สารพันธุกรรม (genetic materials) หมายถึงสารที่ทำหน้าที่เก็บข้อมูลพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตทั้งสิ่งมีชีวิตระดับโปรคาริโอต (prokaryote) และยูคาริโอต (eukaryote) โดยสารพันธุกรรมประกอบด้วย ดีเอ็นเอ (deoxyribonucleic acid หรือ DNA) และอาร์เอ็นเอ (ribonucleic acid หรือ RNA) การเก็บรักษาข้อมูลพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตเกิดจากการเรียงลำดับของหน่อยย่อยที่สุดของ DNA และ RNA อย่างเป็นระเบียบและมีความหมาย ซึ่งหน่อยย่อยของดีเอ็นเอและอาร์เอ็นเอเราเรียกว่า นิวคลีโอไทด์ (nucleotide) สิ่งมีชีวิตจะทำการแปลรหัสข้อมูลนิวคลีโอไทด์เหล่านี้ออกมาเป็นโปรตีนเพื่อทำหน้าที่ต่าง ๆ ของเซลล์หรือร่างกายของสิ่งมีชีวิตต่อไปผ่านการทำงานร่วมกันตั้งแต่ DNA RNA ไปจนถึงขั้นตอนการสั่งเคราะห์โปรตีน อย่างไรก็ตามสิ่งมีชีวิตบางประเภทจะเก็บข้อมูลพื้นฐานของตัวเองในรูปแบบของ RNA เท่านั้น เช่นไวรัสในกลุ่มรีโทรไวรัส หรือที่เรารู้จักกันดีก็คือไวรัสโควิด
ภาพที่ 1 แสดงโครงสร้างจำลองของ DNA
ที่มาภาพ : http://becuo.com/red-dna-wallpaper
DNA (deoxyribonucleic acid )
DNA เป็นสารพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตเกือบทุกชนิดบนโลกนี้ยกเว้น ไวรัสบางชนิดจะมี RNA เป็นสารพันธุกรรม แต่มีน้อยคนนักที่จะรู้ว่า DNA คืออะไร โครงสร้างเป็นอย่างไร และทำหน้าที่เป็นสารพันธุกรรมได้อย่างไร เก็บข้อมูลลักษณะเฉพาะของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดอย่างไร
DNA เป็นสารพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตเกือบทุกชนิดบนโลกนี้ยกเว้น ไวรัสบางชนิดจะมี RNA เป็นสารพันธุกรรม แต่มีน้อยคนนักที่จะรู้ว่า DNA คืออะไร โครงสร้างเป็นอย่างไร และทำหน้าที่เป็นสารพันธุกรรมได้อย่างไร เก็บข้อมูลลักษณะเฉพาะของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดอย่างไร
DNA หรือ deoxyribonucleic acid ซึ่ง DNA จัดเป็นสารชีวโมเลกุลชนิดหนึ่งที่ชื่อว่า กรดนิวคลีอิค เช่นเดียวกับ RNA ซึ่ง DNA มีโครงสร้างที่เกิดจาก polymer strand 2 สายมาเชื่อมติดกันและบิดเป็นเกลียว (double-helix) โดย polymer strand นั้นเกิดจากหน่วยย่อย (monomer) ที่ชื่อว่า nucleotides หลายๆโมเลกุลมารวมตัวกันเกิดเป็น polynucleotide โดยสรุปแล้วนิยามโครงสร้างของ DNA คือ DNA เกิดจาก polynucleotide 2 สายมาเชื่อมต่อกันด้วยพันธะไฮโดรเจน (H-bone) และเกิดการบิดเป็นเกลียว (double-helix)
ที่มาภาพ : http://discoveryexpress.weebly.com/homeblog/catching-a-criminal-fingerprintingintro-to-dna
Nucleotide ประกอบด้วยสาร 3 ชนิดคือ น้ำตาล (deoxyribose) , หมู่ฟอสเฟส และ เบส
- น้ำตาล deoxyribose คือน้ำตาล ribose ที่ถูกดึงออกซิเจน (O) ออกจากหมู่ OH ที่ คาร์บอน (C) ตำแหน่งที่ 2 ของโมเลกุลน้ำตาล ribose
- ไนโตรจีนัสเบส (Nitrogenous base) ประกอบด้วยเบสสองชนิดคือ purine (A, G) และ pyrimidine (C, T, U) โดยเบสเหล่านี้จะต่ออยู่กับ คาร์บอน (C) ตำแหน่งที่ 1 ของน้ำตาล deoxyribose ซึ่งเบสเหล่านี้เองที่เป็นตัวสร้างพันธะไฮโดรเจนระหว่างเบสของ polynucleotide ทั้งสองสาย โดยเบส A จะสร้างพันธะไฮโดรเจน 2 พันธะ กับเบส T และเบส C จะสร้างพันธะไฮโดรเจน 3 พันธะกับเบส G
- หมู่ฟอสเฟส (Phosphate group) จะอยู่ที่คาร์บอน (C) ตำแหน่งที่ 5 ของน้ำตาลมีประจุเป็นลบ ซึ่งทำให้ประจุโดยรวมของ DNA เป็นลบนั้นเอง ดังนั้นเวลาเรานำ DNA ไปผ่านกระแสไฟฟ้า DNA จะเคลื่อนที่จากขั้นลบไปขั้นบวก เรียกเทคนิคนี้ว่า gel electrophoresis และหมู่ฟอสเฟสนี้จะเป็นตัวที่ไปจับกับหมู่ OH ที่คาร์บอน (C) ตำแหน่งที่ 3 ของน้ำตาล deoxyribose ของ nucleotide ตัวต่อไปเพื่อสร้างเป็นสาย polynucleotide จึงเรียกพันธะนี้ว่า พันธะไกลโคซิดิก
จากที่กล่าวมากข้างต้นจะเห็นได้ว่า nucleotide แต่ละตัวจะต่อโดยหมู่ฟอสเฟตที่ C ตำแหน่งที่ 5 กับหมู่ OH ที่ C ตำแหน่งที่ 3 ดังนั้นเมื่อได้เป็นสาย polynucleotide ก็จะมีปลายสองด้านคือด้าน 5' ที่หมู่ฟอสเฟตไม่ได้ส้รางพันธะกับอะไรเลยเพราะสุดสายแค่นั้น และปลาย 3' ที่หมู่ OH ไม่ได้ต่อกับอะไรเลยเช่นกัน โดยการที่ polynucleotide 2 สายมาติดกันด้วยพันธะไฮโดรเจนนั้นจะเรียงตัวในทิศทางตรงกันข้ามกันคือ เส้นหนึ่งทิศทาง 5' ไป 3' อีกเส้นที่มาเข้าคู่กันจะเรียงตัว 3' ไป 5' นั่นเอง ดั่งเช่นในรูปด้านล่าง
แล้ว DNA ทำงานอย่างไร เก็บข้อมูลทางพันธุกรรมได้อย่างไร รวมถึง DNA Chromosome และ gene คืออะไร เกี่ยวข้องกันมากน้อยแค่ไหน ติดตามได้ในตอนที่ 2 ตามลิงค์ด้านล่างนี้ได้เลยครับ
ที่มาภาพ : https://sites.google.com/site/imlovingmygenes/dna-structure
#DNA คืออะไร #โครงสร้างของ DNA #กรดนิวคลีอิค#
#DNA คืออะไร #โครงสร้างของ DNA #กรดนิวคลีอิค#
#DNA คืออะไร #โครงสร้างของ DNA #กรดนิวคลีอิค#
#DNA คืออะไร #โครงสร้างของ DNA #กรดนิวคลีอิค#
ความคิดเห็น
แสดงความคิดเห็น