ยีนและการควบคุมลักษณะพันธุกรรม
ยีน
 ยีนคือ หน่วยพันธุกรรม ที่ถ่ายทอดจากพ่อแม่ ไปสู่ลูกหลานได้ และเป็นส่วนหนึ่งของดีเอ็นเอ ที่มีส่วนประกอบของเบส สี่ตัวเรียงราย กันอยู่ อาจอยู่บนโครโมโซม หรือส่วนใดส่วนหนึ่งของเซลล์ก็ได้ สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิด จะมีมวลสารดีเอ็นเอ และจำนวนยีนแตกต่างกัน เช่น แบคทีเรีย มียีนประมาณ 4,000 ยีน , แมลงหวี่ 20,000 ยีน พืชชั้นสูง 30,000-50,000 ยีน และ มนุษย์ประมาณ 100,000 ยีน เป็นต้น มวลสารDNAและจำนวนยีนจึงเป็นเอกลักษณ์ของสิ่งมีชีวิต แต่ละชนิดพันธุ์ ( species ) ซึ่งเรียกกันทางวิชาการว่า จีโนม ( genome ) ดังนั้นจีโนมข้าวจึงเล็กกว่าจีโนมของมนุษย์
ยีนมีข้อมูลทางพันธุกรรมที่จะกำหนดว่าเราจะเจริญเติบโต หรือมีหน้าตาอย่างไร เช่นมียีนควบคุมสีตา สีผม และความสูง แต่ละโครโมโซมมียีนอยู่เป็นพันเรียงกันเหมือนสร้อยลูกปัด ถ้าเราคลายโครโมโซมออก โครโมโซมจะมองดูเหมือนเส้นด้ายยาวมาก เส้นด้ายนี้สร้างสารเคมีที่เรียกว่า ดีเอ็นเอ ( DNA ) DNA เป็นคำย่อของ ( deoxyribonucleic acid ) โครงสร้างของ DNA ถูกค้นพบในมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ใน ปี 1953 โดยเจมส์ วัตสัน ( James Watson ) และฟรานซิส คริค ( Francis Crick ) แต่ละโมเลกุลของ DNA มีรูปร่างเป็น 2 สายบิดกันเป็นเกลียวเหมือนบันไดเวียน
 กลุ่มแรก - ทำหน้าที่สร้างโปรตีน ซึ่งเป็นส่วนสำคัญในโครงสร้าง และการทำปฏิกริยาทางเคมี กลุ่มที่สอง - ทำหน้าที่ กำกับ การทำงานของยีนตัวอื่น ที่จะกำหนดให้ทำหน้าที่ตรงไหนและเมื่อใด (regulatory genes) กลุ่มที่สาม - เป็นยีน ที่เกี่ยวข้องกับการควบคุม ให้การใช้ ข้อมูลซึ่งเก็บอยู่ ในดีเอ็นเอนั้นได้ถูกใช้อย่างถูกต้อง คู่ของยีนเซลล์ร่างกายของสิ่งมีชีวิตที่มีโครโมโซมทำหน้าที่ถ่ายทอดข้อมูลทางพันธุกรรมอยู่สองชุดเข้าคู่กัน เรียกว่า โครโมโซมคู่เหมือน ซึ่งยีนเป็นตัวควบคุมลักษณะทางพันธุกรรมจะอยู่บนโครโมโซม ด้วยเหตุนี้ถ้าพิจารณาลักษณะทางพันธุกรรมแบบใดแบบหนึ่ง เช่น ลักษณะสีตา จะพบว่าถ้ามียีนควบคุมลักษณะสีตาอยู่บนโครโมโซมแท่งหนึ่ง โครโมโซมที่เป็นคู่เหมือนก็จะมียีนที่ควบคุมลักษณะสีตาเช่นเดียวกัน แอลลีล ( allele )เป็นยีนที่ควบคุมลักษณะเดียวกันแต่ต่างรูปแบบกัน แม้จะอยู่บนโครโมโซมคู่เหมือนตรงตำแหน่งเดียวกันก็ตาม เช่น ลักษณะของติ่งหู ( ให้ สัญลัษณ์ เป็น B ) และ แอลลีลที่ควบคุมการไม่มีติ่งหู ( ให้สัญลักษณ์ เป็น b ) แอลลีนเด่น ( dominant allel )ลักษณะที่ปรากฏออกมาในทุก ๆ รุ่นอย่างเด่นชัด ซึ่งเกิดจากการจับคู่ของแอลลีนที่ควบคุมลักษณะเด่นเหมือนกันจับคู่กันหรืออาจเกิดจาดการที่แอลลีนด้อยถูกข่มด้วยแอลลีนเด่นที่จับคู่กัน แอลลีนด้อย ( recessive )ลักษณะที่แอบแฝงไม่แสดงออกมาให้เห็นเมื่ออยู่คู่กับแอลลีนเด่น ( ลักษณะเด่น ) แต่จะแสดงออกมาเมื่อมีการเข้าคู่กับแอลลีนด้อยหรือ ( ลักษณะด้อย ) เหมือนกัน ซึ่งโอกาสที่จะแสดงออกให้เห็นมีน้อยกว่าการแสดงออกของแอลลีนเด่น ( ลักษณะเด่น )  เป็นลักษณะการจับคู่กันของแอลลีนของยีนที่ควบคุมลักษณะทาง พันธุกรรม ซึ่งมี 2 ลักษณะดังนี้ 1).ลักษณะพันธุ์แท้ ( homozygous ) เป็นการจับคู่กันของยีนที่มีแอลลีนเหมือนกัน เช่น แอลลีนควบคุมการมีติ่งหู 2 แอลลีนจับคู่กัน ( BB ) และ แอลลีนควบคุมการไม่มีติ่งหู 2 แอลลีนจับคู่กัน ( bb ) 2).ลักษณะพันธุ์ทาง ( heterozygous ) เป็นการจับคู่กันของยีนที่มี่แอลลีนต่างกัน เช่น แอลลีนควบคุมการมีติ่งหู คู่ แอลลีนทีควบคุมการไม่มีติ่งหู ( Bb ) ฟีโนไทป์ ( phenotype )ลักษณะทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตที่อยู่ภายใต้การควบคุมของจีโนไทป์ ซึ่งแสดงออกหรือปรากฏให้เห็นภายนอก เช่น จำนวนชั้นของหนังตา ลักษณะสีตา สีผิว ความสูง เป็นต้น ยีนอยู่ที่ไหน ภายในเซลล์เกือบทุกเซลล์จะต้องมีนิวเคลียส(Nucleus) ภายในนิวเคลียสมีโครโมโซม (Chromosome) ที่มีลักษณะเป็นเส้นบางๆ และบนโครโมโซมมียีนที่ควบคุมลักษณะกระจายอยู่ โดยแต่ละโครโมโซมสามารถบรรจุยีนได้นับร้อย โครโมโซมจะอยู่เป็นคู่ จำนวนคู่ขึ้นอยู่กับชนิดของสิ่งมีชีวิต จากภาพโครโมโซมของมนุษย์ ถ้านับดูจะพบว่ามีอยู่ 46 แท่ง ที่มีขนาดและรูปร่างต่างๆ กัน เราสามารถแยกโครโมโซมออกเป็นคู่ที่เหมือนกันได้ 23 คู่ สิ่งมีชีวิตต่างชนิดกันก็จะมีจำนวนโครโมโซมแตกต่างกัน เช่น พืชบางชนิดมีจำนวนโครโมโซมมากกว่า 100 คู่ในทุกเซลล์ แมวมี 19 คู่ แมลงหวี่มีเพียง 4 คู่ เป็นต้น การแสดงออกของยีน งานวิจัยจีโนม ทั้งของมนุษย์ พืช และสิ่งมีชีวิตอื่น จะเป็น เสมือนการเปิดตำราแห่งชีวิต เรื่องของยีนจะถูกเปิดเผยมากขึ้น ในขั้นนี้ เรารู้เพียงว่าการทำงาน ของยีนนั้นสลับซับซ้อนมาก แม้จะรู้ว่ายีนอะไร อยู่ตรงส่วนไหน ของเส้นDNA แต่การแสดงออกของยีนมีส่วนเกี่ยวข้องกับยีนตัวอื่น ๆ อีกหลายตัว อย่าลืมว่ายีนก็คือ DNAส่วนหนึ่งซึ่งมีขนาด ความยาวแตกต่างกัน ยีนและตัวมีหน้าที่ แตกต่างกัน ยีนที่สร้างโปรตีนจะทำงาน เมื่อได้รับคำสั่งจาก ยีนอีกตัวหนึ่ง หรือหลายตัว ดังนั้น การที่ยีนตัวหนึ่งหรือ DNA ชิ้นหนึ่ง หลุดเข้าไป ในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตอื่น จึงไม่อาจทำงานได้ด้วยตัวของมันเอง นอกจากนั้นธรรมชาติ ยังมีกระบวนการคัดเลือกตามธรรมชาติ (natural selection) อยู่แล้ว ที่พร้อมจะขจัด ชิ้นส่วนดีเอ็นเอ นั้นออกไป หรือแม้แต่ขจัดสิ่งมีชีวิตนั้นออกไป หากไม่มีความสามารถปรับตัวได้ สิ่งมีชีวิตทุกรูปนามเติบโตมาจากเซลล์เดียวทั้งนั้น เป็นเรื่องแปลกที่ทำไม จากเซลล์เริ่มต้น เซลล์เดียวจึงสามารถเจริญเป็นจุลินทรีย์ เป็นพืช สัตว์ ได้ เมื่อละอองเกสรพืช ผสมกับรังไข่ก็ กลายเป็นเอ็มบริโอเซลล์เดียว แล้วจึงเจริญเติบโต เป็นพืช เอ็มบริโอจากสัตว์ก็เจริญเป็นสัตว์ คำตอบในเรื่องนี้ก็คือ แต่ละเซลล์ มีมวลยีน ที่ต่างกันและทำหน้าที่ต่างกันนั่นเอง แท้จริงแล้วเซลล์ แต่ละเซลล์ของสิ่งมีชีวิต ชนิดพันธุ์เดียวกัน จะมีมวลยีนเหมือนกันหมด เช่น ในมนุษย์หากมียีน อยู่ทั้งหมด หนึ่งแสนยีนไม่ว่าจะเป็นเซลล์จากอวัยวะอะไร ตับ ไต ปอด ก็ย่อมมียีนจำนวนหนึ่งแสน เช่นเดียวกัน เป็นต้น อย่างไรก็ตาม ยีนเหล่านั้นจะไม่แสดงออกหรือทำงานพร้อมกัน ดังนั้นยีนทุกตัว จึงมีช่วงทำงาน (turn-on) และช่วงพักตัว (turn-off) ทั้งสิ้น |
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น