พันธุศาสตร์โมเลกุล การปรับปรุงพันธุ์ ลักษณะตามต้องการ ผลผลิต คุณภาพ ความทนโรค-แมลง Phenotype Genotype + Environment

ถ่ายทอดจากพ่อ-แม่สู่ลูก Genotype Gene ส่วนหนึ่งของ Chromosome บริเวณที่กำหนดรหัสพันธุกรรม รหัสพันธุกรรม Genetic code ข้อมูลทางพันธุกรรม ถ่ายทอดจากพ่อ-แม่สู่ลูก

แสดงออกเป็นลักษณะปรากฏ ฟีโนไทป์ / phenotype ข้อมูลทางพันธุกรรม อยู่ในยีน / genotype ยีนคืออะไร แสดงออกเป็นลักษณะปรากฏ ฟีโนไทป์ / phenotype genotype to phenotype ดีเอ็นเอ สู่ โปรตีน

โครโมโซม โครงสร้าง / องค์ประกอบทางเคมี ดีเอ็นเอ DNA: deoxyribonucleic acid สารพันธุกรรม genetic material ฮิสโตน histone โปรตีน ช่วยควบคุมการทำงานของยีน

Chromosome packaging

ดีเอ็นเอ โพลีนิวคลีโอไทด์: polynucleotide chain 2 สาย พันเป็นเกลียวคู่: double helix ประกอบด้วย เบส เพียวรีน Purine, Pu เบส ไพริมิดีน Pyrimidine, Py น้ำตาล ดีออกซีไรโบส Deoxyribose หมู่ฟอสเฟต Phosphate group

ดีเอ็นเอ เบสเพียวรีน อะดีนีน Adenine, A กวานีน Guanine, G

ดีเอ็นเอ เบสไพริมิดีน ไซโตซีน Cytosine, C ไธมีน Thymine, T

ระหว่าง น้ำตาล และ ฟอสเฟต Nucleoside = Base + Deoxyribose sugar Nucleotide = Base + Sugar + Phosphate Polynucleotide Nucleotide ต่อกันด้วย Phosphodiester bond (พันธะฟอสโฟไดเอสเทอร์) ระหว่าง น้ำตาล และ ฟอสเฟต

ดีเอ็นเอ การต่อนิวคลีโอไทด์ นับที่คาร์บอนของน้ำตาล จาก 5’ ไป 3’ จาก 5’ ไป 3’ โพลีนิวคลีโอไทด์ 2 เส้น ทิศทางตรงข้ามกัน Antiparallel 5’ 3’

ดีเอ็นเอ Double helix 1 turn = 3.4 nm Major groove Minor groove Hydrogen bond Purine : Pyrimidine Complementary bases Complementary strands

ดีเอ็นเอ A : T = 2 bonds C : G = 3 bonds

คุณสมบัติของสารพันธุกรรม ดีเอ็นเอ เป็น สารพันธุกรรม ลำดับเบส กำหนดข้อมูล ทางพันธุกรรม เกี่ยวข้องกับ โครงสร้าง และ การทำหน้าที่ต่างๆ ดีเอ็นเอ มีความคงทน ไม่แตกหักง่าย

ในขั้นตอนการเจริญเติบโต การแบ่งเซลล์ จาก 1 เป็น 2 ดังนั้น.... ดีเอ็นเอ ต้องมีการจำลองตัว เพื่อเพิ่มปริมาณ กระบวนการ replication double helix ทำหน้าที่เป็น template/แม่แบบ complementary base ต่อเป็นเส้นใหม่ semi conservative

ดีเอ็นเอ เพิ่ม เป็น 2 ชุด ที่เหมือนเดิม Replication Template strand เส้นแม่แบบถูกอ่าน จาก 3’ ไป 5’ Complementary strand เส้นใหม่ถูกสร้าง จาก 5’ ไป 3’ ดีเอ็นเอ เพิ่ม เป็น 2 ชุด ที่เหมือนเดิม

- ดีเอ็นเอแม่พิมพ์ DNA template - เอนไซม์ DNA polymerase Replication - ดีเอ็นเอแม่พิมพ์ DNA template - เอนไซม์ DNA polymerase - นิวคลีโอไทด์ (dNTPs) deoxyribonucleoside triphosphates dATP, dGTP, dCTP, dTTP - ไพรเมอร์ (RNA/DNA primer) *โปรตีน เอนไซม์ และ โคแฟคเตอร์ อื่นๆ*

ดีเอ็นเอ มีความหลากหลาย จากลำดับเบสที่ต่างกัน นำไปสู่สิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกัน คน-คน 0.25 % คน-ชิมแพนซี 20 % จีโนไทป์ เหมือน ฟีโนไทป์ เหมือน และ ต่าง จีโนไทป์ ต่าง ฟีโนไทป์ เหมือน และ ต่าง สิ่งแวดล้อมมีอิทธิพลต่อการแสดงออกของยีน ความสัมพันธ์ระหว่าง จีโนไทป์ และ ฟีโนไทป์ สิ่งแวดล้อมมีอิทธิพลต่อการแสดงออกของลักษณะ การใช้ดีเอ็นเอ เพื่อการจำแนกพันธุกรรม

จีโนม Genome ดีเอ็นเอ (ชุด / ปริมาณ / จำนวน) พื้นฐาน ในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต ( usu. haploid, 1n) Human genome 3 * 109 base pair Plant genome gymnosperm 70 * 109 base pair angiosperm 5-30 * 109 base pair Bacterial genome 1.5 * 107 base pair

ขนาดของจีโนม และ จำนวนยีนไม่เป็นสัดส่วนกัน Arabidopsis 100 Mbase Human 3000 Mbase Maize 4500 Mbase ประมาณ 30,000 ยีน โครโมโซม ประกอบด้วยดีเอ็นเอ ยีน ไม่ใช่ยีน

จีโนมพืช นิวเคลียส Nuclear genome ไมโตคอนเดรีย Mitochondrial genome คลอโรพลาสต์ Chloroplast genome

Mitochondria Bacteria Oxidative phosphorylation Respiration ATP

Chloroplast Bacteria Photosynthetic function

ดีเอ็นเอในออกาเนลล์ของเซลล์พืช (Ct และ Mt) มีสารพันธุกรรมแยกจากนิวเคลียส ดีเอ็นเอ มักเป็นรูปวงกลม ไม่มีฮิสโตนเป็นองค์ประกอบ โครงสร้างยีนคล้ายยีนแบคทีเรีย

การถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม ถ่ายทอดดีเอ็นเอจากพ่อ-แม่ สู่ลูก เซลล์สืบพันธุ์ ดีเอ็นเอพืช นิวเคลียส ไมโตคอนเดรีย คลอโรพลาสต์ ถ่ายทอดแบบ uniparental inheritance biparental inheritance

การเขียนดีเอ็นเอ เบสที่เป็นคู่สม complementary base เขียนให้ตรงกัน ระบุ ด้าน 5’ และ 3’ อาจใช้เส้นตรงแทนลำดับเบส ใช้หัวลูกศรแทนด้าน 3’ 5’ 3’