Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
กรดนิวคลีอิก (Nucleic acid) - Coggle Diagram
กรดนิวคลีอิก (Nucleic acid)
นิยามกรดนิวคลีอิก
เป็นสารพันธุกรรม หรือ DNA
ค้นพบว่าเป็นสารพันธุกรรมครั้งแรกว่ามีฤทธิ์เป็นกรดอยู่ภายในนิวเคลียสของเซลล์
เป็นสารชีวโมเลกุลที่มีขนาดใหญ่
ทำหน้าที่เก็บและถ่ายทอดข้อมูลทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตจากรุ่นหนึ่งไปยังรุ่นต่อไปให้แสดงลักษณะต่างๆของสิ่งมีชีวิต
ควบคุมการเจริญเติบโตและกระบวนการต่างๆของสิ่งมีชีวิต
การค้นพบ DNA
ค.ศ.1869ผู้ค้นพบ
แพทย์ชาวสวิสFriedrich Miescher
พบสารชนิดหนึ่งจากนิวเคลียสของเซลล์ ซึ่งมีองค์ประกอบแตกต่างจากโปรตีนหรือสารอื่นๆ
เป็นสารชนิดใหม่ไม่ใช่โปรตีน เรียกว่า nuclein
โปรตีนที่แยกได้จากนิวเคลียส
ค.ศ. 1889 เรียก nuclein ว่า Nucleic acid
เพราะสารมีสมบัติเป็นกรด
แยกเซลล์ leukocyte จากผ้าพันแผลที่เปื้อนหนอง ใช้น้ำเกลือ กรด ด่าง และแอลกอฮอล์
ปี 1949 Erwin Chargaff
พบว่าองค์ประกอบของ DNA ในสิ่งมีชีวิตชนิดต่างๆ มีจำนวนเบสไม่เหมือนกัน
สารDNA มี %G=%Cและ %A=%T
ปี1952 Alfred Hershey
และ Martha Chase
ใช้ไวรัสพิสูจน์ว่า DNA
ทำหน้าที่เป็นสารพันธุกรรม และโปรตีนไม่ใช่สารพันธุกรรม
ปี1952Maurice Wilkin ,
Rosalind Franklinใ
ใช้เทคนิคการเลี้ยวเบนรังสีเอ็กซ์
พบว่า DNA น่าจะจับกันมากกว่า 1 สาย มีโครงสร้างแบบซ้ำ ๆ และมีมากกว่า 1
โครงสร้าง
ปี 1953 Francis Crick
และJames Watson
ใช้เทคนิคการเลี้ยวเบนรังสีเอ็กซ์
DNA สองสายจะจับกันเป็นสายของน้ำตาลและหมู่ฟอสเฟตอย่างต่อเนื่องเป็นสายยาว และมีเบสของ DNA แต่ละสายยื่น
เข้าด้านในระหว่างสายของ DNA
ทั้งคู่จึงทำหน้าที่เป็นตัวยึด DNA ทั้งสองสายเข้าด้วยกันคล้ายขั้นบันไดของบันไดเวียน
ค.ศ. 2015 ประธานาธิบดีบารัคโอบามาประกาศแผนการที่จะจัดลำดับจีโนมของพลเมืองสหรัฐหนึ่งล้านคนเพื่อช่วยปรับปรุงยาและการวินิจฉัยโรค
ค.ศ. 2003 หลังจากใช้เวลา 13 ปีของการทำโครงการจีโนมมนุษย์เสร็จสมบูรณ์และจีโนมทั้งหมดของมนุษย์ถูกตีพิมพ์
โครงสร้างและองค์ประกอบของกรดนิวคลีอิก
Nucleic acid เป็นสารพันธุกรรม
ของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด
ครั้งแรกพบอยู่ในนิวเคลียส
ภายหลังพบในพลาสมิด(พวกแบคทีเรีย)
ไมโตคอนเดรีย
คลอโรพลาสในเซลล์พืช
มี 2 ชนิด เรียกรวมกันเป็นpolynucleotide
Ribonucleic acid (RNA)
Deoxyribonucleic acid (DNA)
หน่วยย่อยของกรดนิวคลีอิก
คือ mononucleotide
ไนโตรจีนัสเบส
เบสที่มีไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบ
แบ่งเป็น 2กลุ่ม
Purinesโครงสร้างมี 2วง
มีอะดีนีน (A)
กวานีน (G)
Pyrimdinesโครงสร้างมี 1วง
ยูราซิล (U)
ไทมีน (T)
ไซโตซีน (C)
ในDNA จะพบเบส 4 ตัว
อะดีนีน (A) กวานีน (G)ไซโตซีน (C)
ไทมีน (T)
ในRNAจะพบ
อะดีนีน (A) กวานีน (G)ไซโตซีน (C)
ยูราซิล (U)
กรดฟอสโฟลิกหรือหมู่ฟอสเฟต
ทำให้DNAหรือRNAมีฤทธิ์เป็นกรด
น้ำตาลเพนโทส
น้ำตาลที่มี 5 C
ในDNAและRNAจะแตกต่างกัน
DNA จะเป็นน้ำตาลดีออกซีไรโบส (deoxyribose sugar)
RNA จะเป็นน้ำตาลไรโบส (ribose)
Nucleoside
น้ำตาลเพนโทสกับไนโตรจีนัสเบส
nucleoside
น้ำตาลเพนโทส,ไนโตรจีนัสเบส
และกรดฟอสโฟลิกหรือหมู่ฟอสเฟต
monophosphate
nucleoside
Mononucleotide
Nucleoside + 2(Phosphate) = nucleoside diphosphate
Nucleoside + 3(Phosphate) = nucleoside triphosphate
Nucleoside + Phosphate = nucleoside monophosphate
การเรียกชื่อMononucleotide
adenosine-5’-triphosphate (ATP)
uridine-5’-diphosphate (UDP)
adenosine-5’-diphosphate (ADP)
cytidine-5’-diphosphate (CDP)
adenosine-5’-monophosphate (AMP)
Mononuleotide 2 หน่วยเชื่อมกันด้วย
พันธะฟอสโฟไดเอสเทอร์(phospho-diester bond)
ไดนิวคลีโอไทด์(Dinucleotide)
ความสำคัญทางชีวภาพของนิวคลีโอไทด์
ส่งสัญญาณและควบคุมเมตาบอลิซึม
และการสืบพันธ์ุของเซลล์ คือc-AMP
ทำหน้าที่เป็นโคเอนไซม์ เร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์
เช่น UDP,CDP
เป็นสารเก็บพลังงานเช่น ATP,GTP
เป็นองค์ประกอบของกรดนิวคลีอิกทั้ง DNA,RNA
พอลินิวคลีโอไทด์
กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก (DNA)
ACGT
เขียนย่อ pdApdCpdGpdT
กรดไรโบนิวคลีอิก (RNA)
ส่วนใหญ่พบในไซโตพลาสซึมของเซลล์
โดยเฉพาะที่ไรโบโซม
รับข้อมูลทางพันธุกรรมจาก DNA
นำไปสังเคราะห์โปรตีน เอนไซม์ ฮอร์โมน
ส่วนใหญ่เป็นชนิดสายเดี่ยว
นอกจากในไวรัสบางชนิดเป็นสายคู่
จับคู่กันเองในสาย โดย A จับคู่กับ U และ G จับคู่กับ C
ไรโบนิวคลีโอไทด์หลายหน่วยต่อกัน
ด้วยพันธะ 3’ , 5’ – ฟอสโฟไดเอสเทอร์
RNA มี 3 ชนิด
tRNA (transfer RNA)
RNAถ่ายโอน
rRNA (ribosomal RNA)
พบที่ไรโบโซม
mRNA (messenger RNA )
RNAนำรหัส
RNA จะต้องใช้รหัสจาก DNA
รหัสพันธุกรรม (Gene)
รหัส CODON บนอาร์เอ็นเอนeรหัส
m-RNA Code : AAA GGA CUA UGA
T-RNA Code :UUU CCU GAU ACU
DNA Code : TTT CCT GAT ACT
Amino Acids : L G L Stop
โครงสร้างของ DNA
โครงสร้างทุติยภูมิ
DNA 2 สายพันกันเป็นสายเกลียวคู่วนขวา (right-handed helix)
เบสทั้ง 2 สายจับคู่กันด้วยพันธะไฮโดรเจน
Watson – Crick doudle helix
(ลักษณะเกลียวคู่ เหมือยบันไดเวียน)
พบในนิวเคลียสและโครโมโซม
A – T , C – G เรียกว่าเบสคู่สม
(Complementary Base Paring)
เบส A มาจับกับเบสT
พันธะไฮโดรเจน 2 พันธะ
เบส C จับกับเบส G
พันธะไฮโดรเจน 3 พันธะ
โครงสร้างตติยภูมิ
วงแหวน ( Circular DNA )
พบในแบคทีเรีย
ลักษณะแบบเกลียวคู่ยิ่งยวด ( Super Coil )
Positive Super Coil (ตามเข็มนาฬิกา)
Negative Super Coil (ทวนเข็มนาฬิกา)
relax
ขึ้นอยู่กับชนิดของ DNA
โครงสร้างปฐมภูมิ
ลำดับการเรียงตัวของเบส
สมบัติทางกายภาพของ DNA
สมบัติการลอยตัวของ DNA
ลอยตัวในสารละลายที่มีความหนาแน่นเท่ากัน
การคืนสภาพ (Renaturation)
กลับมารวมกันเป็นสายคู่เมื่อปรับสภาพให้เหมาะสม
Melting Temperature ( Tm )
ค่า GC content สูง จะทำให้ค่า Tm สูง
อุณหภูมิที่ทำให้ DNA คลายเกลียวออกครึ่งหนึ่ง
การแปลงสภาพ ( Denaturation )
การแยกกันของสายเกลียวคู่ สาเหตุ จาก ความร้อน , pH , สารเคมี
การดูดกลืนแสงของ DNA
ดูดกลืนแสงที่ 260 nm เนื่องจากเบส
การแปลงสภาพ ( Denaturation ) ของ DNA
ยีนส์หลายตัว และไวรัสหลายชนิด ก็ถูกกระตุ้นให้เกิดการ
เปลี่ยนแปลงโดยรังสี UV
DNA ถูกทำลายได้ด้วย รังสี UVB (280 - 315 nm) และ
UVC (100 - 280)
DNA ที่ถูกทำลายอาจนำไปสู่ การเกิดมะเร็งผิวหนัง พบว่าในเซลล์มะเร็งของผิวหนังนั้นพบการผ่าเหล่ากลายพันธุ์ของโมเลกุลไทมีน (Thymine dimer)จำนวนมาก
เมื่อเซลล์ prokaryotic และ eukaryotic ได้รับรังสี UV จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของเซลล์ เช่น เซลล์ตาย โครโมโซม
เปลี่ยนแปลง เกิดการกลายพันธุ์ และการเปลี่ยนแปลงของโครงสร้างเซลล์
