การวิเคราะห์ DNA และการศึกษาจีโนม

สมาชิก 1.นายนวนนท์ พยัคฆ์จำเริญ ชั้น ม.5/1 เลขที่ 6ก 2.นางสาวสุพิชญา โรจนะหัสดิน ชั้น ม.5/1 เลขที่ 12ก 3.นางสาวมนัสนันท์ สกุลวิไลเลิศ ชั้น ม.5/1 เลขที่ 9ข

การวิเคราะห์ DNA ในการวิเคราะห์ DNA (DNA analysis) นั้นจะมีการแยกDNA ขนาดต่างๆ ออกจากกันโดยอาศัยเทคนิคที่เรียกว่า “อิเล็กโทรโฟริซิส (electrophoresis)” โดยให้ DNA ที่ต้องการแยก (DNA ที่ขนาดต่างกัน) ออกจากกันวิ่งผ่านตัวกลางที่เป็นแผ่นวุ้น (ตัวกลางที่เป็นแผ่นวุ้น เช่น อะกาโรสเจล (agarose gel) หรือ พอลิอะคริลาไมด์(polyacrylamide gel)ที่อยู่ภายในสนามไฟฟ้า ตามปกติ DNA จะมีประจุเป็นลบ

(เทคนิคเจลอิเล็กโทรโฟริซิส)

ดังนั้น DNA จะเคลื่อนเข้าหาขั้วบวกของสนามไฟฟ้า และ DNA ที่มีขนาดโมเลกุลใหญ่จะเคลื่อนที่ได้ช้ากว่า DNA ที่มีโมเลกุลขนาดเล็ก ทำให้ DNA ที่มีโมเลกุลขนาดเล็ก เคลื่อนที่ได้มากและอยู่ใกล้ขั้วบวก ส่วน DNA ที่มีโมเลกุลขนาดใหญ่จะเคลื่อนที่ไปได้น้อย จึงอยู่ใกล้ๆกับจุดเริ่มต้น ทำให้แยก DNA ขนาดต่างๆ กันออกจากกันได้ สำหรับการหาลำดับนิวคลีโอไทด์ ต้องอาศัยเครื่องมือที่เรียกว่า ออโตเมตด์ ซีเควนซ์ ซึ่งยังอาศัยเทคนิคและวิธีการของเจลอิเล็กโทรโฟริซิสอยู่และมีการเพิ่มและพัฒนาเทคนิคทางซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ ทำให้สามารถอ่านผลออกมาในรูปของลำดับเบสได้

เครื่องมือที่เรียกว่า ออโตเมตด์ ซีเควนซ์ สารละลายที่มี DNA จะไม่มีสีจึงต้องอาศัยการย้อมสีเพื่อตรวจสอบ DNA ในเจลอิเล็กโทรโฟริซิส ซึ่งนิยมใช้ อิธิเดียมโบนไมด์ (ethidiumbromide) เป็นตัวย้อมโดยอาศัยการจับกับ DNA และเรืองแสงฟลูออเรสเซนต์เป็นสีชมพูได้เมื่อสัมผัสกับรังสีอัลตราไวโอเลต

การศึกษา จีโนม นักวิจัยพบว่า จีโนมของสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกัน มีความแตกต่างกัน ซึ่งสามารถตรวจสอบความแตกต่างนั้นโดยอาศัยการตัดด้วยเอนไซม์ตัดจำเพาะแล้วนำชิ้น DNA ไปแยกขนาดโดยวิธีการเจลอิเล็กโทรโฟริซิส และตรวจสอบโดยวิธี จะได้รูปแบบของแถบ DNA ที่แตกต่างกัน ดังนั้นรูปแบบของแถบ DNA ที่ปรากฏขึ้นหลังจากตัดด้วยเอนไซม์ตัดจำเพาะจะสามารถเชื่อมโยงถึงจีโนม ของสิ่งมีชีวิตนั้น  เรียกความแตกต่างของรูปแบบของแถบ DNA ที่เกิดจากการตัดของเอนไซม์ตัดจำเพาะเหล่านี้ว่า เรสทริกชัน แฟรกเมนท์ เลจท์ พอลิมอร์ฟิซึม (restriction fragment length polymorphism:RELP) ซึ่งสามารถใช้เป็นเครื่องหมายทางพันุกรรม (genetic marker)ได้

(จีโนมของมนุษย์)

ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2533 ได้มีการริเริ่มโครงการจีโนมมนุษย์ (Human Genome Project) เพื่อที่จะศึกษาลำดับนิวคลีโอไทด์ของมนุษย์ทั้งจีโนมโดยการหาลำดับ นิวคลีโอไทด์ของออโทโซมจำนวน 22 โครโมโซม และโครโมโซม X และโครโมโซม Y ซึ่งเป็นโครงการนานาชาติ ในการดำเนินโครงการดังกล่าวมีการศึกษาแผนที่ยีน และแผนที่เครื่องหมายทางพันธุกรรมควบคู่ไปกับการหาลำดับนิวคลีโอไทด์ ซึ่งนำมาสู่การพัฒนาในเชิงเทคโนโลยี และการประยุกต์ใช้อย่างมากมายในปัจจุบัน

โครงการศึกษาจีโนมนั้นไม่ได้ทำเฉพาะมนุษย์เท่านั้น แต่ยังศึกษาจีโนมของสิ่งมีชีวิตชนิดอื่นๆ ที่มีความสำคัญในการศึกษาในเชิงชีววิทยาด้วย เช่น จีโนมของ E.coli  จีโนมของยีสต์ (Saccharomyces cerevisiae) จีโนมของแมลงหวี่ (Drosophilia melanogaster) และหนู (Mus musculus) สำหรับการศึกษาในพืชนั้นนักวิทยาศาสตร์ได้ร่วมกันศึกษาจีโนมของพืชใบเลี้ยงคู่ในวงค์ผักกาด (Arabidopsis thaliana L.) ซึ่งถือว่าเป็นพืชต้นแบบในการศึกษาชีววิทยาระดับโมเลกุลของพืช เนื่องจากมีขนาดจีโนมเล็ก ลำดับนิวคลีโอไทด์ทั้งหมดของจีโนม Arabidopsis thaliana ได้รับการประกาศอย่างเป็นทางการในปี 2542 

ส่วนข้าว (Oryza sativa L ข้าวเป็นโครงการร่วมมือนานาชาติที่มีประเทศไทยเข้าร่วมในการศึกษาด้วย โดย ทำการศึกษาลำดับนิวคลีโอไทด์ของโครโมโซมแท่งที่ 9 ปัจจุบันการศึกษาจีโนมของ สิ่งมีชีวิตที่สำคัญดำเนินไปมากกว่าร้อยละ99 แล้ว ทำให้นักวิทยาศาสตร์ทราบคำตอบ เกี่ยวกับโครงสร้างจีโนม การควบคุมการแสงออกของยีนต่างๆ ที่ส่งผลถึงการ เจริญเติบโตและพัฒนา ตลอดจนวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต

บรรณานุกรม http://www.ceted.org/webbio/chapter08/index_l08_p15.php http://www.thaigoodview.com/node/46508

THANK YOU