Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
กรดนิวคลีอิก (Nucleic acid) ชีวเคมีพื้นฐาน - Coggle Diagram
กรดนิวคลีอิก (Nucleic acid)
ชีวเคมีพื้นฐาน
ประวัติการค้นพบ DNA
ปี 1952 Alfred Hershey และ Martha Chase ใช้ไวรัสพิสูจน์ว่า DNA ทำหน้าที่เป็นสารพันธุกรรม และโปรตีนมิใช่สารพันธุกรรม
ปี 1952 Maurice Wilkin , Rosalind Franklin takes “Photo 51”, a highly detailed image of the “B” or hydrated form of DNA โดยใช้เทคนิคการเลี้ยวเบนรังสีเอ็กซ์พบว่า DNA น่าจะจับกันมากกว่า 1 สาย มีโครงสงแบบซ้ำๆและ มีมากกว่า 1โครงสร้าง
ปี 1949 Erwin Chargaff พบว่าองค์ประกอบของ DNA ในสิ่งมีชีวิตชนิดต่างๆมีจำนวนเบสที่ไม่เหมือนกัน และในสายของ DNA มี %G = %C และ %A = %T
ปี 1953 Francis Crick และ James Watson เสนอ model for the structure of the DNA molecule
โดยใช้เทคนิคการเลี้ยวเบนรังสีเอ็กซ์
DNA สองสายจะจับกันเป็นสายของน้ำตาลและหมู่ฟอสเฟตอย่างต่อเนื่องเป็นสายยาว และมีเบสของ DNA แต่ละสายยื่นเข้าด้านในระหว่างสายของ DNA ทั้งคู่ จึงทำหน้าที่เป็นตัวยึด DNA ทั้งคู่จึงทำหน้าที่เป็นตัวยึด DNA ทั้งสองสายเข้าด้วยกันคล้ายขั้นบันไดของบันไดเวียน
ปี 1944 นักชีวเคมีชาวอเมริกัน 3 คน คือ Oswald T. Avery , Colin Macleod , Maclyn McCarly ได้พบว่า DNA มีข้อมูลพันธุกรรม แต่ไม่ได้รับการยอมรับจากนักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่
ค.ศ. 2003 หลังจากใช้เวลา 13 ปีของการทำโครงการจีโนมนุษย์ (Human Genome Project) เสร็จสมบูรณ์และจีโนมทั้งหมดของมนุษย์ถูกตีพิมพ์
ค.ศ.1869 ในเยอรมนี แพทย์ชาวสวิสชื่อ Friedrich Miescher
แยกเซลล์ leukocyte จากผ้าพันแผลที่เปื้อนหนอง โดยใช้น้ำเกลือ กรด ด่างและแอลกอฮอล์หลายชนิดมาชะ แล้วใช้กล้องจุลทรรศน์ส่องดูสิ่งที่ได้
Miescher พบสารชนิดหนึ่งจากนิวเคลียสของเซลล์ และสารนี้มีองค์ประกอบที่แตกต่างจากโปรตีนหรือสารอื่นๆ ทุกชนิดที่รู้จักในขณะนั้น
เป็นสารชนิดใหม่ที่มิใช่โปรตีน Miescher จึงเรียกมันว่า nuclein หมายถึงโปรตีนที่แยกได้จากนิวเคลียส (การตั้งชื่อโปรตีนในสมัยนั้นมักลงท้ายด้วย -in)
ค.ศ. 1889 Richard Altmann เรียก nuclein ที่ Miescher พบว่า nucleic acid เพราะสารดังกล่าวมีสมบัติเป็นกรด
-ค.ศ. 2015 ประธานาธิบดีบารัคโอบามาประกาศแผนการที่จะจัดลำดับจีโนมของพลเมืองสหรัฐหนึ่งล้านคนเพื่อช่วยปรับปรุงยาและการวินิจฉัยโรค
กรดนิวคลีอิก (Nucleic acid)
เป็นสารชีวโมเลกุลที่มีขนาดใหญ่ทำหน้าที่เก็บและถ่ายทอดข้อมูลทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต จากรุ่นหนึ่งไปยังรุ่นต่อไปให้แสดงลักษณะต่างๆ ของสิ่งมีชีวิต นอกจากนี้ยังทำหน้าที่ควบคุมการเจริญเติบโตและกระบวนการต่างๆ ของสิ่งมีชีวิต
nucleic acid เป็นสารพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด หมายถึง กรดที่มีอยู่ในนิวเคลียส ภายหลังพบทั้งใน พลาสมิด ไมโตคอนเดรีย และคลอโรพลาส
มี 2 ชนิด ทั้งสองเรียกรวมกันเป็น polynucleotide ได้แก่
Ribonucleic acid (RNA)
Deoxyribonucleic acid (DNA)
หน่วยย่อยของกรดนิวคลีอิก คือ mononucleotide
Mononucleotide มีองค์ประกอบ
1.น้ำตาลเพนโทส (Pentose Sugar)
2.ไนโตรจีนัสเบส (Nitrogenous Base)
3.กรดฟอสโฟลิก (Phosphoric Acid)
Mononucleotide
Nucleoside + Phosphate = nucleoside monophosphate
Nucleoside + 2(Phosphate) = nucleoside diphosphate
Nucleoside + 3(Phosphate) = nucleoside triphosphate
การเรียกชื่อ Mononucleotide เช่น
adenosine-5’-monophosphate (AMP)
adenosine-5'-diphosphate (ADP)
adenosine-5’-triphosphate (ATP)
uridine-5’-diphosphate (UDP)
cytidine-5’-diphosphate (CDP)
ความสำคัญทางชีวภาพของนิวคลีโอไทด์
1.เป็นองค์ประกอบของกรดนิวคลีอิก ทั้ง DNA, RNA
2.เป็นสารเก็บพลังงาน เช่น ATP , GTP
3.ส่งสัญญาณและควบคุมเมตาบอลิซึมและการสืบพันธุ์ของเซลล์ คือ c-AMP
4.ทำหน้าที่เป็นโคเอนไซม์ เช่น UDP,CDP
ไดนิวคลีโอไทด์ (Dinucletide)
Mononuleotide 2 หน่วย เชื่อมกันด้วยพันธะฟอสโฟไดเอสเทอร์ (phospho-diester bond)
กรดไรโบนิวคลีอิก (RNA)
similar to DNA, except that the base T is replaced by base U
RNA uses the DNA code to make proteins
ไรโบนิวคลีโอไทด์ หลายหน่วยต่อกันด้วยพันระ 3’ , 5’- ฟอสโฟไดเอสเทอร์
ส่วนใหญ่เป็นชนิดสายเดี่ยว นอกจากในไวรัสบางชนิดเป็นสายคู่
ส่วนใหญ่พบในไซโตพลาสซึมของเซลล์ โดยเฉพาะที่ไรโบโซม
รับข้อมูลทางพันธุกรรมจาก DNA นำไปสังเคราะห์โปรตีน เอนไซม์ ฮอร์โมน เป็นต้น
จับคู่กันเองในสาย โดยA จับคู่กับ U และ G จับคู่กับ C
RNA มี 3 ชนิด
mRNA (messenger RNA) อาร์เอ็นเอนำรหัส
เป็นตัวถ่ายทอดข้อมูลทางพันธุกรรมจาก DNA ออกมาเป็นโปรตีน เมื่อเซลล์ต้องการสร้าง โปรตีนขึ้นมาใช้งาน เซลล์จะคัดลอกยีน สำหรับสร้างโปรตีนนั้นออกมาเป็น mRNA ดังนั้น mRNA จึงเกิดขึ้นในนิวเคลียส เมื่อมี mRNA แล้ว จะมีกระบวนการขนส่ง mRNA ออกจากนิวเคลียสสู่ไซโตพลาสซึม ซึ่งเป็นที่สำหรับสังเคราะห์โปรตีน
รหัส CODON บนอาร์เอ็นเอนำรหัส
tRNA (transfer RNA) อาร์เอ็นเอถ่ายโอน
ตัวมันจะมีกรดอะมิโนมาเกาะอยู่ ทำหน้าที่นำกรดอะมิโนมาเรียงร้อยต่อกันเป็นโปรตีน ชนิดของกรดอะมิโนที่จะนำมาต่อนี้ถูกกำหนดโดยรหัสพันธุกรรมบน mRNA ส่วน tRNA มีตัวช่วยอ่านรหัสเรียกว่า anticodon
rRNA (ribosomal RNA) อาร์เอ็นเอไรโบโซม
มีหน้าที่เป็นองค์ประกอบที่สำคัญของไรโบโซมและสังเคราะห์โปรตีน ในสิ่งมีชีวิตชั้นสูงพบ rRNA อยู่ 4 ขนาดคือ 28S, 18S, 5.8S และ 5S rRNA
กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก(DNA)
โครงสร้างของ DNA
2.โครงสร้างทุติยภูมิ
Watson - Crick doudle helix
DNA 2 สายพันกันเป็นสายเกลียวคู่วนขวา (right-handed helix)
เบสทั้ง 2 สายจับคู่กันด้วยพันธะไฮโดรเจน
A-T , C-G เรียกว่าเบสคู่สม (Complementary Base Paring)
3.โครงสร้างตติยภูมิ
ขึ้นอยู่กับชนิดของ DNA
วงแหวน (Circular DNA)
เกลียวคู่ยิ่งยวด ( Super Coil)
Positive Super Coil (ตามเข็มนาฬิกา)
Negative Super Coil (ทวนเข็มนาฬิกา)
1.โครงสร้างปฐมภูมิ
ลำดับการเรียงตัวของเบส
สมบัติทางกายภาพของ DNA
2 การคืนสภาพ (Renaturation)
กลับมารวมกันเป็นสายคู่เมื่อปรับสภาพให้เหมาะสม
3 การดูดกลืนแสงของ DNA
ดูดกลืนแสงที่ 260 nm เนื่องจากเบส
1 การแปลงสภาพ (Denaturation)
การแยกกันของสายเกลียวคู่ สาเหตุ จากความร้อน , PH , สารเคมี
4 สมบัติการลอยตัวของ DNA
ลอยตัวในสารละลายที่มีความหนาแน่นเท่ากัน
5 Melting Temperature ( Tm )
อุณหภูมิที่ทำให้ DNA คลายเกลียวออกครึ่งหนึ่ง
ค่า GC content สูง จะทำให้ค่า Tm สูง
การแปลงสภาพ (Denaturation)ของDNA
DNA ถูกทำลายได้ด้วย รังสี UVB (280 - 315 nm) และ UVC (100 - 280)
เมื่อเซลล์ prokaryotic และ eukaryotic ได้รับรังสี UV จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของเซลล์ เช่น เซลล์ตาย โครโมโซมเปลี่ยนแปลง เกิดการกลายพันธุ์ และการเปลี่ยนแปลงของโครงสร้างเซลล์
ยีนส์หลายตัว และไวรัสหลายชนิด ก็ถูกกระตุ้นให้เกิดการเปลี่ยนแปลงโดยรังสีUV เช่นกัน
DNA ที่ถูกทำลายอาจนำไปสู่ การเกิดมะเร็งผิวหนัง พบว่า ในเซลล์มะเร็งของผิวหนังนั้นพบการผ่าเหล่ากลายพันธุ์ของโมเลกุลไทมีน (Thymine dimer) จำนวนมาก
