การวิเคราะห์ DNA

จัดทำโดย นาย พศวัติ คล้ายจาด ชั้น ม.6/3 เลขที่ 3ก นาย พศวัติ คล้ายจาด ชั้น ม.6/3 เลขที่ 3ก นาย ภัทรพล สวัสดี ชั้น ม.6/3 เลขที่ 9ก นาย ประวีณ ตันยานนท์ ชั้น ม.6/3 เลขที่ 1ข นาย ศรัณต์ ฐปนานนท์ ชั้น ม .6/3 เลขที่ 2ข นาย ธนาคาร คลังเกษม ชั้น ม.6/3 เลขที่ 5ข

การวิเคราะห์ DNA เมื่อนักวิทยาศาสตร์ สามารถโคลน DNA ต่างๆได้สิ่งที่น่าสงสัยคือ DNA ต่างๆ ที่โคลนได้นั้นคืออะไร ประกอบด้วยลำดับ นิวคลีโอไทด์อะไรบ้าง การค้นหำตอบนี้ จะต้องมีการวิเคราะห์ DNA ( DNA system ) โดยอาศัยความรู้พื้นฐานในการ แยกโมเลกุลของ DNA ที่มีขนาดและ รูปร่างแตกต่างกันออกจากกันใน สนามไฟฟ้าโดยอาศัยหลักการอิเล็กโทรโฟ ริซิส ( electrophoresis ) ผ่านตัวกลางที่มี ลักษณะคล้ายแผ่นวุ้นที่เรียกว่าเจล ( gel ) เรียกกระบวนการนี้ว่า เจลอิเล็กโทรโฟริ ซิส ( gel electrophoresis )

กระบวนการของเจลอิเล็กโทรโฟริซิสทำได้โดย DNA เคลื่อนที่ผ่านตัวกลางที่เป็นแผ่นวุ้น เช่น อะกาโรสเจล ( agarose gel ) หรือ พอลิอะคริลาไมด์เจล ( polyacrylamide gel ) ที่อยู่ภายใต้สนามไฟฟ้า โมเลกุล DNA จะเป็นโมเลกุลที่มีประจุลบ ซึ่งเคลื่อนที่เข้าหาขั้วบวกหรือแอโนด ( anode ) โดยโมเลกุล DNA ขนาดใหญ่จะเคลื่อนที่ผ่านได้ช้ากว่าโมเลกุลที่มีขนาดเล็ก เมื่อให้โมเลกุลขนาดต่างๆ แยกในสนามไฟฟ้า เปรียบเทียบกับการเคลื่อนที่ของโมเลกุล DNA ที่ทราบขนาดก็จะทำให้ทราบขนาดของโมเลกุล DNA ที่ทราบขนาดก็จะทำให้ทราบขนาดของโมเลกุล DNA ที่ต้องการศึกษา การเคลื่อนที่ของโมเลกุลที่มีขนาดต่างๆกันนี้ จะทำให้เกิดแถบ ( band ) ซึ่งไมสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าจึงต้องไปผ่านกระบวนการย้อมสี

การศึกษาจีโนม นักวิจัยพบว่า จีโนมของสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันมีลำดับนิวคลีไทด์แตกต่างกัน ซึ่งสามารถตรวจสอบความแตกต่างนั้นโดยการเพิ่มปริมาณ DNA ในบิเวณี่มีความแตกต่างกันนั้นด้วยวิธี PCR แล้วนำ DNA ดังกล่าวมาตัดด้วยเอนไซม์ตัดจำเพาะ นำชิ้นส่วน DNA ที่ได้ไปแยกขนาดโดยวิธีเจลอิเล็กโทรโฟริซิส จะได้รูปแบบของแถบ DNA ที่แตกต่างกัน ดังนั้นรูปแบบของแถบ DNA ที่ประกฎหลังจากตัดด้วยเอนไซมตัดจำเพาะจะสามารถเชื่อมโยงไปถึงจีโนมของสิ่งมีชีวิตนั้น รวมทั้งเชื่อมโยงถึงลักษณะบางลักษณะของสิ่งมีชีวิตนั้นได้ เรียกว่า พีซีอาร์ – เรสทริกชันแฟรกเมนท์เลนจท์พอลิมอร์ฟิซึม ( PCR – restriction fragment length polymorphism ; PCR – RFLP )

ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2533 ได้มีการริเริ่มโครงการจีโนมมนุษย์ ( Human Genome Project ) ซึ่งได้เป็นโครงการนานาชาติในการศึกษาลำดับนิวคลีโอไทด์ของมนุษย์ทั้งจีโนม โดยทำการหาลำดับนิวคลีโอไทด์ของออโต้โซมจำนวน 22 โครโมโซม โครโมโซม X และโครโมโซม Y โครงการดังกล่าวนี้มีการศึกษาแผนที่ยีน และ แผนที่เครื่องหมายทางพันธุกรรมควบคู่ไปกับการหาลำดับนิวคลีโอไทด์ ซึ่งนำมาสู่การพัฒนาในเชิงเทคโนโลยีและการประยุกต์ใช้อย่างมากมายในปัจจุบัน

โครงการศึกษาจีโนมนั้นไม่ได้ทำเฉพาะกับมนุษย์เท่านั้น แต่ยังศึกษาจีโนมของสิ่งมีชีวิตชนิดอื่นๆ ที่มีความสำคัญในการศึกษาในเชิงชีววิทยาด้วย เช่น จีโนมของแบคทีเรีย ( Escherichia coli ) จีโนมของยีสต์ ( Saccharomyces cerevisiae ) จีโนมของแมลงหวี่ ( Drosophila melanogaster ) และหนู ( Mus musculus ) สำหรับการศึกษาในพืชนั้น นักวิทยาศาสตร์ได้ร่วมกันศึกษาจีโนมของอะราบิดอพซิส ( Arabidopsis thaliana L. ) ซึ่งถือว่าเป็นพืชต้นแบบในการศึกษาชีววิทยาระดับโมเลกุลของพืช เนื่องจากมีขนาดจีโนมเล็กที่สุด ลำดับนิวคลีโอไทด์ทั้งหมดของจีโนมของ A. thaliana ได้รับการประกาศอย่างเป็นทางการในปี พ.ศ. 2542

ส่วนข้าว ( Oryza sativa L ปัจจุบันการศึกษาจีโนมของสิ่งมีชีวิตที่สำคัญทำให้นักวิทยาศาสตร์ทราบคำตอบมากมายเกี่ยวกับโครงสร้างของจีโนม การควบคุมการแสดงออกของยีนต่างๆ ที่ส่งลถึงการเจริญเติบโตและพัฒนาตลอดจนวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต สิ่งที่น่าสงสัยก็คือจากลำดับนิวคลีโอไทด์มากมายที่ประกอบขึ้นเป็นจีโนม ส่วนใดเป็นยีนและมีหน้าที่อย่างไร ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ยังคงต้องศึกษาวิจัยต่อไป