16. Q : เหตุใดเมือนาแบคทีเรียสายพันธุ์ S ที่ทาให้ตายด้วยความ
่
ร้อน ไปผสมกับสายพันธุ์ R ที่มีชีวิตแล้วฉีดให้หนูจึงทาให้หนูตาย
A : กริฟฟิท ได้รายงานว่ามีสารบางอย่างจากแบคทีเรียสายพันธุ์
S ที่ทาให้ตายด้วยความร้อนเข้าไปยังสายพันธุ์ R บางเซลล์และ
สามารถทาให้แบคทีเรียสายพันธุ์ R เปลี่ยนแปลงสายพันธุ์เป็น
สายพันธุ์ S ที่มีชีวิต สายพันธุ์ S เหล่านียังสามารถถ่ายทอด
้
ลักษณะไปสู่รุ่นลูกหลาน อย่างไรก็ตาม กริฟฟิท ก็ไม่สามารถ
พิสูจน์ได้ว่าสารนั้นคืออะไร
19. จากผลการทดลองของเอเวอรี่และคณะ ปรากฏว่า
ส่วนผสมของแบคทีเรียสายพันธุ์ R กับสารสกัดจากสายพันธุ์ S ที่
ทาให้ตายด้วยความร้อน ในภาวะที่มีเอนไซม์ DNase จะไม่พบ
แบคทีเรียสายพันธุ์ S ที่เกิดขึ้นใหม่
ส่วนผสมของแบคทีเรียสายพันธุ์ R กับสารสกัดสายพันธุ์ S ใน
ภาวะที่มีเอนไซม์ RNase และภาวะที่มีเอนไซม์ โปรตีเอส จะพบ
สายพันธุ์ S เกิดขึ้น
19
87. สมบัติของสารพันธุกรรม
เมื่อวัตสันและคลิก ได้คิดแบบจาลองโครงสร้างทางเคมีของ DNA ขึ้น
มาแล้ว เขาทั้งคู่ต้องพิสูจน์ว่า DNA มีคุณสมบัติที่เหมาะสมที่เป็นสาร
พันธุกรรมได้หรือไม่ ตามคุณสมบัติสาคัญ ดังนี้
1. สารพันธุกรรมต้องจาลองตัวเองได้ แล้วยังมีลักษณะเหมือนเดิม เพื่อจะ
ถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม จากรุ่นพ่อ-แม่ ไปยังรุ่นลูกได้ ซึ่งเกิด
โดยกระบวนการสังเคราะห์ DNA (DNA -replication)
88. 2. สามารถควบคุมการสังเคราะห์สารต่างๆ ของเซลล์เพื่อจะได้แสดง
ลักษณะทางพันธุกรรม ต่างๆให้ปรากฏ โดยรหัสพันธุกรรมใน DNA ถูก
ถ่ายทอดผ่าน RNA ในรูปของลาดับเบส แล้วแปล (translation) ออกมา
เป็นลาดับของกรดอะมิโนในในกระบวนการสังเคราะห์โปรตีน
3. อาจมีการเปลี่ยนแปลงลักษณะทางพันธุกรรมที่ต่างไปจากเดิม เนื่องจาก
เกิดการเปลี่ยนแปลงที่ลาดับเบสใน DNA ทาให้ผิดปกติไป และถ่ายทอด
ลักษณะที่ผิดปกติไปยังลูกหลาน ทาให้เกิดสิ่งมีชีวิตที่ผิดปกติขึ้นได้ ใน
ระยะเวลา 10 ปีต่อมา หลังจากที่วัตสันและคลิกได้คิดแบบจาลอง
โครงสร้างของ DNA ขึ้น จึงสามารถพิสูจน์ได้ว่า DNA มีคุณสมบัติที่เป็น
สารพันธุกรรมได้
89. สิบปีหลังจากวัตสันและคลิกเสนอแบบโครงสร้าง DNA จึง
สามารถพิสูจน์ได้ว่า DNA มีสมบัติเป็นสารพันธุกรรม ทาให้วัต
สันและคลิกได้รับรางวัลโนเบลในปีพ.ศ.2505
DNA มีสมบัติของสารพันธุกรรมครบทั้ง 3 ประการ ดังนี้
การสังเคราะห์ DNA (DNA -replication)
การควบคุมลักษณะทางพันธุกรรม
การสังเคราะห์โปรตีน
90. การสังเคราะห์ DNA
• DNA replication
• ในปี พ.ศ. 2496 วอตสันและคลิกได้พิมพ์บทความพยากรณ์การ
จาลองตัวเองของ DNA
• แต่เป็นเพียงสมมติฐาน
• มีใจความว่า
91. ในการจาลองตัวเองของ DNA พอลินิวคลีโอไทด์ 2 สาย
แยกออกจากกันเหมือนการรูดซิป
โดยการสลายพันธะไฮโดรเจนระหว่างเบส A กับ T และเบส
C กับ G ทีละคู่
พอลินิวคลีโอไทด์แต่ละสายทาหน้าที่เป็นแม่พิมพ์สาหรับการ
สร้างสายใหม่
93. ทาให้ DNA ที่สังเคราะห์ใหม่เหมือนกับ DNA โมเลกุลเดิม
ทุกประการ
การสังเคราะห์ DNA หรือการจาลองตัวเองของ DNA โดย
วิธีการนี้เรียกว่า DNA เรพลิเคชัน (DNA replication) ทาให้มีการ
เพิ่มโมเลกุลของ DNA จาก 1 โมเลกุลเป็น 2 โมเลกุล
DNA แต่ละโมเลกุลมีพอลินิวคลีโอไทด์ สายเดิม 1 สาย และ
สายใหม่ 1 สาย จึงเรียกวิธีการจาลองแบบนี้ว่าเป็น แบบกึ่ง
อนุรักษ์ (semiconservative)
94.
95.
96.
97. ในปี พ.ศ. 2499 อาร์เธอร์ คอร์นเบิร์ก (Arther Kornberg)
นักชีวเคมีชาวอเมริกันเป็นคนแรกที่สามารถสังเคราะห์ DNA ใน
หลอดทดลองได้สาเร็จโดย : นาเอาเอนไซม์ DNA พอลิเมอเรส
(DNA polymerase) ซึ่งสกัดจากแบคทีเรีย E. coli
เอนไซม์ DNA พอลิเมอเรส ทาหน้าที่เชื่อมนิวคลีโอไทด์ให้ต่อกัน
เป็นสายยาว โดยมีทิศทางการสังเคราะห์สาย DNA สายใหม่ จาก
ปลาย 5/ ไปยังปลาย 3 /
ใส่ในหลอดทดลองที่มีสารสังเคราะห์สมบูรณ์ ซึ่ง
ประกอบด้วย
98. DNA แม่พิมพ์
นิวคลีโอไทด์ 4 ชนิด ที่มีเบส A T C และเบส G
เอนไซม์ DNA พอลิเมอเรส
ปัญหา : จะพิสูจน์อย่างไรว่า DNA ที่สังเคราะห์ได้นั้น
เหมือนกับ DNA แม่พิมพ์ที่ใส่ในหลอดทดลอง
99. ปริมาณใน DNA ที่ได้ อัตราส่วน อัตาส่วน
สิ่งมีชีวิตที่นา DNA มาเป็น
ของ ในDNAที่ ของ ใน DNA ที่
แม่พมพ์
ิ A T C G สังเคราะห์ได้ เป็นแม่พมพ์
ิ
แบคทีเรีย Micrococcus
0.15 0.15 0.35 0.35 0.41 0.39
lysodelikicus
แบคทีเรีย Aerobacter
0.22 0.22 0.28 0.28 0.80 0.82
aerogenes
แบคทีเรีย Escherichai coli 0.25 0.25 0.25 0.28 1.00 0.97
วัว (เซลล์จากต่อมไทมัส) 0.29 0.28 0.21 0.22 1.32 1.35
ไวรัส (phageT) 0.32 0.32 0.18 0.18 1.78 1.84
101. ขั้นตอนการสังเคราะห์ DNA
• การสังเคราะห์ DNA ทั้งภายในและภายนอกเซลล์
• เริ่มต้นจากการที่สายพอลินิวคลีโอไทด์ 2 สาย ของ DNA ต้นแบบ
แยกห่างออกจากกัน โดยเริ่มจากเอนไซม์ DNA ไจเรส (DNA
gyrase) หรือโทโปไอโซเมอเรส (topoisomerase) คลายปมเหนือ
จุดทีDNAสายเดี่ยวแยกตัวออกจากกัน (replication fork)
่
102. • เอนไซม์เฮลิเคส (Helicase) ทาหน้าที่สลายพันธะไฮโดรเจนเพื่อ
ทาให้ดีเอ็นเอเกลียวคู่แยกเป็นสายเดี่ยว
• โปรตีน SSB จะเข้ามาจับเพื่อป้องกันไม่ให้สายดีเอ็นเอมาจับกัน
อีก บริเวณที่มีการคลายเกลียวนี้เป็นจุดเริ่มต้นของการสังเคราะห์
DNA
• การสร้าง DNA สายใหม่ มี 2 ลักษณะ
103. 1. เมื่อสองสายคลายเกลียวแยกออกจากกัน DNA polymeras จะ
สังเคราะห์ leading strand เป็นสายยาว โดยมีทิศทางจากปลาย
5’ ไปยัง 3’
2. DNA polymeras สังเคราะห์ DNA สายใหม่เป็นสายสั้นๆ
Okazaki fragment โดยมีทิศทาง 5’ ไปยัง 3’ จากนั้น DNA
ligaseจะเชื่อมต่อ DNA สายสั้นๆให้เป็น DNA สายยาว
เรียกสายนี้ว่า lagging strand
104.
105.
106.
107. การสังเคราะห์โปรตีน
กลับสู่ความรู้พื้นฐาน
• สิ่งมีชีวิตพวกยูคาริโอตมี DNA อยู่ภายในนิวเคลียส แต่การ
สังเคราะห์โปรตีนเกิดในไซโทพลาสซึม โดยเฉพาะบริเวณที่มี
RER
• เป็นไปได้หรือไม่ว่า DNA ส่งตัวแทนออกมายังไซโทพลาสซึม
เพื่อทาหน้าที่ควบคุมการสังเคราะห์โปรตีน ถ้าเป็นเช่นนั้นจริงสาร
ที่เป็นตัวแทนของ DNA คืออะไร .....
125. Q : ในการสังเคราะห์ RNA โดยใช้ DNA สายหนึ่งเป็นแม่พิมพ์ มี
ลาดับเบสดังนี้ 3' T A C G G C A T A T C G A 5' จงเขียน
ลาดับเบสของ RNA ที่สังเคราะห์โดยเริ่มจากปลาย 5' ไปยัง
ปลาย 3'
A :
163. การแทนที่คู่เบส
– Transition คือ แทนทีระหว่าง base กลุ่มเดียวกัน
่
• purine to purine (A --> G) หรือ
• pyrimidine to pyrimidine (T--> C)
– Transversion คือ แทนทีระหว่าง base ต่างกลุ่ม
่
• purine to pyrimidine (A --> T)
• pyrimidine to purine (G --> C)