*ไลเกสี จึะเชุ-"อมต�อสีายีสี#/นๆเห้ล�าน�/ให้�เปี&นสีายีเด�ยีวก#นเร�ยีกว�า DNA แลกก�งสีแตรนด*

การสี#งเคราะห้* DN

A วอตสี#นและคร�ก ได�เสีนอโครงสีร�างของ DNA ว�าเปี&น พอล�น�วคล�โอไทด* 2 สีายีพ#นก#นบ�ดเปี&นเกล�ยีว โครงสีร�างของ DNA ตามแบบจึ'าลองน�/ได�น'าไปีสี,�กลไกการจึ'าลองต#วเองของ DNA ในปี� พ.ศ . 2496 วอตสี#นและคร�กได�พ�มพ*บทความพยีากรณ*การจึ'าลองต#วของ DNA ได�ว�า ในการจึ'าลองต#วของ DNA พอล�น�วคล�โอไทด* 2 สีายี แยีกออกจึากก#นเห้ม-อนการร,ดซ�บ พอล�น�วคล�โอไทด*แต�ละสีายีท'าห้น�าท�"เปี&นแม�พ�มพ*สี'าห้ร#บการสีร�างสีายีให้ม� ม�การน'าคล�โอไทด*อ�สีระท�"อยี,�ในเซลล*เข�ามาจึ#บก#บ พอล�วคล�โอไทด*สีายีเด�ม โดยีเบสี A จึ#บก#บ T และเบสี C จึ#บก#บ G ห้ม,�ฟอสีเฟตของน�วคล�โอไทด* อ�สีระจึะจึ#บก#บน'/าตาลด�ออกซ�ไรโบสี ของ DNA โดยีว�ธุ�น�/เร�ยีกว�า DNA เรพล�เคชุ#"น ( DNA replication ) ท'าให้�ม�การเพ�"มโมเลก6ลของ DNA จึาก 1 โมเลก6ลเปี&น 2 โมเลก6ล DNA แต�ละโมเลก6ลม�พอล�น�วคล�โอไทด* สีายีเด�ม 1 สีายี และสีายีให้ม� 1 สีายี จึ งเร�ยีกการจึ'าลองล#กษณะว�า เปี&นแบบก�"งอน6ร#กษ* ( semi conservative )

การสี#งเคราะห้* DNA จึากการศ กษาของน#กว�ทยีาศาสีตร* พบว�าการ

สี#งเคราะห้* DNA สีายีให้ม� 2 สีายี ม�สี�วนแตกต�างก#นค-อ สีายีห้น "งจึะสีร�าง ต�อเน-"องก#นเปี&นสีายียีาว เร�ยีกสีายีน�/ว�าล�ดด�งสีแตรนด* สี�วนสีายีให้ม�อ�กสีายีห้น "งไม�สีามารถ่สีร�างต�อก#นเปี&นสีายียีาวได�เห้ม-อนสีายีแรกเน-"องจึากท�ศทางการสีร�างจึากปีลายี 5 ไปียี#งปีลายี 3 น#/นสีวนทางก#บท�ศกลายีคลายีเกล�ยีวของ DNA โมเลก6ลเด�ม จึ งสีร�างพอล�น�วคล�โอไทด* สีายีสี#/นๆท�"ม�ท�ศทางจึาก 5 ไปี 3 จึากน#/น เอนไซม*ไลเกสี จึะเชุ-"อมต�อสีายีสี#/นๆเห้ล�าน�/ให้�เปี&นสีายีเด�ยีวก#นเร�ยีกว�า แลกก�งสีแตรนด*

การสี#งเคราะห้* DNA       ในการแบ�งเซลล*ระยีะ S ของอ�นเตอร*เฟสี จึะม�การจึ'าลอง

ต#วเองของ DNA(DNA REPLICATION) แบบก "งอน6ร#กษ*(SEMI-CONSERVATIVE) ท'าให้�เก�ดเปี&น DNA

สีายีให้ม� ท�"เห้ม-อนเด�มท6กปีระการ

การสี#งเคราะห้* DNA

ข#/นตอนการสี#งเคราะห้* DNA

1 .เอนไซม*เฮิล�เคสี (helicase ) เข�าสีลายีพ#นธุะไฮิโดรเจึนท�"จึ6ดใดจึ6ดห้น "งบนเกล�ยีวค,� เร�ยีกจึ6ดน�/ว�าทางแยีกของการลอกแบบห้ร-อ เรพล�เคชุ#นฟอร*ค (replication fork )

ข#/นตอนการสี#งเคราะห้* DNA

2 . โปีรต�น SSB (Single Strand Binding protein ) เข�ามาเกาะบร�เวณสีายีเด�"ยีวท�"แยีกออกเพ-"อปีAองก#นการพ#นเกล�ยีวกล#บ

ข#/นตอนการสี#งเคราะห้* DNA

3 . เก�ดการสีร�าง RNA ชุ�/นเล9กๆท�"เร�ยีกว�า อาร*เอนเอไพรเมอร* (RNA primer ) โดยี อาร*เอนเอไพรเมสี (RNA primase) ซ "งไพรเมอร*น�/จึะเปี&นจึ6ดท�"เร�"มต�นการสี#งเคราะห้* DNA สีายีให้ม�

ข#/นตอนการสี#งเคราะห้* DNA

4 . เอนไซม*ด�เอนเอโพล�เมอเรสีน'าด�ออกซ�ไรโบน�วคล�โอไทด*สีายีเด�"ยีว เข�ามาต�อสีายีในท�ศทาง 5'-3' โดยีเชุ-"อมเบสีท�"ค,�ก#นเข�าด�วยีก#นด�วยีพ#นธุะไฮิโดรเจึน และเชุ-"อมห้ม,�ฟอสีเฟตของแต�ละน�วคล�โอไทด*ให้�เปี&นพ#นธุะฟอสีโฟไดเอสีเทอร* เม-"อจึ6ดคลายีเกล�ยีวเล-"อนข /นไปีก9จึะได� DNA สีายีให้ม�ท�"ยีาวข /น เร�ยีก DNA สีายีน�/ว�า สีายีน'า (leading strand )

ข#/นตอนการสี#งเคราะห้* DNA5 . ในขณะท�"เก�ดการสี#งเคราะห้* DNA ข /นในสีายี

leading ก9จึะเก�ดการสี#งเคราะห้* DNA ในอ�กสีายีห้น "งซ "งอยี,�ตรงก#นข�ามควบค,�ก#นไปีด�วยี สี'าห้ร#บการสี#งเคราะห้* DNA ในสีายีตรงก#นข�ามน�/เน-"องจึากท�ศทางการสี#งเคราะห้*เปี&นแบบ 5'-3' เสีมอ เม-"อจึ6ดคลายีเกล�ยีวเล-"อนข /น ไพรเมสีจึะสีร�าง RNA primer จึ#บก#บ DNA แม�แบบอ�กสีายีห้น "ง จึากน#/น DNA Polymerase จึ งน'าด�ออกซ�ไรโบน�วคล�โอไทด*เข�ามาต�อเปี&นสีายีไปีทางด�านจึ6ดเร�"มต�นการสีร�าง การท'าเชุ�นน�/เปี&นชุ�วงๆ จึะได�เปี&นชุ�/น DNA สี#/นๆ ท�"ต�ดก#บ RNA primer เร�ยีกว�า ชุ�/นสี�วนโอกาซาก� (Okazaki fragment ) อยี,�ห้�างก#นเปี&นชุ�วงๆ เร�ยีก DNA สีายีน�/ว�า สีายีตาม (lagging strand )

ข#/นตอนการสี#งเคราะห้* DNA

ข#/นตอนการสี#งเคราะห้* DNA

6 . เม-"อการสี#งเคราะห้* DNA ด'าเน�นต�อไปี DNA Polymerase จึะม�การก'าจึ#ด RNA primer ออกด�วยีค6ณสีมบ#ต�ของ 5'-3' เอ9กโซน�วคล�เอสี (5'-3' exonuclease ) และเต�มด�ออกซ�ไรโบน�วคล�โอไทด*ด�วยีค6ณสีมบ#ต� 5'-3' Polymerase และตามด�วยีการเชุ-"อมพ#นธุะฟอสีโฟไดเอสีเทอร*ของชุ�/นสี�วนโอกาซาก�แต�ละโมเลก6ลเข�าด�วยีก#นด�วยีเอนไซม*ไลเกสี (ligase ) ในท�"สี6ดได�เปี&น DNA ให้ม� 2 โมเลก6ล โดยีแต�ละโมเลก6ลม�สีายีเด�มอยี,� 1 สีายี

ข#/นตอนการสี#งเคราะห้* DNA

ข#/นตอนการสี#งเคราะห้* DNA

ข#/นตอนการสี#งเคราะห้* DNA

การคลายีเกล�ยีวค,�ของ DNA ออกจึากก#นท'าให้�สี�วนเห้น-อข /นไปีขดเปี&นเกล�ยีวแน�นข /น ซ "งสีามารถ่แก�ไขได�โดยีเอนไซม*   โทโปีไอโซเมอเรสีซ "งจึะต#ด DNA สีายีใดสีายีห้น "งเห้น-อทางแยีกของการลอกแบบ เพ-"อให้�สีามารถ่คลายีเกล�ยีวท�"แน�นออกได�และเชุ-"อมต�อให้ม�

ข#/นตอนการสี#งเคราะห้* DNA

ข#/นตอนการสี#งเคราะห้* DNA

ในการลอกแบบ DNA การขยีายีของทางแยีกของการลอกแบบ จึะเปี&นแบบ 2 ท�ศทางพร�อมก#น ท#/งในโปีรคาร�โอต และยี,คาร�โอต ในโปีรคาร�โอตเก�ดท�ละต'าแห้น�งในโครโมโซมวงแห้วน

ในยี,คาร�โอตเก�ดพร�อมก#นห้ลายีต'าแห้น�งในโครโมโซมแท�ง

DNA REPLICATION

DNA REPLICATION

DNA REPLICATION

การจึ'าลองต#วเองของ DNA (DNA REPLICATION)

DNA ก#บการสี#งเคราะห้*โปีรต�น นอกจึาก DNA ท�"เปี&นกรดน�วคล�อ�กแล�ว ก9ยี#งม�

RNA ท�"เปี&นกรดน�วคล�อ�กเชุ�นเด�ยีวก#นซ "ง RNA ม�ล#กษณะเปี&นพอล�เมอร*สีายียีาวของน�วคล�โอไทด* ท�"เชุ-"อมต�อด�วยีพ#นธุะโคเวเลนซ*ระห้ว�างห้ม,�ฟอสีเฟตและห้ม,�ไฮิดรอกซ�ลของโมเลก6ลน'/าตาล เชุ�นเด�ยีวก#บโมเลก6ลของ DNA แต� RNA แตกต�างจึาก DNA ตรงท�"น'/าตาลเพนโทสีท�"ปีระกอบข /นเปี&น RNA น#/น เปี&นน'/าตาลไรโบสีแทนน'/าตาลด�ออกซ�ไรโลสี และจึะไม�พบเบสีไทม�น ( T ) เปี&นองค*ปีระกอบ แต�จึะม�เบสียี,ราซ�ล ( U )

การสี#งเคราะห้*โปีรต�น

RNA ท�"เปี&นต#วกลางน�/เร�ยีกว�า mRNA

( messenger RNA ) จึะเปี&นต#วข�อม,ลทางพ#นธุ6กรรมจึาก DNA ไปียี#งไรโบโซม กระบวนการสี#งเคราะห้*โปีรต�นจึ งปีระกอบด�วยีการสี#งเคราะห้* RNA จึาก DNA แม�พ�มพ* และการสี#งเคราะห้*ท�" ไรโบโซม

การสี#งเคราะห้* RNA จึาก DNA แม�พ�มพ* และ การสี#งเคราะห้*ท�"ไรโบโซม

การสี#งเคราะห้* RNA โดยีม� DNA เปี&นแม�พ�มพ*จึะคล�ายีก#บการสี#งเคราะห้* DNA แต�การสี#งเคราะห้* RNA ใชุ� DNA เพ�ยีงสีายีเด�ยีวเปี&นแม�พ�มพ* ใชุ�เอ9นไซม* RNA polymerase และไรโบน�วคล�โอไทด* 4 ชุน�ด

น�วคล�โอไทด*ท�"ม�เบสียี,ราซ�ล

น�วคล�โอไทด*เบสีของ RNA

RNA

RNA

เปีร�ยีบเท�ยีบ DNA ก#บ RNA

การสี#งเคราะห้* RNA จึ'าเปี&นต�องอาศ#ยี DNA สีายีห้น "งเปี&นต�นแบบ ซ "งม�ข#/น

ตอนด#งน�/ 1. พอล�น�วคล�โอไทด*สีองสีายีของด�เอ9นเอคลายีเกล�ยีวแยีกจึากก#นบร�เวณท�"จึะม�การสี#งเคราะห้* RNA 2 . น'าน�วคล�โอไทด*ของ RNA เข�าจึ#บก#บเบสีของ DNA แต�ใน RNA ไม�ม�ไทม�น(T)ม�ยี,ราซ�ล (U) แทน 3 . การสี#งเคราะห้* RNA เร�"มจึากปีลายี 3’ไปียี#งปีลายี 5’ของ DNA โมเลก6ลของ RNA จึ งเร�"มจึากปีลายี 5′ ไปียี#งปีลายี 3′ 4 . น�วคล�โอไทด*ของ RNA เชุ-"อมต�อก#นโดยีอาศ#ยี เอนไซม* ชุ-"อ อาร*เอ9นเอพอล�เมอเรสี ( RNA polymerase)

ข#/นตอนการสี#งเคราะห้* RNA โดยีม� DNA เปี&นแม�พ�มพ*น�/ เร�ยีกว�า ทรานสีคร�ปีชุ#น(transcription)

การสี#งเคราะห้* RNA

การ์ส์งเคร์าะห์� RNA

การสี#งเคราะห้* RNA

การสี#งเคราะห้* RNA

การสี#งเคราะห้* RNA ม�ข#/นตอนด#งน�/ ข#/นเร�"มต�น เอ9นไซม* RNA พอล�เมอร*เรสีจึะเข�าไปีจึ#บ

ก#บ DNA ตรงบร�เวณท�"จึะสี#งเคราะห้* RNA ท'าให้�พ#นธุะไฮิโดรเจึนระห้ว�างค,�เบสีสีลายี พอล�น�วคล�โอไทด* 2 สีายีของ DNA จึะคายีเก�ยีวแยีกออกจึาก#น โดยีม�สีายีใดสีายีห้น "งเปี&นแม�พ�มพ* ด#งภาพ

ข#/นการต�อสีายียีาว ไรโบน�วคล�โอไทด*ท�"ม�เบสีท�"เข�าค,�ก#บน�วคล�โอไทด*ของ DNA สีายีแม�พ�มพ*ค-อเบสี C เข�าค,�ก#บ G และเบสี U เข�าค,�ก#บ A จึะเข�ามาจึ#บก#บน�วคล�โอไทด*ของ DNA แม�พ�มพ* เอนไชุม* RNA พอล�เมอเรสีจึะเชุ-"อมไรโบน�วคล�โอไทด*อ�สีระมาต�อก#นเปี&นสีายียีาว โดยีม�ท�ศทางการสี#งเคราะห้*สีายี RNA จึากปีลายี 5 ไปียี#งปีลายี 3 และกาวสีร�างสีายี RNA น#/น จึะเร�ยีงสีล#บก#บท�ศสีายี DNA ท�"เปี&นแม�พ�มพ*

ข#/นสี�/นสี6ด เอนไซม* RNA polymerase

ห้ยี6ดท'างานและแยีกต#วออกจึาก DNA สีายีแม�พ�มพ*สีายี RNA ท�"สี#งเคราะห้*ได�จึะแยีกออกจึาก DNA ไปียี#งไซโทพลาสีซ ม สี�วน DNA 2 สีายีจึะจึ#บค,�ก#นและบ�ดเปี&นเกล�ยีวเห้ม-อนเด�ม

การสี#งเคราะห้* RNA

การถ่อดรห้#สี

กระบวนการสี#งเคราะห้*โปีรต�น

RNA• RNA เปี&นโพล�ไรโบน�วคล�โอไทด*ท�"ม�น�วคล�โอ

ไทด*มาเชุ-"อมก#นด�วยีพ#นธุะฟอสีโฟไดเอสีเทอร*ในท�ศ 5/ - 3/ เห้ม-อน ด� เอน เอ สี�"งม�ชุ�ว�ตบางชุน�ดใชุ� RNA เปี&นสีารพ#นธุ6กรรมเชุ�นไวร#สีเอดสี* แต�ในสี�"งม�ชุ�ว�ตชุ#/นสี,งเชุ�นมน6ษยี* RNA ท'าห้น�าท�"ห้ลายีอยี�าง

ชุน�ดของ RNA

RNA แบ�งออกเปี&น 3 ชุน�ด ค-อ

1. MESSENGER RNA (mRNA) ห้ร-อ RNA น'าค'าสี#"ง

2. TRANSFER RNA (tRNA) ห้ร-อ RNA ถ่�ายีทอด

3. RIBOSOMAL RNA (rRNA)

1. MESSENGER RNA (mRNA) ห้ร-อ RNA น'าค'าสี#"งเปี&น RNA ท�"ได�จึากกระบวนการถ่อดรห้#สี ( transcription ) ของสีายีใดสีายีห้น "ง

ของ DNA ซ "งจึะท'าห้น�าท�"เปี&นรห้#สีพ#นธุ6กรรมท�"ใชุ�ในการสี#งเคราะห้*โปีรต�น

     

2. TRANSFER RNA (tRNA) ห้ร-อ RNA ถ่�ายีทอด ผล�ตจึาก DNA เชุ�นเด�ยีวก#น ท'าห้น�าท�"ในการน'ากรดอะม�โนต�างๆ ไปียี#งไรโบโซม ซ "งเปี&นแห้ล�งท�"ม�การสี#งเคราะห้*โปีรต�น ในไซโทพลาซ ม

3. RIBOSOMAL RNA (rRNA) ผล�ตจึาก DNA โดยีกระบวนการถ่อดรห้#สีเชุ�น

เด�ยีวก#น แต�ท'าห้น�าท�"เปี&นองค*ปีระกอบของไรโบโซมโดยี RNAรวมก#บโปีรต�นกลายีเปี&น

ห้น�วยีของไรโบโซม

รห้#สีพ#นธุ6กรรม รห้#สีพ#นธุ6กรรม ค-อ ล'าด#บของเบสีบน DNA ซ "ง

ถ่�ายีทอดไปียี#ง RNA ในการสี#งเคราะห้*โปีรต�น เบสีใน DNA ม�เพ�ยีง 4 ต#ว สี�วนกรดอะม�โนม�อยี�างน�อยี 20 ชุน�ด ด#งน#/นรห้#สีห้น "ง ๆ จึะต�องปีระกอบด�วยีเบสีอยี�างน�อยี 3 ต#ว ปีระกอบก#น และจึากการค'านวณรห้#สีห้น "งม�เบสี 3 ต#วจึะได�รห้#สีจึ'านวนถ่ ง 64 รห้#สีด�วยีก#น ซ "งมากเก�นพอสี'าห้ร#บกรดอะม�โนท�"ม�อยี,�ในธุรรมชุาต� จึากการทดลองท'าให้�ทราบว�าม�ห้ลายี ๆ รห้#สีท�"ม�ความห้มายีสี'าห้ร#บกรดอะม�โนต#วเด�ยีวก#น รห้#สีบน mRNA น�/เร�ยีกว�า โคดอนซ "งม�เบสีค,�รวมก#บเบสีอ�สีระ บน tRNA ท�"เร�ยีกว�า แอนท�โคดอน

รห้#สีพ#นธุ6กรรม

รห้#สีพ#นธุ6กรรม

รห้#สีพ#นธุ6กรรม

การสี#งเคราะห้*โปีรต�น DNA แต�ละโมเลก6ลแตกต�างก#นท�"ล'าด#บเบสี ซ "ง

ม�เพ�ยีง 4 ชุน�ด ค-อ A  T  C  G  ถ่�าม�น�วคล�โอไทด* 2 โมเลก6ลเร�ยีงต�อก#น  ล'าด#บเบสี  4 ต#ว น�/จึะแตกต�างก#น เท�าก#บ 42 = 16 แบบได�แก� AA  AT  TA  AC  CA  AG  GA  TT  TC  CT  TG  GT  CC  CG  GC  และGG  จึ'านวน 16 แบบน�/ ไม�เพ�ยีงพอท�"จึะเปี&นรห้#สีให้�แก�กรดอะม�โนซ "งม�ปีระมาณ 20 ชุน�ด ถ่�าม�น�วคล�โอไทด* 3 โมเลก6ลเร�ยีงต�อก#น  ล'าด#บเบสี 4 ต#วน�/ จึะแตกต�างก#นเท�าก#บ 43 = 64 แบบ ซ "งเก�นกว�าจึ'านวนชุน�ดของกรดอะม�โนท�"ม�อยี,�

รห้#สีพ#นธุ6กรรมแรกท�"ค�นพบ ค-อ   UUU ซ "ง เปี&นรห้#สีของกรดอะม�โนชุน�ด ฟ:น�ลอะลาน�น ( phenylalanine ) และต�อมาม�การค�นพบเพ�"มเต�ม

ข /นเร-"อยีๆ และพบรห้#สีพ#นธุ6กรรมถ่ ง 61 รห้#สีด�วยีก#น เห้ล-อเพ�ยีง 3 รห้#สี ค-อ UAA , UAG และ  UGA ซ "งไม�พบเปี&นรห้#สีของกรดอะม�โนใดๆ ภายีห้ล#งจึ งพบว�า รห้#สีท#/งสีามน�/ท'าห้น�าท�"ห้ยี6ดการสี#งเคราะห้*โปีรต�น  นอกจึากน�/ยี#งพบว�า AUG ซ "งเปี&นรห้#สีของกรดอะม�โนชุน�ดเมไทโอน�น ( methionine ) เปี&นรห้#สีต#/งต�นของการสี#งเคราะห้*โปีรต�นอ�กด�วยีการสี#งเคราะห้*โปีรต�นเปี&น กระบวนการท�"เก�ดข /นในไซโทพลาซ มของเซลล*โดยีม�ออร*แกเนล* ท�"เก�"ยีวข�องค-อไรโบโซม

ไรโบโซม

การสี#งเคราะห้*โปีรต�น เม-"อDNA ภายีในน�วเคล�ยีสี  สี#งเคราะห้* mRNA    ล'าด#บ

ของ mRNA ซ "งเปี&นรห้#สีพ#นธุ6กรรมน�/ถ่,กก'าห้นดโดยีล'าด#บเบสีของDNA เร�ยีก ข#/นตอนการสี#งเคราะห้*mRNA ว�า การถ่อดรห้#สีพ#นธุ6กรรม  (Transcription)    mRNAจึะถ่,กสี�งออก มาท�"ไซโทพลาซ ม โดยี mRNAจึะน'ารห้#สีพ#นธุ6กรรมไปีสี,�การ สี#งเคราะห้*โปีรต�น  โดยีการท'างานของไรโบโซม ร�วมก#บ tRNA ท�"ท'าห้น�าท�" น'ากรดอะม�โนมาเร�ยีงต�อก#นตามรห้#สีพ#นธุ6กรรม ของ mRNA   ไรโบโซมห้น�วยีเล9กจึะเข�าไปีจึ#บก#บmRNAก�อน ต�อจึากน#/นtRNA โมเลก6ลแรกน'ากรดอะ ม�โนเข�าจึ#บก#บ mRNA ในไรโบโซม แล�วไรโบโซมห้น�วยีให้ญ�จึ งจึะเข�าจึ#บ ต�อจึาก น#/น tRNA โมเลก6ลท�"สีองจึะเข�าจึ#บก#บ mRNA อ�กต'าแห้น�งห้น "ง  จึนกระท#"งไรโบโซมเคล-"อนท�"ไปีพบรห้#สีท�"ท'าห้น�าท�"ห้ยี6ดการสี#งเคราะห้*โปีรต�นไร โบโซม ก9จึะแยีกออกจึากmRNA การสี#งเคราะห้*โปีรต�นจึ งสี�/นสี6ดลงและการสี#งเคราะห้*แบบน�/เร�ยีกว�า  การแปีลรห้#สีพ#นธุ6กรรม (Translation )

การสี#งเคราะห้*โปีรต�น (protein synthesis ) ม� 3 ข#/นตอน

โดยีสี#งเขปี ค-อ 1. ข#/นเร�"มต�น (initiation ) 2. ข#/นต�อสีายี (elongation 3) . ข#/นห้ยี6ด

(termination) * ไรโบโซมห้น�วยียี�อยีเล9กมาจึ#บท�" mRNA จึากน#/น tRNA ท�"น'ากร์ดอะ

มิ�โนต#วแรกเข�ามาจึ#บ แล�วไรโบโซมห้น�วยียี�อยีให้ญ�จึ งมาจึ#บ mRNA เปี&นล'าด#บต�อไปี

*ไรโบโซมเคล-"อนท�"ไปีตามสีายี mRNA จึากปีลายี 5' ไปี 3' และม�การต�อสีายีโพล�เปีปีไตด*ให้�ยีาวข /นเร-"อยีๆ จึากปีลายีอะม�โนไปีสี,�ปีลายีคาร*บอกซ�ล

*เปี&นข#/นตอนการห้ยี6ดสีร�างสีายีโพล�เปีปีไทด*ซ "งเก�ดข /นเม-"อไรโบโซมเคล-"อนท�"มาถ่ งร์ห์ส์ห์ย&ด และจึะไม�ม� tRNA น'ากรดอะม�โนมาต�อสีายีโพล�เปีปีไทด*อ�ก ในข#/นน�/ม�การปีลดปีล�อยีสีายีโพล�เปีปีไทด* mRNA และไรโบโซมออกจึากก#น

การสี#งเคราะห้*โปีรต�น

การสี#งเคราะห้*โปีรต�น

การแปีลรห้#สี

การแปีลรห้#สี

การแปีลรห้#สี

การแปีลรห้#สี

การสี#งเคราะห้*โปีรต�น

การสี#งเคราะห้*โปีรต�น

การสี#งเคราะห้*โปีรต�น

การสี#งเคราะห้*โปีรต�น

ม�วเทชุ#"น (Mutation) เม-"อสี#งเกตสี�"งม�ชุ�ว�ตชุน�ดห้น "ง ๆ น#กเร�ยีนจึะพบ

ว�าล,กห้ลานม�ล#กษณะท�"ไม�เห้ม-อนก#นท�เด�ยีว ม�บางล#กษณะท�"แตกต�างก#นไปีบ�าง และสีามารถ่ถ่�ายีทอดล#กษณะน#/น ๆ ไปียี#งล,กห้ลานร6�นต�อ ๆ ไปีได� จึ งอาจึเปี&นไปีได�ว�ายี�นห้ร-อ DNA ม�การเปีล�"ยีนแปีลง น#กพ#นธุ6ศาสีตร*เร�ยีกการเปีล�"ยีนแปีลงล'าด#บและจึ'านวนของเบนใสี DNA และการเปีล�"ยีนแปีลงท�"เก�ดก#บโครโมโซม ซ "งม�ผลท'าให้�ล#กษณะห้ร-อฟ�โนไทปีEของสี�"งม�ชุ�ว�ตเปีล�"ยีนไปี และสีามารถ่ถ่�ายีทอดล#กษณะไปียี#งร6�นต�อ ๆ ไปีได�น�/ว�า การกลายี ห้ร-อ ม�วเทชุ#น ( mutation )

ม�วเทชุ#นเปี&นปีรากฏการณ*ท�"เก�ดข /นในสี�"งม�ชุ�ว�ต

ม�วเทชุ#นเปี&นปีรากฏการณ*ท�"เก�ดข /นในสี�"งม�ชุ�ว�ต 2 ระด#บ ค-อ

ระด#บโครโมโซม (chromosomal mutation)

ระด#บยี�นห้ร-อโมเลก6ล ด�เอ9นเอ (DNA gene mutation)

การเปีล�"ยีนแปีลงระด#บโครโมโซมม�วเทชุ#นท�"เก�ดจึากการเปีล�"ยีนแปีลงโครโมโซม อาจึจึะเปี&นการเปีล�"ยีนแปีลงโครงสีร�างห้ร-อจึ'านวนของโครโมโซม ซ "งแบ�งได�เปี&น 2 ปีระเภทค-อ

1. การเปีล�"ยีนแปีลงร,ปีร�างโครงสีร�างภายีในของแต�ละโครโมโซม

2. การเปีล�"ยีนแปีลงจึ'านวนโครโมโซม

ความผ�ดปีกต�และโรคทางพ#นธุ6กรรม

ความผ�ดปีกต�ทางพ#นธุ6กรรม เก�ดจึากความผ�ดปีกต�ของโครโมโซม ซ "งความผ�ดปีกต�ด#งกล�าวแบ�งได�เปี&น 2 แบบ ค-อ 1 .ความผ�ดปีกต�ของออโทโซม (โครโมโซมร�างกายี) 2 .ความผ�ดปีกต�ของโครโมโซมเพศ

ความผ�ดปีกต�ของออโทโซม

ความผ�ดปีกต�ของออโทโซม เก�ดจึากการเปีล�"ยีนแปีลงของเซลล*ร�างกายี ม�ความผ�ดปีกต� 2 ชุน�ด ค-อ1 .ความผ�ดปีกต�ท�"จึ'านวนออโทโซม เปี&นความผ�ดปีกต�ท�"จึ'านวนออโทโซมในบางค,�ท�"เก�นมา 1 โครโมโซม จึ งท'าให้�โครโมโซมในเซลล*ร�างกายีท#/งห้มดเปี&น 47 โครโมโซม เชุ�น ออโทโซม 45 แท�ง 1 โครโมโซมเพศ 2 แท�ง

เพศห้ญ�งจึ งม�โครโมโซม 45+XX เพศชุายีจึ งม�โครโมโซมแบบ 45+XY

ต#วอยี�างความผ�ดปีกต�ท�"จึ'านวนออโทโซมใน บางค,�เก�นมา ม�ด#งน�/

1 ) กล6�มอาการดาวน* (Down's syndrome) เก�ดจึากความผ�ดปีกต�ของออโทโซมโดยีค,�ท�" 21 เก�นมา 1 โครโมโซม ท'าให้�เด9กในระยีะแรกเก�ดจึะม�ต#วอ�อนปีวกเปี�ยีก ศ�รษะแบน ด#/งจึม,กแบน ตาห้�าง และตาชุ�/ข /นบน ใบห้,ผ�ดร,ปี ปีากปี:ดไม�สีน�ท ม�ล�/นจึ6กปีาก น�/วม-อสี#/นปีAอม เสี�นลายีม-อขาด ท�"เท�าม�ชุ�องกว�างระห้ว�างน�/วห้#วแม�เท�าและน�/วท�"สีอง ลายีเท�าผ�ดปีกต� อาจึม�ห้#วใจึพ�การแต�ก'าเน�ด และปีDญญาอ�อน อายี6สี#/น พ�อแม�ท�"ม�อายี6มากม�โอกาสีเสี�"ยีงท�"ล,กจึะเปี&นกล6�มอาการดาวน*

กล6�มอาการดาวน* ( Down syndrome)

เก�ดจึากจึ'านวนโครโมโซมค,�ท�" 21 เก�นมา 1 แท�งเปี&น 47 โครโมโซม ม�ล#กษณะท�"ผ�ดปีกต� ค-อ ร,ปีร�างเต�/ยี ตาห้�าง ห้างตาชุ�/ข /น ล�/นโตค#บปีาก คอสี#/นกว�าง น�/วม-อน�/วเท�าสี#/น ลายีน�/วม-อผ�ดปีกต� ปีDญญาอ�อน

2 ) กล6�มอาการเอ9ดเว�ร*ด (Edward's syndrome)

เก�ดจึากความผ�ดปีกต�ของออโทโซมโดยีค,�ท�" 18 เก�นมา 1 โครโมโซม ล#กษณะท�"ปีรากฏจึะม�ล#กษณะห้#วเล9ก ห้น�าผากแบน คางเว�า ห้,ผ�ดปีกต� ตาเล9ก น�/วม-อบ�ดงอ และก'าเข�าห้าก#นแน�น ห้#วใจึพ�การ ปีอดและระบบยี�อยีอาห้ารผ�ดปีกต� ม�ล#กษณะปีDญญาอ�อนร�วมอยี,�ด�วยี ผ,�ท�"ปีGวยีเปี&นโรคน�/ม#กจึะเสี�ยีชุ�ว�ตก�อนอายี6 1 ขวบ ด#งร,ปี

3 ) กล6�มอาการพาเทา (Patau's syndrome)

เก�ดจึากความผ�ดปีกต�ของออโทโซมค,�ท�" 13 เก�นมา 1 โครโมโซม ล#กษณะท�"ปีรากฏจึะพบว�าม�อาการปีDญญาอ�อน ปีากแห้ว�ง เพดานโห้ว� ห้,ห้นวก น�/วเก�น ตาอาจึพ�การ ห้ร-อตาบอด สี�วนให้ญ�อายี6สี#/นมาก ด#งร,ปี

2 .ความผ�ดปีกต�ท�"ร,ปีร�างของออโทโซม

เปี&นความผ�ดท�"ออโทโซมบางโครโมโซมขาดห้ายีไปีบางสี�วน เชุ�น โครโมโซมค,�ท�" 5 ห้ายีไปี 1 โครโมโซม แต�จึ'านวนโครโมโซมเท�าก#บคนปีกต� ค-อ 46 แท�ง ต#วอยี�างความผ�ดปีกต�ท�"ร,ปีร�างของออโทโซมขาดห้ายีไปีบางสี�วน ม�ด#งน�/# กล6�มอาการคร�ด,ชุาต* (Cri-du-chat syndrome )เก�ดจึากแขนโครโมโซมค,�ท�" 5 ห้ายีไปี 1 โครโมโซม ล#กษณะท�"พบ ค-อ ม�ศ�รษะเล9กกว�าปีกต� ห้น�ากลม ใบห้,ต'"ากว�าปีกต� ตาห้�าง ม�อาการปีDญญาอ�อน ล#กษณะท�"เด�นชุ#ดในกล6�มอาการน�/ค-อ ม�เสี�ยีงร�องแห้ลมเล9กคล�ายีเสี�ยีงแมวร�อง จึ งเร�ยีกกล6�มอาการน�/อ�กอยี�างห้น "งว�า Cat-cry-syndrome ด#งร,ปี

โคร์โมิโซัมิค/-ท��5 ผิ�ดป็กต�ไป็ 1 โคร์โมิโซัมิ

เด�กท��มิ�อาการ์คร์�ด/ซั-าต�

ความผ�ดปีกต�ของโครโมโซมเพศ

ความผ�ดปีกต�ของโครโมโซมเพศ สี�วนให้ญ�เก�ดจึากจึ'านวนโครโมโซมเพศ ค-อ โครโมโซม X ห้ร-อ โครโมโซม Y ขาดห้ายีห้ร-อเก�นมาจึากปีกต� และยี#งถ่�ายีทอดล#กษณะทางพ#นธุ6กรรมไปีสี,�ล,กห้ลานอ�กด�วยี ความผ�ดปีกต�เชุ�นน�/ แบ�งได� 2 แบบ ค-อ 1 .ความผ�ดปีกต�ท�"เก�ดก#บโครโมโซม X 2 .ความผ�ดปีกต�ท�"เก�ดก#บโครโมโซม Y

ความผ�ดปีกต�ท�"เก�ดก#บโครโมโซม X ความผ�ดปีกต�ท�"เก�ดก#บโครโมโซม X ม� 2 กรณ� ค-อ1 . โครโมโซม X ขาดห้ายีไปี 1 โครโมโซม ท'าให้�เห้ล-อโครโมโซม X เพ�ยีงแท�งเด�ยีว และเห้ล-อโครโมโซมในเซลล*ร�างกายี 45 แท�ง พบได�ในเพศห้ญ�งเปี&นแบบ 44+XO เร�ยีกผ,�ปีGวยีล#กษณะน�/ว�า กล6�มอาการเทอร*เนอร* (Turner's syndrome ) ล#กษณะของผ,�ปีGวยี ค-อ ต#วเต�/ยี คอม�พ#งผ-ดกางเปี&นปี�ก แนวผมท�ายีทอยีอยี,�ต'"า ห้น�าอกกว�าง ห้#วนมเล9กและอยี,�ห้�างก#น ใบห้,ให้ญ�อยี,�ต'"าม�ร,ปีร�างผ�ดปีกต� แขนคอก ร#งไข�ไม�เจึร�ญ ไม�ม�ปีระจึ'าเด-อน เปี&นห้ม#นม�อายี6ยี-นยีาวเท�าๆ ก#บคนปีกต�ท#"วๆ ไปี ด#งร,ปี

ร,ปีแสีดงล#กษณะกล6�มอาการเทอร*เนอร*

2 . โครโมโซม X เก�นมิาจากป็กต� พบได)ท2งในเพศห์ญิ�งและเพศชาย มิ�ดงน�2

2.1 ในเพศห้ญ�ง โคร์โมิโซัมิเพศ เป็#น XXX ห์ร์5อ XXXX จ+งท*าให์)โคร์โมิโซัมิในเซัลล�ร์-างกายเป็#น 47 โคร์โมิโซัมิ ห์ร์5อ 48 โคร์โมิโซัมิ ดงน2นโคร์โมิโซัมิจ+งเป็#นแบบ 44+XXX ห้ร-อ 44+XXXX เร์�ยกผิ/)ป็6วยท��เป็#นแบบน�2ว-า ซ,เปีอร*ฟ�เมล (Super female) ลกษณะของผิ/)ป็6วยในเพศห์ญิ�งท�วไป็ด/ป็กต� ส์ต�ป็9ญิญิาต*�ากว-าร์ะดบป็กต� ล/กท��เก�ดมิาจากแมิ-ท��มิ�โคร์โมิโซัมิแบบน�2อาจมิ�ความิผิ�ดป็กต�เช-นเด�ยวกบแมิ- 2.2 ในเพศชุายี โคร์โมิโซัมิเพศเป็#น XXY ห์ร์5อ XXXY จ+งท*าให์)มิ�โคร์โมิโซัมิในเซัลล�ร์-างกายเป็#น 47 โคร์โมิโซัมิ ห์ร์5อ 48 โคร์โมิโซัมิ ดงน2นโคร์โมิโซัมิจ+งเป็#นแบบ 44+XXY ห้ร-อ 44+XXXY เร์�ยกผิ/)ป็6วยแบบน�2ว-า กล6�มอาการไคลน*เฟลเตอร* (Klinefelter's syndrome) ลกษณะของผิ/)ป็6วยในเพศชายมิ�ลกษณะคล)ายเพศห์ญิ�ง ส์ะโพกพาย ห์น)าอกโต จะส์/งมิากกว-าชายป็กต� ล/กอณฑะเล�ก ไมิ-มิ�อส์&จ� จ+งท*าให์)เป็#นห์มิน ดงร์/ป็

ร,ปีแสีดงล#กษณะกล6�มอาการไคลน*เฟลเตอร*

ความผ�ดปีกต�ท�"เก�ดก#บโครโมโซม Y

ความผ�ดปีกต�ท�"เก�ดก#บโครโมโซม Y โดยีม�โครโมโซม Y เก�นมาจึากปีกต� โครโมโซมเพศ จึ งเปี&นแบบ XYY จึ งท'าให้�โครโมโซมในเซลล*ร�างกายีเปี&น 47 โครโมโซมเปี&นแบบ 44+XYY เร�ยีกผ,�ปีGวยีท�"เปี&นแบบน�/ว�า ซ,เปีอร*เมน (Super men ) ล#กษณะของผ,�ปีGวยีในเพศชุายีจึะม�ร,ปีร�างสี,งให้ญ�กว�าปีกต� ม�อารมณ*ร�ายี โมโห้ง�ายี บางรายีม�จึ�ตใจึปีกต� และไม�เปี&นห้ม#น ด#งร,ปี

ร,ปีแสีดงล#กษณะผ,�ปีGวยีกล6�มซ,เปีอร*เมน

ข�อควรทราบ

ความผ�ดปีกต�ทางพ#นธุ6กรรม เปี&นสีภาวะผ�ดปีกต�ท�"บ6คคลน#/นได�ร#บการถ่�ายีทอดมาก#บยี�นห้ร-อโครโมโซม ความผ�ดปีกต�ทางพ#นธุ6กรรมเห้ล�าน�/ม�สีาเห้ต6เก�ดมาจึากการผ�าเห้ล�า ห้ร-อการเปีล�"ยีนแปีลงภายีในด�เอ9นเอของคน บางกรณ�การผ�าเห้ล�าเก�ดข /นขณะท�"ม�การสีร�างเซลล*เพศในการแบ�งต#วระยีะไมโอซ�สี กรณ�อ-"นๆ อาจึเก�ดได�จึากการท�"พ�อแม�ถ่�ายีทอดเซลล*ซ "งเก�ดการผ�าเห้ล�าอยี,�แล�วในร�างกายีให้�ก#บล,กๆ

การเพ�"มข /นมา (duplication) โดยมิ�ส์-วนใดส์-วนห์น+�งของโคร์โมิโซัมิ เพ��มิข+2นมิามิากกว-าท��มิ�

อย/-ป็กต�

การเปีล�"ยีนต'าแห้น�งท�ศทาง (inversion)

โดยีเก�ดการสี#บเปีล�"ยีนต'าแห้น�งของยี�นภายีในโครโมโซมเด�ยีวก#น เน-"องจึากเก�ดรอยี

ขาด 2 แห้�งบนโครโมโซมน#/น และสี�วนท�"ขาดน#/นไม�ห้ล6ดห้ายีไปี แต�กล#บต�อเข�ามาให้ม�

ในโครโมโซมเด�มโดยีสีล#บท�"ก#น

การเปีล�"ยีนสีล#บท�" (translocation)

เก�ดจึากการแลกเปีล�"ยีนสี�วนของโครโมโซมระห้ว�างโครโมโซมท�"ไม�เปี&นโฮิโมโลก#สีก#น

การเปีล�"ยีนแปีลงจึ'านวนโครโมโซม

จึ'านวน chromosome ของสี�"งท�"ม�ชุ�ว�ต อาจึแปีรปีรวนโดยีเพ�"มข /นห้ร-อลดลงจึากจึ'านวนเด�มได) การแปีรปีรวนน�/เก�ดข /นได)จึากสี�"งแวดล)อมห้ร-อจึากการท'าให้)เก�ดข /น ในขณะท�" cell ก'าล#งอยี,)ในระยีะท'าการแบ)งต#วท#/งแบบ mitosisและ meiosis เก�ดได� 2 ล#กษณะ ค-อ

Aneuploidy

Aneuploidy ค-อการท�"จึ'านวนของ chromosome เพ�"มข /นห้ร-อลดลงจึากจึ'านวนเด�มเพ�ยีง 1 อ#น 2, อ#น ) 1 ค,) และอ-"นๆ ท�"ม�ได)เปี)นจึ'านวน เท)าต#ว (multiple) ของ จึ'านวน chromosome ข#/นพ-/นฐาน

Euploidy

Euploidy ห้มายีถ่ งการท�"จึ'านวน chromosome เพ�"มข /นห้ร-อลดลงจึากจึ'านวนเด�มน#/นเปี)นจึ'านวนเท)า(multiple)ของจึ'านวนchromosome ข#/นพ-/นฐาน

ม�วเทชุ#นของยี�น

ม�การเปีล�"ยีนแปีลงจึาก Gene เด�นไปีเปี&น Gene ด�อยีท'าให้�เก�ดล#กษณะท�"ผ�ดปีกต�ไปี เชุ�น การเก�ดโรค Albinismเพราะ Gene อยี,�ในสีภาพด�อยีซ "งไม�ม�เอนไซม*ท�"จึะท'าให้�เก�ดการสีร�างเมลาน�น จึ งเปี&นคนผ�วเผ-อก ห้ร-อจึาก Gene ด�อยีไปีเปี&น Gene เด�น เชุ�น คนแคระ

การเก�ดม�วเทชุ#นเฉีพาะท�"ในบร�เวณ DNA ท�"เปี&นต'าแห้น�งของยี�น สีามารถ่

จึ#ดได�เปี&น 2 ปีระเภท ค-อ   1.การแทนท�"ค,�เบสี ( base – pair

substitution ) 2 . การเพ�"มข /นของน�วคล�โอไทด*

( insertion ) ห้ร-อ การขาดห้ายีไปีของน�วคล�โอไทด* (

deletion)

1. การแทนท�"ค,�เบสี ( base – pair substitution )

2 . การเพ�"มข /นของน�วคล�โอไทด* ( insertion ) ห้ร-อ การขาดห้ายีไปีของน�ว

คล�โอไทด* ( deletion) การเก�ดม�วเทชุ#นน�/เปี&นการท�"ม�การเพ�"มข /นของค,�น�ว

คล�โอไทด* ห้ร-อการขาดห้ายีไปีของค,� น�วคล�โอไทด*ในบางต'าแห้น�งของยี�น การเก�ดม�วเทชุ#นในล#กษณะน�/ 1-2 น�วคล�โอไทด*ม#กม�การเปีล�"ยีนแปีลงในการท'างานพอล�เพปีไทด*อยี�างชุ#ดเจึน เน-"องจึากการเพ�"มข /น ห้ร-อลดลงของน�วคล�โอไทด*ในบร�เวณท�"เปี&นโคดอน 1-2 น�วคล�โอไทด*จึะม�ผลท'าให้�ล'าด#บกรดอะม�โนต#/งแต�ต'าแห้น�งท�"ม�การเพ�"มข /นห้ร-อลดลงของโคดอนเปีล�"ยีนไปีท#/งห้มด เร�ยีกการเก�ดม�วเทชุ#นเชุ�นน�/ว�า เฟรมชุ�ฟท* ม�วเทชุ#น (frameshift mutation )

เปีร�ยีบเท�ยีบการเก�ดม�วเทชุ#นแบบการแทนท�"ค,�เบสี

และเฟรมชุ�ฟท* ม�วเทชุ#น

ม�วเทชุ#นท�"เก�ดข /นตามธุรรมชุาต�• ม�วเทชุ#นท�"เก�ดข /นตามธุรรมชุาต�เก�ดข /นในอ#ตราต'"ามาก แต-

มิ�วเทชนส์ามิาร์ถเก�ดจากการ์ชกน*าโดยมิน&ษย�ซั+�งท*าให์)เก�ดมิ�วเทชนในอตร์าส์/ง ส์��งท��ส์ามิาร์ถกร์ะต&)นห์ร์5อชกน*าให์)เก�ดมิ�วเทชน เร์�ยกว-า สี�"งก�อกลายีพ#นธุ6* ห์ร์5อ ม�วทาเจึน ( mutagen) เช-น ร์งส์�เอกซั� ร์งส์�แกมิมิา ร์งส์�อตร์าไวโอเลต และส์าร์เคมิ� เช-น ควนบ&ห์ร์�� ส์าร์ท��ส์ร์)างจากเร์าท��ป็นเป็;2 อนในอาห์าร์ อะฟลาทอกซั�น ได)มิ�การ์พ�ส์/จน�แล)วว-าเป็#นส์��งก-อกลายพนธ&�ก-อให์)เก�ดมิะเร์�งได) เน5�องจากมิ�วเทชนท��เก�ดกบเซัลล�ร์-างกาย แล)วท*าให์)เก�ดการ์แบ-งเซัลล�ผิ�ดป็กต� จะเป็#นจ&ดเร์��มิต)นของการ์เก�ดมิะเร์�ง ดงน2น มิ�วทาเจนห์ลายชน�ดจ+งเป็#นสีารก�อมะเร9ง (carcinogen )

การชุ#กน'าให้�เก�ดม�วเทชุ#นเฉีพาะท�"•   ปีDจึจึ6บ#นการชุ#กน'าให้�เก�ดม�วเทชุ#นเฉีพาะท�" ถ่,ก

น*ามิาใช)ป็ร์ะโยชน�ในการ์ศ+กษาการ์พฒนาของส์��งมิ�ช�ว�ตห์ลายชน�ด เช-น ย�ส์ต� แมิลงห์ว�� ห์นอนตวกลมิ และอะร์าบ�ดอพซั�ส์ ( Arabidopsis sp.) ซั+�งเป็#นพ5ชชน�ดห์น+�งในวงศ�ผิกกาด เพร์าะการ์ท*าให์)เก�ดมิ�วเทชน เฉพาะท��เป็#นการ์ยบย2งการ์ท*างานของโป็ร์ต�นบางชน�ด การ์ส์งเกตผิลของการ์ขาดการ์ท*างานของโป็ร์ต�นชน�ดน2น ๆ จะท*าให์)ส์ามิาร์ถว�เคร์าะห์�ถ+งบทบาทห์น)าท��ของโป็ร์ต�นชน�ดน2น ๆ ได)

ปีDจึจึ#ยีท�"ท'าให้�เก�ดม�วเทชุ#นค-อ ต#วกระต6�นห้ร-อชุ#กน'าให้�เก�ดม�วเทชุ#น จึะเร�ยีกว�าสี�"งก�อกลายีพ#นธุ6* (mutagen)

ร#งสี� (radiation) ร#งสี�ท�"กระต6�นให้�เก�ดม�วเทชุ#นม� 2 ชุน�ดค-อ –Ionizing Radiation เชุ�น ร#งสี�บ�ต�า,

ร#งสี�แกมมา, ร#งสี�เอกซ*–Non-Ionizing Radiation เชุ�น ร#งสี�

อ6ลตร�าไวโอเลต

สีารเคม� เชุ�น สีารโคลซ�ซ�น (colchicine) ม�ผลท'าให้�ม�การเพ�"มจึ'านวนชุ6ดของโครโมโซม ผลด#งกล�าวน�/ท'าให้�ผลผล�ตพ-ชุเพ�"มข /น สีารไดคลอวอสี (dichlovos) ท�"ใชุ�ก'าจึ#ดแมลงและพาราควอต (paraquat) ท�"ใชุ�ก'าจึ#ดว#ชุพ-ชุ ก9สีามารถ่ท'าให้�เก�ดการผ�ดปีกต�ของโครโมโซมในคนและสี#ตว*ได� สี�"งก�อกลายีพ#นธุ6*ห้ร-อม�วทาเจึนห้ลายีชุน�ดเปี&นสีารก�อมะเร9ง (carcinogen) เชุ�น สีารอะฟลาทอกซ�น (aflatoxins) จึากเชุ-/อราบางชุน�ดท'าให้�เก�ดมะเร9งท�"ต#บ เปี&นต�น

การจึ#ดเร�ยีงเบสีในกระบวนการสี#งเคราะห้*ด�เอ9นเอ (DNA replication) ผ�ดพลาด ม�ผลท'าให้�เก�ดการเพ�"มห้ร-อลดจึ'านวนเบสีในค,�สีายี และท'าให้�เก�ดการเล-"อน (shift) ของสีายีDNA

ปีระเภทของม�วเทชุ#น

ม�วเทชุ#นเก�ดก#บเซลล*ในร�างกายี 2 ล#กษณะ ค-อ * เซลล*ร�างกายี (Somatic cell) เซลล*ชุน�ด

น�/เม-"อเก�ดม�วเทชุ#นแล�ว จึะไม�ถ่�ายีทอดไปียี#งร6�นต�อไปี

* เซลล*สี-บพ#นธุ6* (Sex cell) เซลล*เห้ล�าน�/เม-"อเก�ดม�วเทชุ#นแล�ว จึะถ่�ายีทอดไปียี#งร6�นต�อไปีได� ซ "งม�ผลต�อการเปีล�"ยีนแปีลงสีปี�ชุ�สี*ของสี�"งม�ชุ�ว�ตมากท�"สี6ด และสี�งผลต�อว�ว#ฒนาการของสี�"งม�ชุ�ว�ตด�วยี