ยีนและโครโมโซม

Cell Division Mitosis Meiosis

การแบ่งเซลล์แบบ Mitosis

การแบ่งเซลล์แบบ Meiosis

1. ยีนมี 2 ชุด และโครโมโซมมี 2 ชุด Chromosome theory of inheritance 1. ยีนมี 2 ชุด และโครโมโซมมี 2 ชุด 2. ยีนและโครโมโซมถ่ายทอดไปยังลูกหลานได้ 3. ขณะที่แบ่งเซลล์แบบไมโอซิส โครโมโซมแยกไปยังเซลล์ลูก เช่นเดียวกับยีนที่มีการแยกตัวของแอลลีลไปยังเซลล์สืบพันธุ์ 4. ขณะที่มีการแบ่งเซลล์ โครโมโซมแยกตัวอย่างอิสระ เช่นเดียวกับการแยกตัวของแอลลีลไปยังเซลล์สืบพันธุ์ 5. การรวมกันระหว่างโครโมโซมจากไข่และอสุจิเป็นแบบสุ่ม เช่นเดียวกับการรวมกันของแอลลีลในเซลล์สืบพันธุ์ของพ่อและแม่ 6. ไซโกตจะมีโครโมโซมและแอลลีลครึ่งหนึ่งจากแม่และอีกครึ่งหนึ่งจากพ่อ Walter sutton ยีนอยู่บนโครโมโซม

Check point 7 1. การแบ่งเซลล์แบบไมโทซิสและแบบไมโอซิสระยะใดที่ทำให้มองเห็นโครโมโซมชัดเจนที่สุด 2. หลักฐานอะไรบ้างที่ยืนยันว่ายีนอยู่บนโครโมโซม (อธิบายโดยใช้ความรู้เกี่ยวกับการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมของเมนเดล) 3. ยีน DNA โครโมโซม และลักษณะทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตมีความเกี่ยวข้องกันอย่างไร

โครงสร้างของ DNA น้ำตาลดีออกซีไรโบส ไนโตรจีนัสเบส หมู่ฟอสเฟต

พบธาตุ N และ P เป็นองค์ประกอบ Nuclein หรือ Nucleic acid Enzyme pepsin White blood cell ? พบธาตุ N และ P เป็นองค์ประกอบ Nuclein หรือ Nucleic acid ประกอบด้วย DNA Fuchsin DNA อยู่บน Chromosome Robert Feulgen

Frederick Griffith’s experiment สารบางชนิดจากแบคทีเรียสายพันธุ์ S ที่ตายแล้ว เคลื่อนย้ายไปยังสายพันธุ์ R ทำให้แบคทีเรียสายพันธุ์ R เปลี่ยนไปเป็นสายพันธุ์ S ที่ทำให้หนูตาย และสามารถถ่ายทอดแบคทีเรียสายพันธุ์ S ไปยังเซลล์รุ่นถัดไปได้ สารพันธุกรรม

การทดลองนี้จึงแสดงให้เห็นว่า DNA คือสารที่เปลี่ยนพันธุกรรม ของแบคทีเรียจากสายพันธุ์ R ให้เป็นสายพันธุ์ S แอเวอรี่จึงสรุปว่า กรดนิวคลีอิกชนิด DNA เป็นสารพันธุกรรมไม่ใช่โปรตีน

Check point 8 เพราะเหตุใดเมื่อนำแบคทีเรียสายพันธุ์ S ที่ทำให้ตายด้วยความร้อนไปผสมกับสายพันธุ์ R ที่มีชีวิตจึงทำให้หนูตายได้ การศึกษาของกริฟฟิทสามารถอธิบายผลการทดลองที่เกิดขึ้นได้อย่างไร 3. เพราะเหตุใดการทดลองของเอเวอรีจึงใช้เอนไซม์ RNase DNase และ protease ใส่ลงไปรวมกับสารสกัดจากแบคทีเรียสายพันธุ์ S 4. เพราะเหตุใดการศึกษาไวรัสของแบคทีเรียจึงสามารถสนับสนุนได้ว่า DNA คือสารพันธุกรรม

รูปร่าง ลักษณะของโครโมโซม Metacentric  chromosome โครโมโซมที่มีเซนโทรเมียร์  อยู่ตรงตำแหน่งกึ่งกลางพอดีทำให้แขน (arm)  ทั้งสองข้างของโครโมโซมมีความยาวเท่ากัน Submetacentric chromosome โครโมโซมที่มีเซนโทรเมียร์  อยู่ใกล้กลางแท่งโครโมโซม  ทำให้แขนทั้งสองข้างของโครโมโซมมีความยาวไม่เท่ากัน  จึงมีแขนเป็นแขนข้างสั้นและแขนข้างยาว Acrocentric  chromosome  โครโมโซมที่มีเซนโทรเมียร์  อยู่เกือบปลายสุดจึงทำให้ แขนข้างสั้นมีความสั้นมากจนแทบไม่ปรากฏ Telocentric chromosome โครโมโซมที่มีเซนโทรเมียร์  อยู่ตอนปลายสุดของโครโมโซม  มีผลทำให้โครโมโซมมีแขนเพียงข้างเดียว

จำนวนโครโมโซมในสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ Q  :  สิ่งมีชีวิตที่มีจำนวนโครโมโซมเท่ากันจะมีรูปร่าง        เหมือนกันหรือไม่อย่างไร A  :  ไม่จำเป็น Q  :  จำนวนโครโมโซมมีความสัมพันธ์กับระดับความซับซ้อนของ         สิ่งมีชีวิตหรือไม่ A  : จากตารางจะเห็นได้ว่า ไก่มีจำนวนโครโมโซมมากกว่าคน แต่       โครงสร้างของคนมีความซับซ้อนมากกว่าไก่ ส่วนแมลงวัน         แมลงหวี่ ยุงก้นปล่องและผึ้ง เป็นแมลงเหมือนกันจะมีความ        ซับซ้อนของโครงสร้างใกล้เคียงกัน แต่มีจำนวนโครโมโซม        แตกต่างกัน ดังนั้นจำนวนโครโมโซมจึงไม่น่าจะมีความสัมพันธ์        กับระดับความซับซ้อนของสิ่งมีชีวิต

ส่วนประกอบของโครโมโซม Q :  ยีนกับโครโมโซมมีความสัมพันธ์กันอย่างไร A  :  ยีนมีตำแหน่งอยู่บนโครโมโซม    (DNA เป็นองค์ประกอบของโครโมโซม และยีนก็เป็นส่วนหนึ่ง    ของ DNA ที่ทำหน้าที่กำหนดลักษณะทางพันธุกรรมที่อยู่บน    โครโมโซม)

ในปี พ.ศ. 2427 นักวิทยาศาสตร์พบว่าฮิสโตนเป็นโปรตีนที่มีองค์ประกอบส่วน ใหญ่เป็นกรดอะมิโนที่มีประจุบวก(basic amino acid)  เช่น ไลซีน และอาร์จินีน ทำให้มีสมบัติในการเกาะจับกับสาย DNA  ซึ่งมีประจุลบได้เป็นอย่างดี และทำให้เกิดการสร้างสมดุลของประจุ (neutralize) ของโครมาทินด้วยสาย DNA พันรอบกลุ่มโปรตีนฮิสโตนคล้ายเม็ดลูกปัด  เรียกโครงสร้างนี้ว่า นิวคลีโอโซม(nucleosome)

องค์ประกอบทางเคมีของ DNA DNA เป็นกรดนิวคลีอิคชนิดหนึ่ง ซึ่งเป็นพอลิเมอร์(polymer)        สายยาวประกอบด้วยหน่วยย่อย หรือ มอนอเมอร์(monomer)        ที่เรียกว่า นิวคลีโอไทด์ (nucleotide)

เบสชนิดต่าง ๆ ใน DNA   แต่ละนิวคลีโอไทด์ประกอบด้วย 1.  น้ำตาลเพนโทส 2.  ไนโตรจีนัสเบส(nitrogenous base)       2.1 เบสพิวรีน (purine)       2.2 เบสไพริมิดีน(pyrimidine) 3. หมู่ฟอสเฟต น้ำตาลเพนโทส      น้ำตาลที่มี C 5 อะตอม ( C5H10 O5 )  มี 2 กลุ่ม คือ     1.ribose = ribonucleic acid = RNA     2.deoxyribose  =  deoxyribonucleic acid  (DNA) การประกอบขึ้นเป็นนิวคลีโอไทด์นั้น ทั้งสามส่วนจะประกอบกันโดยมีน้ำตาลเป็นแกนหลัก มีไนโตรจีนัสเบส อยู่ที่คาร์บอนตำแหน่งที่ 1 และหมู่ฟอสเฟตอยู่ที่คาร์บอนตำแหน่งที่ 5 ดังนั้นจึงสามารถจำแนก  นิวคลีโอไทด์ใน DNA  ได้ 4 ชนิด ซึ่งจะแตกต่างกันตามองค์ประกอบ ที่เป็นเบส ได้แก่ A T C และ G

Phosphodiester bond -เกิดจากการสร้างพันธะโคเวเลนส์ ระหว่างหมู่ฟอสเฟตของนิวคลีโอไทด์ หนึ่งกับหมู่ไฮดรอกซิลที่อยู่  ที่คาร์บอนตำแหน่งที่ 3 ของ น้ำตาลในอีกนิวคลีโอไทด์หนึ่ง -เมื่อหลายๆนิวคลีโอไทด์มาเชื่อมต่อกันเกิดเป็นสายพอลินิวคลีโอไทด์ ปลายสายด้านหนึ่งจะมีหมู่ฟอสเฟตเชื่อมอยู่กับน้ำตาลดีออกซีไรโบสที่คาร์บอนตำแหน่งที่ 5   เรียกปลายด้านนี้ว่าเป็นปลาย 5/ (อ่านว่า 5 ไพร์ม) -ปลายด้านหนึ่งจะมีหมู่ไฮดรอกซิลที่คาร์บอนตำแหน่งที่ 3 ที่เป็นอิสระ เรียกปลายด้านนี้ของสาย DNA   ว่าปลาย 3/ ( อ่านว่า 3 ไพร์ม

สิ่งมีชีวิตมีอัตราส่วนระหว่าง A:T และ G:C ใกล้เคียง 1 เสมอ Chargaff’s rule Erwin chargaff ชาร์กาฟฟ์  ได้ศึกษาหาปริมาณของเบสทั้ง 4 ใน DNA  ที่ทำให้บริสุทธิ์จากเนื้อเยื่อที่ต่างกัน และจากสิ่งที่มีชีวิตต่างกันพบว่า  : -ในโมเลกุลของ DNA เบสอะดีนีน (A) มีปริมาณเท่ากับเบสไธมีน (T) หรือ A=T -เบสไซโตซีน (C) มีปริมาณเท่ากับเบสกวานีน (G) หรือ C = G -จากการศึกษานี้แสดงว่าปริมาณทั้งหมดของเบสเพียวรีน (A+G) เท่ากับปริมาณทั้งหมดของเบสไพริมิดีน  (T+C)    -องค์ประกอบเบสใน DNA จากสิ่งที่มีชีวิตชนิดหนึ่งจะเป็นคุณสมบัติของสิ่งที่มีชีวิตชนิดนั้นๆ ซึ่งไม่ขึ้นกับ  ชนิดของเนื้อเยื่อที่แยก DNA ออกมา และไม่ขึ้นกับอายุ อาหารและสภาวะแวดล้อม -องค์ประกอบเบสใน DNA จะเปลี่ยนแปลงไประหว่างสิ่งที่มีชีวิตที่ต่างกัน

โครงสร้างของ DNA X-ray diffraction Rosalind Franklin ปี พ.ศ. 2493-2494 เอ็ม เอช เอฟ วิลคินส์ (M. H.F. Wilkins) และ โรซาลินด์ แฟรงคลิน (Rosalind Franklin)  นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ ได้ศึกษาโครงสร้างของ DNA ในสิ่งมีชีวิตชนิดต่างๆ โดยใช้เทคนิคเอกซ์เรย์ดิฟแฟรกชัน (X-ray diffraction) โดยการฉายรังสีเอกซ์ผ่านผลึก DNA การหักเหของรังสีเอกซ์ทำ ให้เกิดภาพบนแผ่นฟิล์ม จากภาพถ่ายนี้นักฟิสิกส์แปลผลได้ว่าโครงสร้างของ DNA จากสิ่งมีชีวิตชนิดต่างๆ มีลักษณะที่คล้ายกันมาก คือประกอบด้วย พอลินิวคลีโอไทด์มากกว่า 1 สาย มีลักษณะเป็นเกลียว เกลียวแต่ละรอบ มีระยะห่างเท่าๆกัน จากผลการศึกษาทำให้เข้าใจโครงสร้างทางกาย ภาพของ DNA X-ray diffraction

J.D. Watson F.H.C. Crick

Check point 9 แรงยึดระหว่างคู่เบส A กับ T และ G กับ C คู่ใดมีความแข็งแรงมากกว่ากัน เพราะอะไร โมเลกุลของ DNA ประกอบด้วยพอลินิวคลีโอไทด์ 2 สาย ถ้าสาย พอลินิวคลีโอไทด์สายหนึ่งมีลำดับเบส 5’ A C G T C A G 3’ พอลิ นิวคลีโอไทด์ของสายที่เป็นคู่เบสกันจะมีลำดับเบสอย่างไร DNA ที่ประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์ 3 โมเลกุล จะเรียงลำดับนิวคลีโอ-ไทด์ได้แตกต่างกันกี่แบบ

สมบัติของสารพันธุกรรม 1. สามารถจำลองตัวเองได้ โดยมีลักษณะเหมือนเดิมเพื่อให้สามารถถ่ายทอด ลักษณะทางพันธุกรรมได้ 2. สามารถควบคุมให้เซลล์สังเคราะห์สารต่าง ๆ เพื่อแสดงลักษณะทางพันธุกรรม ได้ 3. อาจเปลี่ยนแปลงได้บ้าง ทำให้เกิดลักษณะทางพันธุกรรมที่แตกต่างไปจากเดิม ทำให้เกิดความหลากหลายของชนิดพันธุ์ของสิ่งมีชีวิต

DNA replication ในการจำลองตัวเองของ DNA พอลินิวคลีโอไทด์ 2 สาย แยกออกจากกันเหมือนการรูดซิป   -โดยการสลายพันธะไฮโดรเจนระหว่างเบส A กับ T และเบส C  กับ G ทีละคู่   -พอลินิวคลีโอไทด์แต่ละสายทำหน้าที่เป็นแม่พิมพ์สำหรับการสร้างสายใหม่  -มีการนำนิวคลีโอไทด์อิสระที่อยู่ในเซลล์เข้ามาจับกับพอลินิวคลีโอ   ไทด์สายเดิม โดย     -เบส A จับกับ T และเบส C จับกับ G         -หมู่ฟอสเฟตของนิวคลีโอไทด์อิสระจับกับน้ำตาลดีออกซีไร      โบสของนิวคลีโอไทด์ที่อยู่ถัดไป  -ทำให้ DNA ที่สังเคราะห์ใหม่เหมือนกับ DNA โมเลกุลเดิมทุกประการ  -การสังเคราะห์ DNA หรือการจำลองตัวเองของ DNA โดยวิธีการนี้เรียกว่า DNA เรพลิเคชัน    (DNA  replication) ทำให้มีการเพิ่มโมเลกุลของ DNA จาก 1 โมเลกุลเป็น 2 โมเลกุล

ขั้นตอนการสังเคราะห์ DNA  เอนไซม์ DNA ไจเรส (DNA gyrase) หรือโทโปไอโซเมอเรส (topoisomerase) คลายปมเหนือจุด  ที่DNAสายเดี่ยวแยกตัวออกจากกัน (replication fork) -เอนไซม์เฮลิเคส (Helicase)  ทำหน้าที่สลายพันธะไฮโดรเจนเพื่อทำให้ดีเอ็นเอเกลียวคู่แยกเป็นสาย  เดี่ยว -โปรตีน SSB จะเข้ามาจับเพื่อป้องกันไม่ให้สายดีเอ็นเอมาจับกันอีก  บริเวณที่มีการคลายเกลียวนี้เป็นจุด  เริ่มต้นของการสังเคราะห์ DNA -การสร้าง DNA สายใหม่   มี 2 ลักษณะ    1.  เมื่อสองสายคลายเกลียวแยกออกจากกัน  DNA polymeras จะสังเคราะห์ leading  strand เป็นสาย         ยาว โดยมีทิศทางจากปลาย 5’ ไปยัง 3’     2. DNA polymeras สังเคราะห์ DNA สายใหม่เป็นสายสั้นๆ Okazaki fragment  โดยมีทิศทาง 5’ ไป         ยัง 3’ จากนั้น DNA ligaseจะเชื่อมต่อ DNA สายสั้นๆให้เป็น DNA สายยาว เรียกสายนี้ว่า          lagging strand

จากผลการทดลองสรุปได้ว่า DNA ที่สังเคราะห์ได้ในหลอดทดลอง ในปี พ.ศ. 2499 อาร์เธอร์ คอร์นเบิร์ก (Arther Kornberg) นักชีวเคมีชาวอเมริกันเป็นคนแรกที่สามารถสังเคราะห์ DNA ในหลอดทดลองได้สำเร็จโดย  :   นำเอาเอนไซม์ DNA พอลิเมอเรส (DNA  polymerase) ซึ่งสกัดจากแบคทีเรีย E. coli     เอนไซม์ DNA พอลิเมอเรส ทำหน้าที่เชื่อมนิวคลีโอไทด์ให้ต่อกันเป็นสายยาว โดยมีทิศทางการสังเคราะห์สาย DNA สายใหม่ จากปลาย 5/ ไปยังปลาย 3 /               ใส่ในหลอดทดลองที่มีสารสังเคราะห์สมบูรณ์ ซึ่งประกอบด้วย -DNA แม่พิมพ์ -นิวคลีโอไทด์ 4 ชนิด ที่มีเบส A T C และเบส G -เอนไซม์ DNA พอลิเมอเรส ปัญหา  :  จะพิสูจน์อย่างไรว่า DNA ที่สังเคราะห์ได้นั้น เหมือนกับ DNA แม่พิมพ์ที่ใส่ในหลอดทดลอง ข้อสรุป  เนื่องจาก  จากผลการทดลองพบว่า DNA ที่สังเคราะห์ได้ในหลอดทดลอง มีอัตราส่วนของ  เบส A+T ต่อ C+G เท่ากัน จากผลการทดลองสรุปได้ว่า DNA ที่สังเคราะห์ได้ในหลอดทดลอง มีอัตราส่วนของเบส (A+T)/(C+G) ใกล้เคียงกับ DNA แม่แบบ

RNA mRNA กลับสู่ความรู้พื้นฐาน     -สิ่งมีชีวิตพวกยูคาริโอตมี DNA อยู่ภายในนิวเคลียส แต่การสังเคราะห์โปรตีนเกิดในไซโทพลาสซึม      โดยเฉพาะบริเวณที่มี RER      -เป็นไปได้หรือไม่ว่า DNA ส่งตัวแทนออกมายังไซโทพลาสซึม เพื่อทำหน้าที่ควบคุมการสังเคราะห์      โปรตีน ถ้าเป็นเช่นนั้นจริงสารที่เป็นตัวแทนของ DNA คืออะไร -เจราร์ด เฮอร์วิทซ์ (Jerard Hurwitz) และ เจ เจ เฟอร์ธ (J.J. Furth)  เสนอว่า RNA ที่เป็นตัวกลางเรียก      ว่า mRNA (messenger RNA) และพยากรณ์ว่า mRNA จะเป็นตัวนำข้อมูลทางพันธุกรรมจาก DNA      ไปยังไรโบโซม ซึ่งเป็นแหล่งสังเคราะห์โปรตีนที่อยู่ในไซโทพลาสซึม

Transcription mRNA (messenger RNA)  เป็นกระบวนการถ่ายทอดข้อความทางพันธุกรรมจาก DNA ไปสู่ mRNA  ใช้ DNA สายเดียวเป็นแม่แบบ  ใช้เอนไซม์ RNA polymerase และไรโบนิวคลีโอไทด์ 4 ชนิด คือ  ไรโบนิวคลีโอไทด์ที่มีเบส A  ไรโบนิวคลีโอไทด์ที่มีเบส U  ไรโบนิวคลีโอไทด์ที่มีเบส C  ไรโบนิวคลีโอไทด์ที่มีเบส G ประกอบด้วย 3 ขั้น คือ  initiation stage  elongation stage  termination stage

initiation stage -เอนไซม์ RNA polymerase เข้าไปจับกับกับ DNA  ตรงบริเวณที่จะสังเคราะห์ RNA ทำให้พันธะระหว่าง  คู่เบสสลาย Polynucleotide 2 สาย ของ DNA จะคลายเกลียวแยกออกจากกัน โดยมีสายใดสายหนึ่งเป็น  แม่พิมพ์

elongation stage ไรโบนิวคลีโอไทด์ (Ribonucleotide) ที่มีเบสที่เข้าคู่กับนิวคลีโอไทด์ของ DNA สายแม่พิมพ์ คือ เบส C   เข้าคู่กับเบส G และเบส U เข้าคู่ A จะเข้ามาจับกับนิวคลีโอไทด์ของ DNA สายแม่พิมพ์ -เอนไซม์ RNApolymerase จะเชื่อมไรโบนิวคลีโอไทด์ อิสระมาต่อกันเป็นสายยาว โดยมีทิศทางการ   สังเคราะห์สาย RNA จากปลาย 5' ไปยังปลาย 3' และการสร้างสาย RNA นั้น จะเรียงสลับทิศทางกับ   สาย DNA ที่เป็นแม่พิมพ์

termination stage RNA polymerase

กระบวนการสังเคราะห์ DNA กระบวนการสังเคราะห์ mRNA 1. ใช้พอลินิวคลีโอไทด์ที่เป็นแม่แบบทั้ง 2 สาย 1. ใช้พอลินิวคลีโอไทด์ที่เป็นแม่แบบสายเดียว 2. ใช้เอนไซม์ DNA polymerase ในการสังเคราะห์ 2. ใช้เอนไซม์ RNA polymerase ในการสังเคราะห์ 3. ใช้ดีออกซีไรโบนิวคลีโอไทด์ที่ประกอบด้วยเบส 4 ชนิด คือ A T C G 3. ใช้ไรโบนิวคลีโอไทด์ที่ประกอบด้วยเบส 4 ชนิด คือ A U C G 4. ได้ DNA สายใหม่ 2 สาย 4. ได้ mRNA สายเดียว

Massenger RNA (mRNA) นำรหัสการสร้าง โปรตีนจาก DNA ไปยังไรโบโซมในไซโทพลาซึม เพื่อสังเคราะห์โปรตีน 2. Transfer RNA (tRNA) นำกรดแอมิโนที่สอดคล้องกับรหัสการสร้างโปรตีนบนสาย mRNA มาต่อกันเป็นสายพอลิเพปไทด์ เมสเซนเจอร์ RNA (mRNA) -เป็นตัวถ่ายทอดข้อมูลทางพันธุกรรม จาก DNA ออกมาเป็นโปรตีน เมื่อเซลล์ ต้องการสร้างโปรตีนขึ้น  มาใช้งาน เซลล์จะคัดลอก gene สำหรับสร้างโปรตีนนั้นออกมาเป็น mRNA ดังนั้น mRNA จึงเกิดขึ้นใน  นิวเคลียส เมื่อมี mRNA แล้ว จะมีกระบวนการขนส่ง mRNA ออกจากนิวเคลียสสู่ไซโทพลาซึม ซึ่งเป็นที่  สำหรับการสังเคราะห์โปรตีน -พบประมาณร้อยละ 4 ของ RNA ในเซลล์     ทรานสเฟอร์ RNA (tRNA) -tRNA  จะมีกรดอะมิโนมาเกาะอยู่ ทำหน้าที่นำกรดอะมิโนมาเรียงร้อยต่อกันเป็น โปรตีน ชนิดของกรดอะ  มิโนที่จะนำมาต่อนี้ถูกกำหนดโดยรหัสพันธุกรรมบน mRNA ส่วน tRNA มีตัวช่วยอ่านรหัสเรียกว่า  anticodon ไรโบโซมอล RNA (rRNA) -เป็น RNA ที่เป็นองค์ประกอบของไรโบโซม คิดเป็นร้อยละ 85 ของ RNA ที่พบในเซลล์ -ประกอบด้วยหน่วยย่อย 2 หน่วย มีลักษณะเป็นเม็ดกลมรีขนาดใหญ่ 1 หน่วยและขนาดเล็ก 1  หน่วย แต่  ละหน่วยมี RNA เป็นองค์ประกอบรวมอยู่กับโปรตีนขนาดต่าง ๆ กันจำนวนมาก -ในสิ่งมีชีวิตชั้นสูงพบ rRNA อยู่ 4 ขนาดคือ 28S, 18S, 5.8S และ 5S rRNA ทำหน้าที่ในการสังเคราะห์  โปรตีน 3. Ribosome RNA (rRNA) รวมตัวกับโปรตีนหลายชนิดกลายเป็นไรโบโซม

RNA polymerase มีบทบาทอย่างไรในการสังเคราะห์ mRNA คำถาม ในการสังเคราะห์ mRNA มีทิศทางจากปลาย 5’ ไปยังปลาย 3’ หรือจากปลาย 3’ ไปยังปลาย 5’ RNA polymerase มีบทบาทอย่างไรในการสังเคราะห์ mRNA ถ้าลำดับ DNA แม่แบบมีลำดับเบส 3’ T A C G G C A T A T C G A 5’ ลำดับเบสของ mRNA ที่สังเคราะห์ได้จะเป็นอย่างไร 4. mRNA tRNA และ rRNA แต่ละชนิดมีหน้าที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการสังเคราะห์โปรตีนอย่างไร 5’ ไป 3’ Rna polymerase ไปจับกับ DNA บริเวณที่จะสังเคราะห์ mRNA ทำให้ DNA 2 สายคลายเกลียวออกจากกัน mRNA นำรหัสการสร้างโปรตีนมายังไรโบโซมในไซโทพลาซึม tRNA ทำหน้าที่นำกรดอะมิโนมากต่อกันเป็นสายยาวบนไรโบโซม rRNA ทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบของไรโบโซม

* ลำดับเบสของ DNA กำหนดลำดับเบสของ mRNA รหัสพันธุกรรม * ลำดับเบสของ DNA กำหนดลำดับเบสของ mRNA * ลำดับเบสของ mRNA กำหนดชนิดและการเรียงตัวของกรดอะมิโน ถ้าเบส 2 โมเลกุลเป็นรหัสของกรด อะมิโน จะได้ 42 หรือ 16 แบบ จากที่กล่าวมาแล้วว่า DNA เป็นแม่พิมพ์ในการสังเคราะห์ mRNA ดังนั้นข้อมูลทางพันธุกรรมใน DNA จะ  ถ่ายทอดให้กับ mRNA การเรียงลำดับของนิวคลีโอไทด์ชนิดต่าง ๆ ของ mRNA จึงเป็นตัวกำหนดการ  เรียงลำดับของกรดอะมิโนเพื่อสังเคราะห์โปรตีน เนื่องจากกรดอะมิโนที่เป็นหน่วยย่อยของโปรตีนมีถึง 20 ชนิด แต่เบสที่เป็นองค์ประกอบของ DNA มี  เพียง 4 ชนิด ถ้าเบส 2 โมเลกุลเป็นรหัสของกรดอะมิโนแต่ละชนิด  จะเป็นรหัสได้  16  แบบ ถ้าเบส 3 โมเลกุลเป็นรหัสของกรดอะมิโนแต่ละชนิด  จะเป็นรหัสได้  64  แบบ ☺1 รหัสพันธุกรรม ประกอบด้วยเบส 3 โมเลกุล จะได้ 43 หรือ 64 แบบ

เรียกรหัสที่ประกอบด้วยเบส 3 โมเลกุลนี้ว่า Codon ได้ค้นพบรหัสพันธุกรรมรหัสแรก คือ UUU ซึ่งเป็นรหัสของกรดอะมิโนชนิด ฟีนิลอะลานีน   (phenylalanine) ต่อมามีการค้นพบเพิ่มเติมขึ้นเรื่อย ๆ จนกระทั่งในปี พ.ศ. 2509 พบรหัสพันธุกรรมถึง 61 รหัสด้วยกัน -เหลือเพียง 3 รหัส คือ UAA,UAG และUGA ซึ่งไม่พบว่าเป็นรหัสของกรดอะมิโนใด ๆ   แต่ภายหลังจึง  พบว่า รหัสทั้งสามนี่ทำหน้าที่หยุดการสังเคราะห์โปรตีน -และพบว่า AUG ซึ่งเป็นรหัสของกรดอะมิโนเมไทโอนีน (methionine) เป็นรหัสตั้งต้นของการสังเคราะห์  โปรตีนอีกด้วย -เมื่อพบรหัสเหล่านี้การสังเคราะห์โปรตีนจะสิ้นสุดลง

การสังเคราะห์โปรตีนที่ไรโบโซม tRNA rRNA A site จับกับ tRNA ที่มีกรดอะมิโน P site จับกับ tRNA ที่จับกับเปบไทด์ที่สังเคราะห์ขึ้นใหม่ E site จับกับ tRNA อิสระก่อนจะออกจากไรโบโซม

หน่วยย่อย 2 หน่วยที่มีค่าความเร็วในการตกตะกอน 60s และ 40s เมื่อรวมกันแล้วจึงไม่มีความจำเป็นจะต้องเป็น 100s เพราะเมื่อรวมกันแล้วมีส่วนที่เหลื่อมซ้อนกันอยู่ ทำให้รัศมีโมเลกุลไรโบโซมเปลี่ยนแปลงไป A site จับกับ tRNA ที่มีกรดอะมิโน P site จับกับ tRNA ที่จับกับเปบไทด์ที่สังเคราะห์ขึ้นใหม่ E site จับกับ tRNA อิสระก่อนจะออกจากไรโบโซม

การบ้าน สสวท หน้า 78

มิวเทชัน การแทนที่คู่เบส

การขาดหายของนิวคลีโอไทด์ (frameshift mutation) การเพิ่มขึ้นหรือ การขาดหายของนิวคลีโอไทด์ เฟรมชิพท์มิวเทชัน (frameshift mutation)

มิวเทชัน การแทนที่คู่เบส เฟรมชิพท์มิวเทชัน 1. มีการเปลี่ยนแปลงแทนที่คู่เบสในสาย พอลินิวคลีโอไทด์ของ DNA 1. มีการเพิ่มหรือขาดหายของ 1 นิวคลีโอไทด์หรือมากกว่าในสายพอลินิวคลีโอไทด์ของ DNA 2. มีผลทำให้เปลี่ยนแปลงเฉพาะบริเวณรหัสพันธุกรรม แต่ไม่ทำให้รหัสพันธุกรรมอื่น ๆ เปลี่ยนแปลง 2. มีผลทำให้รหัสพันธุกรรมเปลี่ยนแปลงไปจากเดิม ทำให้ลำดับและชนิดของกรดอะมิโนหลังจากนี้เปลี่ยนแปลงไปด้วย 3. อาจมีผลหรือไม่มีผลต่อลักษณะของสิ่งมีชีวิต เช่น ถ้าเกิดการแทนที่คู่เบสในรหัสพันธุกรรมเดียวกัน อาจจะไม่มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงชนิดกรดอะมิโน จึงไม่มีผลต่อลักษณะพันธุกรรม 3. สมบัติของพอลินิวคลีโอไทด์หรือโปรตีนที่ได้จากการสังเคราะห์โปรตีนจะแตกต่างไปจากปกติ ทำให้มีปผลต่อลักษณะของสิ่งมีชีวิต

การเกิดมิวเทชันระดับโครงสร้างของโครโมโซม การเปลี่ยนแปลงด้านโครงสร้าง แขนข้างสั้นของโครโมโซมคู่ที่ 5 หายไป ศีรษะเล็ก ใบหน้ากลม ตาเล็ก ใบหูต่ำกว่าปกปกติ เสียงเล็กแหลม กลุ่มอาการคริดูชาต์

การเปลี่ยนแปลงด้านจำนวนโครโมโซม

กลุ่มอาการเทอร์เนอร์ซินโดรม โครโมโซมคู่ที่ 21 เกินมา 1 โครโมโซม รูปร่างเตี้ย ตาห่าง หางตาชี้ขึ้น ลิ้นโตคับปาก คอสั้น ปัญญาอ่อน กลุ่มอาการดาวน์ โครโมโซมคู่ที่ 23 ขาดหายไป 1 แท่ง รูปร่างเตี้ย บริเวณคอมีผังผืด ปัญญาอ่อน มือเท้าบวม การบ้าน คำถามุท้ายบทหน้า 91 92 กลุ่มอาการเทอร์เนอร์ซินโดรม