MedTech X : 2015

โครงสร้างโปรตีน (Protein structure)

โครงสร้างโปรตีน (Protein structure)

โปรตีนคือสารชีวโมเลกุลขนาดใหญ่และมีโครงสร้างซับซ้อนเกิดจากหน่วยย่อยกรดอะมิโน(amino acid) จำนวนมากตั้งแต่หลักร้อยจนถึงหลักพันหน่วยมาต่อกันเกิดเป็นสายยาว(long chains) เรียกว่า polypeptide ซึ่งในสายหรือระหว่างสายของ polypeptide เองก็จะเกิดพันธะทางเคมีขึ้นได้ทำให้โปรตีนมีโครงสร้างที่แตกต่างกันออกไปและทำให้โปรตีนเองมีคุณสมบัติที่หลากหลายและโครงสร้างซับซ้อน

กรดอะมิโนเป็นหน่วยย่อย(monomer) ของโปรตีนซึ่งประกอบไปด้วยกรดอะมิโน 20 ชนิด โครงสร้างของกรดอะมิโนประกอบด้วย หมู่อะมิโน(NH₃) หมู่คาร์บอกซิล(COO^-) และหมู่ R หรือ side chain ที่จับอยู่กับ alpha carbon โดยกรดอะมิโนแต่ละชนิดจะมีโครงสร้างเหมือนกันจะแตกต่างกันเพียงแค่หมู่ R เท่านั้น กรดอะมิโนแต่ละตัวจะมีเชื่อมต่อกันโดยพันธะเพปไทด์(peptide bond) ระหว่างหมู่คาร์บอกซิลและหมู่อะมิโน ดังนั้นสิ่งที่กำหนดคุณสมบัติของโปรตีน หน้าที่ของโปรตีน และโครงสร้างของโปรตีนก็คือ ชนิดของกรดอะมิโนในสายโปรตีน หรือหมู่ R ที่ตัวกำหนดชนิดของกรดอะมิโน และความผิดปกติที่เกิดขึ้นในสายโปนตีนที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของกรดอะมิโนเพียงตัวเดียวจะส่งผลกับหน้าที่และโครงสร้างของโปรตีนอย่างมาก

http://www.proprofs.com/flashcards/story.php?title=biological-molecules-aqa-proteins

โครงสร้างของโปรตีนจะมีทั้งหมด 4 ระดับ เมื่อเกิดสังเคราะห์โปรตีนโดยการต่อกันของกรดอะมิโนเป็น polypeptide สายยาวเกิดขึ้นโครงสร้างนี้เรียกว่า primary structure ต่อมา polypeptide จะเกิดการปรับเปลี่ยนโครงสร้างให้อยู่ในรูปที่เสถียรมากกว่า primary structure กลายเป็นโครงสร้าง secondary structure แบบแผ่น หรือ beta-pleated sheets และแบบเกลียว(alpha-helices) ความแตกต่างของกรดอะมิโนภายในโครงสร้างจะเป็นตัวกำหนดว่าจะเกิดการปรับเปลี่ยนโครงสร้างเป็นแบบไหนโดยจะมีกรดอะมิโนตัวที่เป็น signature ว่าตรงส่วนนั้นจะเป็น beta-pleated sheets หรือ alpha-helices เช่น methionine, alanine , leucine uncharged glutamate และ lysine (MALEK) เป็น signature ที่จะทำให้เกิด helix forming ในขณะที่ proline และ glycine จะเกิดได้ยากกว่า

Tertiary structure เกิดจาก interaction ระหว่างกรดอะมิโนในโครงสร้างของ primary หรือ secondary เกิดโครงสร้างที่ซับซ้อนกว่ามาก และเกิดเป็นโครงสร้างสามมิติของโปรตีน โดย interaction ที่เกิดขึ้นอาจเกิดขึ้นจากทั้งจากแรงที่อ่อนที่สุดอย่าง H bond หรือ Van der Waals หรือพันธะที่แข็งแรงอย่าง ionic bond และ disulfide bond ที่เกิดจาก thiol group ระหว่าง cysteine ด้วยกันเองเป็นพันธะที่แข็งแรงมากทำให้โครงสร้างสามมิติของโปรตีนมีความเสถียร์และแข็งแรงมากๆด้วยเช่นกัน นอกจากนี้โปรตีนบางชนิดเป็นโปรตีนที่มีโครงสร้างซับซ้อนโดยเกิดจากโปรตีน(protein subunit) หลายๆตัวมารวมกันโดยเกิดเพียง weak interaction ระหว่าง subunit ตัวอย่างเช่น hemoglobin เราเรียกว่าโครงสร้างแบบนี้ว่าเป็น quaternary structure

โครงสร้างโปรตีน (Protein structure)#โครงสร้างโปรตีน (Protein structure)#โครงสร้างโปรตีน (Protein structure)#โครงสร้างโปรตีน (Protein structure)#โครงสร้างโปรตีน (Protein structure)#โครงสร้างโปรตีน (Protein structure)

โรคเบาหวาน (Diabetes Mellitus) คืออะไร?

โรคเบาหวานเป็นภาวะที่พบได้บ่อยในประชากร โดยพบประมาณ 1-3% ของประชากรไทยและส่วนมากจะพบในผู้สูงอายุ โดยโรคเบาหวานนั้นเกิดจากการที่ร่างกายไม่สามารถรักษาระดับน้ำตาลในร่างกาย(เลือด)ได้อย่างปกติ ทำให้มีระดับน้ำตาลในเลือดสูงกว่าปกติ คือมี ค่าน้ำตาลหลังอดอาหารมาแล้ว 8 ชั่วโมง หรือ Fasting blood glucose มากกว่า 100 mg/dL

ระดับน้ำตาลในเลือดถูกควบคุมโดยการทำงานของฮอร์โมนที่ชื่อว่า อินซูลิน(Insulin) และกลูคากอน(glucagon) แต่ตัวที่เป็นสาเหตุของการเกิดโรคเบาหวานคือ การทำงานที่ผิดปกติของฮอรโมนอินซูลินทำให้ร่างกายไม่สามารถนำน้ำตาลจากกระแสเลือดเข้าสู่เซลล์ต่างๆในร่างกาย ระดับน้ำตาลในเลือดจึงสูงนั่นเองเพราะอินซูลินมีหน้าที่เป็นตัวกระตุ้นให้เกิดการแลกเปลี่ยนน้ำตาลเข้าสู่เซลล์ ------> สาเหตุที่ทำให้ระบบการทำงานของอินซูลินผิดปกติมีหลายสาเหตุทำให้เราแบ่งโรคเบาหวานออกเป็น 2 ชนิดหลักๆตามสาเหตุและกลไกความผิดปกติ

โรคเบาหวาน ชนิดที่ 1 : เชื่อกันว่ามีสาเหตุมาจากพันธุกรรมที่ทำให้ร่างกายไม่สามารถสร้างฮอร์โมนอินซูลินได้ หรืออาจเกิดจากความผิดปกติที่ร่างกายไปสร้าง antibody ทำลาย beta cells ในตับอ่อนซึ่งเป็นอวัยวะที่สร้างอินซูลิน -----> ดังนั้นโรคเบาหวานชนิดที่ 1 นั่นจะพบมากกับเด็กหรือคนที่มีอายุยังไม่มาก โดยผู้ป่วยจะต้องรับการฉีดฮอร์โมนอินซูลินตลอดชีวิต
โรคเบาหวาน ชนิดที่ 2 : เกิดจากภาวะดื้ออินซูลิน(insulin resistance) ทำให้ร่างกายไม่มีการตอบสนองต่ออินซูลินแต่ร่างกายยังมีการสร้างอินซูลินปกติ หรือบางรายอาจพบว่าเกิดจากภาวะการสร้างอินซูลินต่ำทำให้ร่างกายกำจัดน้ำตาลออกจากกระแสเลือดได้ไม่ดี ซึ่งสาเหตุมาจากความเสื่อม ของ beta-cells ในตับอ่อน -----> จึงพบอุบัติการ์ณของเบาหวานชนิดที่ 2 มากในผู้สูงอายุนั่นเอง

อาการของโรคเบาหวาน
มีอาการของผู้ป่วยโรคเบาหวานส่วนหนึ่งที่มักจะพบบ่อยและเราสามารถนำอาการเหล่านี้ไปสังเกตตนเองและคนไกล้ตัวได้เบื้องต้น แต่ทั้งนี้ระดับของอาการนั่นจะแตกต่างกัน หรืออาการที่แสดงออกอาจไม่เหมือนกัน อาการเหล่านี้ได้แก่

ถ่ายปัสสาวะบ่อย น่าจะสังเกตด้วยตนเองได้ง่ายสุดแล้วครับ
กระหายน้ำผิดปกติ และหิวตลอดเวลา
รู้สึกอ่อนเพลียและเหนื่อย
น้ำหนักลดผิดปกติ(มักพบในเบาหวานชนิดที่ 1)
ตามัว (ภาวะแทรกซ้อน) ถ้ามีอาการนี้ควรรีบพบแพทย์เลยนะครับ แสดงว่ามีการดำเนินของโรคมาไกลแล้วพอสมควร
มีแผลที่หายยาก
เหน็บชาที่มือและเท้า
มีการติดเชื้อได้ง่าย

อาการดังกล่าวข้างต้นโดยปกติแล้วผู้ป่วยโดยทั่วไปมักจะไม่แสดงอาการในระยะแรกๆ จนเมื่อผู้ป่วยมาพบแพทย์มักจะเป็นมากแล้วจนมีโรคหรือ ภาวะแทรกซ้อนจากโรคเบาหวาน ตามมา เช่น จอตาเสื่อม ไตเสื่อม เป็นต้นครับ ดังนั้นเราจึงจำเป็นมั่นตรวจสุขภาพประจำปีนะครับ จะดีกับตัวเรามากที่สุด อย่าให้เกิดเหตุการ์ณที่ต้องไปพบแพทย์ด้วยอาการเล็กๆน้อยๆแล้วต้องมาทราบว่าเราเป็นโรคเรื้องรังนะครับ

ความอันตรายของโรคเบาหวาน (Complications of DM)
ระดับน้ำตาลที่เพิ่มสูงขึ้นในเลือดของผู้ป่วยโรคเบาหวานรักษาได้โดยการควบคุมหรือปรับเปลี่ยนพฤติกรรมการกินของเราเป็นหลัก แต่ระดับน้ำตาลในเลือกนั่นไม่ได้มีความอันตรายต่อผู้ป่วยโดยตรงเพียงแค่ควบคุมให้อยู่ในระดับที่แพทย์สั่งเท่านั้น จะมีอันตรายก็ต่อเมื่อมันเพิ่มขึ้นสูงหรือลดลงต่ำจนถึงค่าวิกฤต(critical value) จนอาจทำให้เกิดอาการช็อคได้ แต่สิ่งที่น่าเป็นห่วงสำหรับผู้ป่วยโรคเบาหวานคือ ภาวะแทรกซ้อนของโรคเบาหวาน หรือ Complications of DM ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้ผู้ป่วยโรคเบาหวานเสียชีวิต อาการเหล่านี้ได้แก่

Retinopathy : จอตาเสื่อมและนำไปสู่ตาบอด
Nephropathy : นำไปสู่ไตวายในที่สุด
Neuropathy : มีความผิดปกติทางระบบประสาท เช่น มือ เท้ามีอารการชา ไร้ความรู้สึก
Altherosclerosis : ผู้ป่วยมีปัญหาทางระบบหลอดเลือดทั้งเส้นเลือดขนาดใหญ่ ที่จะนำไปสู่หลอดเลือดอุดตันเฉียบพลันจนเกิดหัวใจขาดเลือดได้ และเส้นเลือดขนาดเล็กที่เป็นสาเหตุของอาการแทรกซ้อนในข้อ 1-3 ข้างต้น

นอกจากนั้นการที่แผลของผู้ป่วยหายช้าก็เป็นผลมาจากหลอดเลือดที่ผิดปกตินี้เช่นกัน โดยคาดว่าสาเหตุเกิดภาวะแทรกซ้อนเหล่านี้เป็นผลมาจากภาวะ hyperlipidemia และ protein glycation product ที่มักพบในผู้ป่วยเบาหวานส่งผลให้เกิดภาวะหลอดเลือดแข็งตัว และ metabolism ของเซลล์ผิดปกติไป

รู้แบบนี้แล้วเราควรสังเกตตัวเอง และมั่นตรวจสุขภาพอยู่เสมอนะครับ ไม่งั้นคุณอาจจะต้องอยู่กับภาวะน้ำตาลในเลือดสูงพร้อมกับโรคภัยต่างๆเพิ่มขึ้นมาจากภาวะแทรกซ้อนนี้นะครับ ตรวจสุขภาพง่ายนิดเดียวยอมเสียเวลาซักนิด

#โรคเบาหวาน คืออะไร #โรคเบาหวานอันตรายไหม#ภาวะแทรกซ้อนจากโรคเบาหวาน#เบาหวน#น้ำตาล#ทำไมคนเป็นเบาหวานแผลหายช้า#เบาหวาน ตาบอด ตามัว#

DNA ตอนที่ 2 : DNA ทำงานอย่างไร

ภาพจาก : http://science.howstuffworks.com/life/cellular-microscopic/dna4.htm

Chromosome , gene , DNA คืออะไร
คำเหล่านี้เราคงคุ้นหูมานานแล้ว แต่เราแยกออกหรือไม่ว่าจริงๆแล้ว chromosome , gene และ DNA นั้นมันคือส่วนไหน? ในความเป็นจริงแล้วทั้งสามสิ่งนี้มันก็คือสิ่งเดียวกันนั่นแหละครับ เพียงแต่เรามักจะพูดในมุมมองคนละมุมมองเวลาทำความเข้าใจแค่นั้นเอง โดย DNA จะประกอบด้วย nucleotide จำนวนมากมาต่อกันเป็นสายยาวๆ ยาวมากๆ ซึ่งสุดท้ายแล้วมันก็จะขดๆรวมกันแน่นๆกับ protein ที่ชื่อว่า histone กลายเป็น Chromosome ทีนี้เนี่องจาก DNA หากนั้นเป็นคู่เบสแล้วมันมีจำนวนมากถึง 3 พันล้านคู่เบสเลยทีเดียว มันเลยแยกเก็บครับ เป็น Chromosome ทั้งหมด 46 แท่ง

แล้ว gene อยู่ส่วนไหนของทั้งสองสิ่งที่กล่าวมาข้างต้น? gene ก็คือลำดับเบสจำนวนหนึ่งครับ เช่น gene A มี 3,000 คู่เบส อยู่บน chromosome คู่ที่ 3 เป็นต้น จากคำอธิบายข้างต้นคงพอเข้าใจนะครับว่าทั้งสามสิ่งนี้มันคือสิ่งเดียวกับ ต่อมาเราก็มาดูว่ามันทำหน้าที่กันอย่างไรครับ

DNA ทำงานอย่างไร : How DNA works?
DNA เป็นสารพันธุกรรมที่เก็บรวบรวมข้อมูลทุกอย่างเกี่ยวกับตัวเราไว้ในรูปแบบของรหัส(genetic codes) หรือที่เรารู้จักกันคือ gene นั่นเองครับ โดยรหัสเหล่านี้เป็นรหัสสำหรับกรดอะมิโน(amino acid)แต่ละตัว ที่จะถูกนำมาต่อกันและกลายเป็นโปรตีน(protein) ซึ่งโปรตีนเหล่านี้มีหลายชนิดมากมายและทำหน้าที่ได้หลากหลาย และจากการทำหน้าที่ของโปรตีนเหล่านี้เองที่กลายมาเป็นสิ่งมีชีวิต หน้าที่ของโปรตีนมีดังนี้

Enzymes ทำหน้าที่ต่างๆมากมายภายในเซลล์ รวมถึงใน ขบวนการเพิ่มจำนวนของ DNA เอง
Structural proteins เป็นโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างต่างๆของร่างกาย (collagen และ keratin)
Transport proteins เช่น oxygen-carrying hemoglobin ในเม็ดเลือดแดง
Contraction proteins ในกล้ามเนื้อ actin และ myosin
Hormones เป็นสารที่ไปควบคุมการทำงานของเซลล์อื่นๆ เช่น insulin, estrogen, testosterone, cortisol
Protective proteins เช่น antibodies ในระบบภูมิคุ้มกันของร่างกาย

จาก function การทำงานของโปรตีน เหล่านี้เองที่ก่อให้เกิดสิ่งมีชีวิต เพราะโปรตีบควบคุมทั้ง การเพิ่มจำนวนของ DNA การแบ่งเซลล์ และการพัฒนาการของเซลล์ รวมถึงโครงสร้างและรูปร่างของสิ่งมีชีวิตนั้นๆ และ ยังทำให้แต่ละคนหรือแต่ละสิ่งมีชีวิตมีความแตกต่างกัน แม้จะเพียงเล็กน้อยก็ตาม

Genetic Codes

genetic code คือ ลำดับเบส(พวก A,T,C,G,U) บน polynucleotide ดังเช่นในรูปภาพข้างล่างครับ โดย สามลำดับเบส(codon) จะหมายถึงกรดอะมิโนหนึ่งชนิด กรดอะมิโนแต่ละชนิดก็จะถูกนำมาต่อกันตามลำดับเบสบน DNA ช่วงนั้น(gene) เรื่อง codon กับ กรดอะมิโน จะกล่าวถึงละเอียดอีกทีภายหลังครับ

ภาพจาก : http://science.howstuffworks.com/life/cellular-microscopic/dna4.htm

จาก DNA สู่ Protein

ใน DNA จะมีรหัสสำหรับใช้ในการสร้างโปรตีนอยู่ดังที่กล่าวไปข้างต้น ซึ่งก่อนที่จะมีการสร้างโปรตีนนั้นจะต้องมีขบวนการถอดรหัสเหล่านั้นออกมาจาก DNA ก่อนเพราะเซลล์จะไม่ใช้รหัสจาก DNA โดยตรงเป็นแม่แบบสำหรับการสร้างโปรตีน เราเรียกขบวนการถอดรหัสนั้นว่า Transcription ได้ออกมาเป็น mRNA แม่แบบสำหรับการนำไปสร้างเป็นโปรตีน ซึ่งจะถูกส่งออกมาที่ cytoplasm โดยการทำงานร่วมกันของ tRNA และ Ribosome ในการนำกรดอะมิโนมาต่อกันตามลำดับเบสที่ถอดออกมาจาก DNA เราเรียกขบวนการนี้ว่า Translation สุดท้ายได้ออกมาเป็นโปรตีนในที่สุด ซึ่งโปรตีนเหล่านั้นจะต้องไปผ่านขบวนการทางเคมีอีกมากมายเพื่อที่จะเป็นโปรตีนที่ทำหน้าที่ได้อย่างจำเพาะ ดังเช่นในรูปข้างล่างครับ สรุปแล้ว จาก DNA สู่ protein เราเรียกรวมว่า Central dogma ครับ

#DNA คืออะไร#gene คืออะไร#chromosome คืออะไร#DNA ทำงานอย่างไร#DNA#DNA#DNA#

ออทิสติค (autism) คืออะไร : Autism Spectrum Disorder (ASD)

d ออทิสติค(autism) คืออะไร

ออทิสติค(autism) คืออะไร

ที่มาภาพ : http://theinspirationroom.com/daily/2009/treehouse-talk-about-autism/

Autism spectrum disorder (ASD) หรือที่คนไทยคุ้นหูว่า ออทิสติค เป็นความผิดปกติ (syndrome) ในด้านการพัฒนาการทางระบบประสาท (neurodevelopment disorder) ที่ส่งผลให้เกิดลักษณะทางพฤติกรรมที่ผิดปกติ 3 ด้าน ได้แก่ ด้านสังคม (social interaction) ด้านภาษาและการสื่อสาร (language and communication) และ ด้านพฤติกรรมแบบซ้า (repetitive-restrictive behaviors) โดยช่วงระหว่างปี 1991 ถึง 1997 พบว่ามีความชุก(prevalence) ของโรคเพิ่มสูงมากถึง 556% โดยการเพิ่มขึ้นนี้สูงกว่าโรคมะเร็ง หรือว่า Down syndrome เสียอีก โดยความผิดปกติในกลุ่มของ ASD จะถูกแบ่งตามลักษณะทางพฤติกรรม 3 ด้านดังที่กล่าวไปข้างต้น โดย Diagnostic and Statistical Manual of mental disorder, Fourth Edition ,Text Revision (DSM-IV-TR) ได้มีแบ่ง ASD ออกเป็น 5 Subtype ดังนี้
1)autistic disorder หรือ classic autism
2)Asperger disorder
3)disintegrative disorder
4)PDD not otherwise specified
5)Rett syndrome

แต่ปัจจุบัน DSM-V ได้เปลี่ยนหลักเกณฑ์ใหม่โดยการวินิจฉัยจะสรุปรวมกันทั้งหมดว่ามีความผิดปกติเป็น ASD ซึ่งจะอาศัยความผิดปกติพฤติกรรม 2 คือ ด้านสังคมทีถูกรวมกับด้านภาษาและการสื่อสารจัดเป็นความผิดปกติด้านเดียวกัน โดย ASD ที่ถูกจัดใหม่นี้จะมาจัดแยกกันโดยแบ่งระดับความรุนแรงเป็น 3 ระดับ การจัดให้ผู้ป่วยทั้งหมดถูกวินิจฉัยว่าเป็น ASDs เหมือนกันนั้นจะทาให้ง่ายในการกาหนดและเลือกกลุ่มตัวอย่างในการศึกษาทางด้าน ASDs ที่มีความซับซ้อนและมีความหลากหลายทางด้าน phenotype ส่วนกลไกลักษณะการเกิดความผิดปกตินี้มีปัจจัยที่เกี่ยวข้องมากมายทั้งทางด้านพันธุกรรม หรือสิ่งแวดล้อมล้วนส่งผลให้เกิดความผิดปกติทางการพ มนาการของระบบประสาทได้ทั้งสิ้น ซึ่งนี้ก็ทาให้ ASDห เป็นความผิดปกติที่มีลักษณะการแสดงออกที่หลากหลาย (wide-ranging phenotype) และมีระดับความรุนแรงที่แตกต่างกัน และสาเหตุของ ASDs นั้นไม่ได้เกิดจากสาเหตุเพียงสาเหตุเดียว แต่เชื่อว่าความผิดปกตินี้มีหลายๆสาเหตุเกิดร่วมกันทั้งจากพันธุกรรม (genetic) อิพิเจเนติค (epigenetic) หรือ สิ่งแวดล้อม(environment factor) ยกเว้นความผิดปกติที่เรียกว่า Rett syndrome โดยปัจจุบันเป็นที่ทราบกันแล้วว่าเกิดจาก de novo mutation หรือ microdeletion ของ methyl-CpG-binding protein2 (MeCP2) gene บน Xq28 ปัจจุบันมีหลักฐานทางงานวิจัยมากมายที่บ่งบอกว่าปัจจัยทางด้านพันธุกรรมโดยมีหลายยีนที่มีความเกี่ยวข้องกัน(multiple genetic factor) น่าจะเป็นสาเหตุหลักที่ทาให้เกิดของ ASD

ในช่วง 20 ปีที่ผ่านมาการเพิ่มขึ้นของอุบัติการ์ณ(incidence) ของ ASD เป็นที่น่าสนใจอย่างมาก โดยในอดีตนั้นเราจะพบคนเป็น ASD เพียง 2-5 จากประชากร 10,000 คน แต่ปัจจุบันเราสามารถพบคนที่เป็น ASD ได้1-2 คนจาก 1,000 คน ของ autistic disorder และ 6-10 คนจาก 1,000 คนสาหรับ subtype อื่นๆ นั้นแสดงให้เห็นว่าการวินิจฉัยและการรักษาความผิดปกติของ ASD นั้นยังมีความไว(sensitivity) และความจาเพาะ(specificity) เพียงพอสาหรับลักษณะของโรคที่เป็น wide-ranging phenotype นักวิจัยจึงพยายามที่จะหาความสัมพันธ์ของปัจจัยเสี่ยง(risk factor) ต่างๆกับ ASD เพื่อที่หา biomarkers ที่มีความจาเพาะและความไวมากพอที่จะใช้ในการวินิจฉัยความผิดปกติและให้การรักษาอย่างเหมาะสมกบัลักษณธของแต่ละบุคคลและรักษาได้อย่างทันท่วงที เพราะปกติแล้ว ASD มักจะไม่แสดงอาการความผิดปกติออกมาจนกระทั่งอายุได้ประมาณ 2 ขวบ นั้นหมายความว่าเด็กมีการพัฒนาการทางระบบประสาทที่ผิดปกติไปแล้วนั่นเอง

ที่มาภาพ : http://www.nbcnews.com/health/kids-health/treating-infants-autism-may-eliminate-symptoms-n198671

ออทิสติค(autism) คืออะไร

ออทิสติค(autism) คืออะไร ออทิสติค(autism) คืออะไร

ออทิสติค(autism) คืออะไร

ออทิสติค(autism) คืออะไร ออทิสติค(autism) คืออะไร

ออทิสติค(autism) คืออะไร

DNA ตอนที่ 1 : DNA คืออะไร และโครงสร้างของ DNA

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 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

https://medtechx.blogspot.com/2015/01/dna-2-dna.html

ที่มาภาพ : https://sites.google.com/site/imlovingmygenes/dna-structure

#DNA คืออะไร #โครงสร้างของ DNA #กรดนิวคลีอิค#