สรุปเนื้อหา DNA ควบคุมลักษณะทางพันธุกรรมได้อย่างไร

สรุปเนื้อหา DNA ควบคุมลักษณะทางพันธุกรรมได้อย่างไร
จากการสืบค้นรวบข้อมูล อภิปรายอธิบายและวิเคราะห์เกี่ยวกับโรคโลหิตจางชนิดซิกเคิลเซลล์ครวสรุปได้ว่า
1. DNA มีความสัมพันธ์กับลักษณะทางพันธุกรรม2. การเปลี่ยนแปลงของ DNA ทำให้การสังเคราะห์โปรตีนฮีโมโกลบิลผิดปกติ คือกรดอะมิโนในพอลิเพปไทด์สารบีต้าสายหนึ่งขอฮีโมโกลบินต่างไปจากปกติ เม็ดเลือดแดงจึงมีลักษณะเป็นรูปเคียว นำออกซิเจนได้น้อยลง เกิดเป็นโรคโลหิตจางชนิดซิกเคิลเซลล์ แสดงว่าการเรียงลำดับกรดอะมิโนแม้ผิดพลาดเพียงเล็กน้อยทำให้ลักษณะทางพันธุกรรมเปลี่ยนไปด้วย แสดงว่า DNA ควบคุมลักษณะทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต3. DNA กับการสังเคราะห์โปรตีน

โปรตีนเป็นส่วนประกอบส่วนใดของร่างกายของสิ่งมีชีวิต

- โปรตีนเป็นส่วนประกอบส่วนใดของร่างกายของสิ่งมีชีวิต- โปรตีนเกี่ยวข้องกับกระบวนการเมแทบอลิซึมในร่างกายอย่างไร- ลำดับเบสของ DNA เกี่ยวข้องกับการแสดงลักษณะทางพันธุกรรมอย่างไร
สาร ในร่างกายของสิ่งมีชีวิตประกอบไปด้วยโปรตีนมากมายอาทิเช่น ฮีโมโกลบินในเลือด กล้ามเนื้อลายมีแอกทินและไมโอซินเป็นโปรตีน เอนไซม์ในร่างกายทุกชนิดเป็นโปรตีนและเอนไซม์ช่วยทำให้เกิดปฏิกิริยาต่างๆ เช่นปฏิกิริยาการสังเคราะห์สาร การสลายสาร เป็นต้นจึงสรุปได้ว่าส่วนหนึ่งของการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตต้องอาศัยโปรตีนตัวอย่างดังกล่าวพบว่าโปรตีนเป็นส่วนประกอบของร่างกายของสิ่งมีชีวิตและเกี่ยวข้องกับกระบวนการเมแทบอลิซึมในร่างกายจากการศึกษาโครงสร้างของ DNA ที่ผ่านมาพบว่าโครงสร้างของ DNA ประกอบด้วยพอลินิวคลีโอไทด์สองสายที่มีความยาวนับเป็นพันเป็นหมื่นคู่เบส การเรียงลำดับคู่เบสมีความแตกต่างกันหลายแบบ ทำให้ DNA แต่ละโมเลกุลแตกต่างกันที่ลำดับและจำนวนของคู่เบสทั้งที่มีเบสเพียง 4 ชนิด คือ เบสA เบส T เบส C และ เบส G จึงเป็นไปได้ว่าความแตกต่างกันทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตอยู่ที่ลำดับและ จำนวนของเบสใน DNA หลักฐานที่ DNA เกี่ยวข้องกับการแสดงลักษณะทางพันธุกรรมในพ.ศ.2500 วี เอ็ม อินแกรม (V.M.Ingram) ได้ทำการทดลองเปรียบเทียบฮีโมโกลบินของคนปกติกับคนที่เป็นโรคโลหิตจางชนิด ซิกเคิลเซลล์ ซึ่งเป็นโรคที่ถ่ายทอดโดยยีนด้อยตามกฎของเมนเดลเขาพบว่า ฮีโมโกลบินของคนที่มีเซลล์เม็ดเลือดแดงปกติจะแตกต่าง จากฮีโมโกลบินของคนที่เป็นโรคโลหิตจางชนิดซิกเคิลเซลล์ โดยการเรียงตัวของกรดอะมีโนต่างกัน 1 ตัว กล่าวคือกรดอะมีโนลำดับที่6 ของสายพอลิเพปไทด์สายบีตาของคนปกติเป็นกรดกลูตามิก(Glutamic acid) แต่คนที่เป็นโรคโลหิตจางชนิซิกเคิลเซลล์เป็นกรดอะมิโนชนิดวาลีน(Valine) โดยที่กรดอะมีโนตัวอื่นๆเหมือนกันหมดดังนี้
กรดอะมีโน 1 คนปกติจะเป็น วาลีน คนที่เป็นโรคโลหิตจางชนิดซิกเคิลเซลล์จะเป็น วาลีนกรดอะมีโน 2 คนปกติจะเป็น ฮีสทีดีน คนที่เป็นโรคโลหิตจางชนิดซิกเคิลเซลล์จะเป็น ฮีสทีดีนกรดอะมีโน 3 คนปกติจะเป็น ลิวซีน คนที่เป็นดรคโลหิตจางชนิดซิกเคิลเซลล์จะเป็น ลิวซีนกรดอะมีโน 4 คนปกติจะเป็น ทรีโอนีน คนที่เป็นโรคโลหิตจางชนิดซิกเคิลเซลล์จะเป็นทรีโอนีนกรดอะมีโน 5 คนปกติจะเป็น โพรลีน คนที่เป็นโรคโลหิตจางชนิดซิกเคิลเซลล์จะเป็น โพรลีนกรดอะมีโน 6 คนปกติจะเป็น กรดกลูตามิก คนที่เป็นโรคโลหิตจางชนิดซิกเคิลเซลล์จะเป็นวาลีนแม้จะมีความผิดพลาดเพียงเล็กน้อยในการเรียงลำดับกรดอะมีโน ในสายพอลิเพปไทด์ก็สามารถทำให้เกิดโรคทางพันธุกรรมได้ ความผิดที่เกิดจากการเรียงลำดับกรดอะมิโน เป็นหลักฐานว่า DNA ควบคุมลักษณะทางพันธุกรรม

สรุปเนื้อหา การสังเคราะห์ DNA

สรุปเนื้อหา การสังเคราะห์ DNA
จากการสืบค้นข้อมูลของนักเรียนสามารถสรุปได้ว่า
1. การสังเคราะห์ DNA จำเป็นจะต้องมีเอนไซม์ DNA พอลิเมอเรส ซึ่งทำหน้าที่เชื่อมนิวคลีโอไทด์ให้เป็นสายพอลินิวคลีโอไทด์ มีนิวคลีโอไทด์ 4 ชนิด คือ นิวคลีโอไทด์ที่มีเบส A T CG และมี DNA ที่ใช้เป็นสายแม่พิมพ์2. ขั้นตอนการสังเคราะห์ DNA 2.1. พอลินิวคลีโอไทด์สองสายของDNA เกลียวคู่คลายเกลียวแยกออกจากกัน DNA แม่พิมพ์ 2 สายที่แยกออกจากกันมีทิศทางจากปลาย 5/ ไป สวน 3/ ทางกัน 2.2. พอลินิวคลีโอไทด์แต่ละสายที่เป็นแม่พิมพ์ที่มีปลาย 3/ ไป 5/ จะสร้างพอลินิวคลีโอไทด์ สายใหม่จากทิศทาง 5/ ไป 3/ อย่างต่อเนื่องเป็นสายยาวพอลินิวคลีโอไทด์ สายใหม่นี้เรียกว่า ลีดดิงสแตรนด์ 2.3. การสังเคราะห์นิวคลีโอไทด์ สายใหม่จะมี DNA พอลิเมอเรสทำหน้าที่เชื่อมนิวคลีโอไทด์ให้เป็นสายยาว 2.4. นิวคลีโอไทด์ สายที่เป็นแม่พิมพ์อีกสายหนึ่งมีทิศทางจาก 5/ ไป 3/ ไม่สามารถสร้างสาย นิวคลีโอไทด์ จากทิศทาง 3/ ไป 5/ การสร้าง DNA สายใหม่จึงสร้างเป็นสายสั้นๆ จากทิศทาง 5/ ไป 3/ และจะมีเอนไซม์ไลเกสเชื่อมนิวคลีโอไทด์ สายใหม่ที่เป็นสายสั้นๆ เข้าด้วยกันเป็นสายยาวพอลินิวคลีโอไทด์ สายใหม่สั้นๆ ที่สร้างในลักษณะนี้เรียกว่า แลกกิงสแตรนด์

การจำลองตัวเองของ DNA

การจำลองตัวเองของ DNA ตามสมมติฐานของนักวิทยาศาสตร์มีดังนี้1. แบบกึ่งอนุรักษ์ (semiconservative replication) เมื่อมีการจำลองตัวเองของ DNA แล้ว DNA แต่ละโมเลกุลมีพอลินิวคลีโอไทด์ สายเดิมและสายใหม่ ซึ่งเป็นแบบจำลองของวอตสันและคลิก2 แบบอนุรักษ์ (conservative replication) เมื่อมีการจำลองตัวเองของ DNA แล้ว พอลินิวคลีโอไทด์ทั้งสองสายไม่แยกจากกันยังเป็นสายเดิม จะได้ DNA โมเลกุลใหม่ที่มีสายของโมเลกุลพอลินิวคลีโอไทด์สายใหม่ทั้งสองสาย3. แบบกระจัดกระจาย (dispersive replication) เมื่อมีการจำลองตัวเองของ DNA จะได้ DNA ที่เป็นของเดิมและของใหม่ปะปนกันไม่เป็นระเบียบ

การจำลองตัวเองของ DNA

การจำลองตัวเองของ DNA (DNA REPLICATION) DNA สามารถเพิ่มจำนวนได้โดยการจำลองตัวเอง (self replication) ซึ่งเป็นคุณสมบัติพิเศษที่สำคัญมากในการทำหน้าที่ถ่ายลักษณะทางพันธุกรรมจากสิ่งมีชีวิตรุ่นหนึ่งไปยังอีกรุ่นหนึ่ง การจำลองตัวของดีเอ็นเอเริ่มจากการคลายเกลียวออกจากกันแล้วใช้สายพอลินิวคลีโอไทด์สายใดสายหนึ่งใน 2 สายเป็นแม่พิมพ์ (template) ในการสร้างสายใหม่ขึ้นมา ซึ่งสุดท้ายดีเอ็นเอที่จำลองใหม่จะประกอบด้วยสายพอลินิวคลีโอไทด์สายเดิมและสายใหม่ นอกจากนี้ ดีเอ็นเอ ยังทำหน้าที่เป็นแม่แบบของการสร้างสายอาร์เอ็นเอ ดังที่ได้กล่าวมาแล้ว ซึ่งกระบวนการต่างๆ เหล่านี้จำเป็นต้องอาศัยเอนไซม์จำเพาะหลายชนิดในการควบคุมปฏิกิริยาที่เกิดขึ้น เช่น ดีเอ็นเอโพลิเมอเรส (DNA polymerase) อาร์เอ็นเอโพลิเมอเรส (RNA polymerase) เฮลิเคส (helicase) ไลเกส (ligase) เป็นต้น

1.การสังเคราะห์ DNA

1.การสังเคราะห์ DNA

1.การสังเคราะห์ DNA วอตสันและคริกค้นพบโครงสร้างทางเคมีของ DNA ขั้นตอนต่อไปก็คือ การพิสูจน์และตรวจสอบว่าโครงสร้างของ DNA นี้ มีสมบัติเพียงพอที่จะเป็นสารพันธุกรรมได้หรือไม่ ซึ่งการที่จะเป็นสารพันธุกรรมได้นั้นย่อมต้องมีสมบัติสำคัญ คือ ประการแรก ต้องสามารถเพิ่มจำนวนตัวเองได้โดยมีลักษณะเหมือนเดิมเพื่อให้สามารถถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมจากรุ่นพ่อแม่ไปยังรุ่นลูกได้ ประการที่สอง สามารถควบคุมให้เซลล์สังเคราะห์สารต่างๆเพื่อแสดงลักษณะทางพันธุกรรมให้ปรากฏ ประการที่สาม ต้อง สามารถเปลี่ยนแปลงได้บ้าง ซึ่งการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นอาจก่อให้เกิดลักษณะพันธุกรรมที่ผิดแปลกไปจาก เดิมและเป็นช่องทางให้เกิดสิ่งมีชีวิตสปีชีส์ใหม่ๆขึ้น หลังจากวอตสันและคริกได้เสนอโครงสร้างของ DNA แล้วในระยะเวลาเกือบ 10 ปี ต่อมา จึงสามารถพิสูจน์ได้ว่า DNA มีสมบัติเป็นสารทางพันธุกรรม วอตสันและคริกจึงได้รับรางวัลโนเบลจากผลงานการค้นพบโครงสร้าง DNA ในปี พ.ศ. 2505 นับว่าเป็นความก้าวหน้าที่สำคัญยิ่งทางด้านวิทยาศาสตร์ และเป็นจุดเริ่มต้นให้กับนักวิทยาศาสตร์ที่จะค้นคว้าในระดับโมเลกุลต่อไป
วอตสันและคริกได้เสนอโครงสร้างของ DNA ว่าเป็น พอลินิวคลีโอไทด์ 2 สายพันกันบิดเป็นเกลียว ดังโครงสร้างของ DNA ตามแบบจำลองนี้ได้นำไปสู่กลไกพื้นฐานของการสังเคราะห์ DNA หรือการจำลองตัวเองของ DNA โดยนักวิทยาศาสตร์ทั้งสองได้พยากรณ์กลไกจำลอง DNA ว่าเกิดขึ้นได้อย่างไร ในปี พ.ศ. 2496 วอตสันและคริกได้พิมพ์บทความพยากรณ์การจำลองตัวของ DNA ไว้ว่า ในการจำลองตัวของ DNA พอ ลินิวครีโอไทด์ 2 สาย แยกออกจากกันเหมือนการรูดซิบโดยการสลายพันธะไฮโดรเจนระหว่างเบส A กับ T และเบส C กับ G ที่ละคู่ พอลินิวคลีโอไทด์แต่ละสายทำหน้าที่เป็นแม่พิมพ์สำหรับการสร้างสายใหม่ มีการนำนิวคลีโอไทด์อิสระที่อยู่ในเซลล์เข้ามาจับกับ พอลินิวคลีโอไทด์สายเดิม โดยเบส A จับกับ T และเบส C จับกับ G หมู่ฟอสเฟตของนิวคลีโอไทด์ อิสระจะจับกับน้ำตาลออสซีไรโบสของ DNA โดยวิธีนี้เรียกว่า DNA เรพลิเคชั่น ( DNA replication ) ทำให้มีการเพิ่มโมเลกุลของ DNA จาก 1 โมเลกุลเป็น 2 โมเลกุล DNA แต่ ละโมเลกุลมีพลลินิวคลีโอไทด์ สายเดิม 1 สาย และสายใหม่ 1 สาย จึงเรียกการจำลองลักษณะว่า เป็นแบบกึ่งอนุรักษ์ ( semiconservatiae ) ดังภาพ