Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
บทที่4 โครโมโซมและสารพันธุกรรม, นางสาวจุฬาลักษณ์ ศรีสวัสดิ์ เลขที่1 ม.4/1 …
บทที่4 โครโมโซมและสารพันธุกรรม
โครโมโซม
รูปร่าง ลักษณะ และจำนวนโครโมโซม
เมื่อนำโครมาโซมของมนุษย์มาจัดทำแคริโอไทป์ จะจัดได้ 23 คู่ แต่ละคู่เรียกฮอมอกัสโครโมโซม โครโมโซมมีรูปแบบเดียวหรือหลายแบบก็ได้
ส่วนประกอบของโครโมโซม
ประกอบด้วย DNA 1ใน3และอีก2ใน3 เป็นโปรตีนส่วนใหญ่เป็นฮิสโทน
DNA ที่เป็นเส้น สายคู่1 เส้นพันรอบกลุ่มฮิสโทน 8 โมเลกุล มีรูปร่างคล้ายลูกปัด เรียกว่า นิวคลีโอโซม และนิวคลีโอโซมม้วนพันกันเป็นโครมาทิน โครมาทินในระยะที่มีการแบ่งนิวเคลียสจะมีการขดตัวหนาขึ้นและสั้นลงเห็นเป็นโครมาโซม
สารพันธุกรรม
การค้นพบ
ในปี พ.ศ. 2412 เฟรดดิช มิชเชอร์ ได้ศึกษาส่วนประกอบในนิวเคลียสของเซลล์เม็ดเลือดขาวที่ติดมากับผ้าพันแผลโดยนำมาย่อยเอาโปรตีนออก ด้วยเอนไซม์เปปซิน พบว่าไม่สามารถย่อยสลายสารชนิดหนึ่งที่อยู่ภายในนิวเคลียสได้
ในปี พ.ศ. 2547 มีการพัฒนาสีฟุคซิน โดยโรเบิร์ต ฟอยล์เกน ซึ่งให้สีแดงเมื่อย้อม DNA และเมื่อนำไปย้อมเซลล์พบว่า สีจะติดที่นิวเคลียสและจะรวมหนาแน่นที่โครโมโซม จึงสรุปว่า DNA อยู่ที่โครโมโซม ดังนั้น DNA จะต้องควบคุมการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมได้
ในปี พ.ศ.2487 ออสวอลด์ ที แอเวอรี /คอลิน แมคลอยด์ และ แมคลิน แมคคาร์ที ทดลองนำแบคทีเรียสายพันธุ์ S ทำให้ตายด้วยความร้อนแล้วสกัดสารออก มาใส่ทดลอง 4 หลอด
หลอด ก. เติมเอนไซม์ไรโบนิวคลีเอส ( ribonuclease; RNase ) เพื่อสลาย RNA
หลอด ข. เติมเอนไซม์โปรติเอส ( protease ) เพื่อย่อยสลายโปรตีน
หลอด ค. เติมเอนไซม์ดีออกซีไรโบนิวคลีเอส( deoxyribonuclease; DNase ) เพื่อย่อยสลาย DNA
หลอด ง. ไม่เติมเอนไซม์ เป็นชุดควบคุม
จากนั้นเติม แบคทีเรียสายพันธุ์ R ลงในแต่ละหลอด ปล่อยไว้ระยะเวลาหนึ่ง นำไปเลี้ยงในอาหารวุ้น แล้วทำการตรวจสอบพบว่า
หลอด ค. ไม่พบแบคทีเรียสายพันธุ์ S (ย่อยสลาย DNA ) หลอด ก. และ หลอด ข. พบแบคทีเรียสายพันธุ์ S
สรุปได้ว่า DNA คือสารที่เปลี่ยนพันธุกรรมของแบคทีเรีย จากสายพันธุ์ R ให้เป็นสายพันธุ์ S จึงสรุปว่า กรดนิวคลีอิกชนิด ชนิด DNA เป็นสารพันธุกรรม ไม่ใช่โปรตีนที่เชื่อกันมาตั้งแต่แรก
ในปี พ.ศ. 2471 เฟรเดอริก กริฟฟิท ทดลองฉีดแบคทีเรีย Streptococcus pneumonia 2 สายพันธุ์เข้าไปในหนู
คือสายพันธุ์ R ( rough = หยาบ เพราะไม่มีแคปซูล ห่อหุ้ม ไม่ทำให้หนูเป็นโรคปอดบวม ) และสายพันธุ์ S ( smooth = ผิวเรียบ มีแคปซูลห่อหุ้มเซลล์ ทำให้เกิดโรคปอดบวมรุนแรงถึงตาย )
องค์ประกอบทางเคมีของDNA
ดีเอ็นเอ(DNA)นั้นประกอบด้วยหน่วยย่อยของแต่ละนิวคลีโอไทด์(Nucleotide)มาเรียงต่อกันโดยแต่ละนิวคลีโอไทด์(Nucleotide)
นั้นมีองค์ประกอบหลัก 3 ชนิด ได้แก่
1) น้ำตาล 2-Deoxyribose
2) ไนโตรจีนัสเบส ได้แก่ พวกพิวรีน หรือ เพียวรีน (Purine) ซึ่งมีเบส อะดีนีน (Adenine, A)และเบสกัวนีน (Guanine, G)
และ ไพริมิดีน(Pyrimidine) ซึ่งมีเบส ไทมีน(Thymine, T)และ ไซโตซีน (Cytosine, C)
3) หมู่ฟอสเฟต (Phosphate Group) ซึ่งประกอบด้วยฟอสฟอรัสและออกซิเจน
โครงสร้างของDNA
ดีเอ็นเอ(DNA)เป็นสายโพลีนิวคลีโอไทด์(polynucleotide)2สายพันกันเป็นเกลียวเวียนขวาเรียกว่าเกลียวคู่(double helix)โดยมีพอลินิวคลีโอไทด์ (polynucleotide) 2 สายนี้ เรียงตัวในแนวที่ตรงกันข้ามกันหรือพันกันในลักษณะทิศสวนทางตรงกันข้ามกัน (anti-parallel)ซึ่งพอลินิวคลีโอไทด์(polynucleotide)สายหนึ่งเรียงตัวในทิศทางจาก 3’ ไป 5’ ส่วนพอลินิวคลีโอไทด์(polynucleotide)อีกสายหนึ่งเรียงตัวในทิศทาง5’ ไป 3’
สมบัติของสารพันธุกรรม
การจำลองดีเอ็นเอ
-กระบวนการสำคัญที่ทำให้เซลล์มีการเพิ่มจำนวนของDNA ภายในเซลล์ก่อนที่จพเกิดการแบ่งเซลล์
-กระบวนการนี้จะเกิดในระยะ S ของการแบ่งเซลล์และเกิดขึ้นภายในนิวเคลียสของเซลล์ยูคาริโอตรูปแบบการจำลอง DNA เป็นไปตาม semiconservative model (แบบกึ่งอนุรักษ์)โดยพอลินิวคลีโอไทด์ทั้ง2สายของDNA จะแยกออกจากกัน และแต่ละสายจำทำหน้าที่เป็นสายDNA ต้นแบบการจำลองDNA อีกสายหนึ่งต่อไป
การควบคุมลักษณะทางพันธุกรรมของDNA
การถอดรหัส การสังเคราะห์RNAจากDNAจะได้mRNAเพื่อส่งต่อไปยังไซโทพลาสซึมแล้วDNAทั้งสองสายจะจับคู่กันแล้วบิดเป็นเกลียวเหมือนเดิม
รหัสพันธุกรรม
รหัสพันธุกรรม 1 รหัส คือกลุ่มของลำดับเบส 3 ลำดับ ที่เรียงติดต่อกันภายในโมเลกุล mRNA เรียกรหัสพันธุกรรมว่า codon หรือ triplet code โดยแต่ละรหัสพันธุกรรมจะเฉพาะเจาะจงกับกรดอะมิโนแต่ละชนิด เนื่องจากโมเลกุล mRNA ประกอบ ด้วย เบส 4 ชนิด คือ A , U , G และ C และในแต่ละรหัสพันธุกรรมประกอบด้วยเบส 3 ลำดับ ดังนั้นจำนวนของรหัสพันธุกรรมทั้งหมดมี เท่ากับ 43 หรือ 64 รหัส
การแปลรหัสพันธุกรรม
การแปลรหัส (Translation)มีอยู่ 4 ขั้นตอนคือ การเริ่มต้น(Initiation), การต่อสาย (Elongation), การย้ายตำแหน่ง(Translocation) และการสิ้นสุด (Termination)
ในการแปลรหัส (Translation)นั้น กรดอะมิโนจะถูกนำมายังไรโบโซม(Ribosome)จากนั้นจึงต่อกันเป็นสายโพลีเปบไทด์
ส่วนในการกระตุ้นนั้น กรดอะมิโน(amino acid) จะเกิดพันธะโควาเลนต์(covalent bond)กัน tRNA ที่เป็นคู่กัน กรดอะมิโน โดยจะใช้หมู่คาร์บอกซิล (carboxyl group)จับกับหมู่ 3′ OH ของ tRNA ด้วยพันธะเอสเทอร์ (ester bond)
มิวเทชัน
การแทนที่คู่เบส ( base – pair substitution ) การเกิดมิวเทชันในลักษณะเช่นนี้ อาจมีผลต่อการแสดงของลักษณะทางพันธุกรรมหรือไม่ก็ได้ เนื่องจากโคดอนหลายชนิดเป็นรหัสของกรดอะมิโนชนิดเดียวกันได้ เช่น CUU CUC CUA และ CUG หากมีการเกิดมิวเทชันเฉพาะที่ที่มีการเปลี่ยนรหัส CUC ซึ่งเป็นรหัสของลิวซีนให้กลายเป็น CUG การเกิดมิวเทชันดังกล่าวย่อมไม่มีผลต่อลักษณะของสิ่งมีชีวิตนั้น เพราะยังมีการสร้างสายพอลิเพปไทด์ที่มีลำดับกรดอะมิโนเช่นเดิม
การเพิ่มขึ้นของนิวคลีโอไทด์ ( insertion) หรือ การขาดหายไปของนิวคลีโอไทด์ ( deletion) การเกิดมิวเทชันนี้เป็นการที่มีการเพิ่มขึ้นของคู่นิวคลีโอไทด์ หรือการขาดหายไปของคู่ นิวคลีโอไทด์ในบางตำแหน่งของยีน การเกิดมิวเทชันในลักษณะนี้ 1-2 นิวคลีโอไทด์มักมีการเปลี่ยนแปลงในการทำงานพอลิเพปไทด์อย่างชัดเจน เนื่องจากการเพิ่มขึ้น หรือลดลงของนิวคลีโอไทด์ในบริเวณที่เป็นโคดอน 1-2 นิวคลีโอไทด์จะมีผลทำให้ลำดับกรดอะมิโนตั้งแต่ตำแหน่งที่มีการเพิ่มขึ้นหรือลดลงของโคดอนเปลี่ยนไปทั้งหมด เรียกการเกิดมิวเทชันเช่นนี้ว่า เฟรมชิฟท์ มิวเทชัน
นางสาวจุฬาลักษณ์ ศรีสวัสดิ์ เลขที่1 ม.4/1
