140

Click here to load reader

บท2 ยีนเเละโครโมโซม

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

บทท 2 ยนและโครโมโซม (Gene and Chromosome) รายวชาชววทยา 4 (ว30246)

ภาคเรยนท 2 ปการศกษา 2558

นายวชย ลขตพรรกษ คร คศ.1 สาขาวชาชววทยา กลมสาระการเรยนรวทยาศาสตร

Page 2: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

ครผสอน นายวชย ลขตพรรกษ ต าแหนงคร คศ.1 เอกวชาชววทยา ประวตการศกษา : ◦ พ.ศ. 2549 วทยาศาสตรบณฑต (เกรยตนยมอนดบ 2) สาขาชววทยา คณะวทยาศาสตร มหาวทยาลยมหดล ◦ พ.ศ. 2551 ศกษาศาสตรบณฑต สาขาวชาศกษาศาสตร เอกเทคโนโลยและสอสารการศกษา

มหาวทยาลยสโขทยธรรมาธราช ◦ พ.ศ. 2552 ประกาศนยบตรบณฑตวชาชพคร คณะครศาสตร มหาวทยาลยราชภฏสวนดสต ◦ พ.ศ. 2555 สาธารณสขศาสตรบณฑต สาขาวชาวทยาศาสตรสขภาพ เอกสาธารณสขศาสตร มหาวทยาลยสโขทยธรรมาธราช ◦ พ.ศ. 2558 ศกษาศาสตรมหาบณฑต สาขาวชาการประเมนและการวจยทางการศกษา เอกวจยทางการศกษา คณะศกษาศาสตร มหาวทยาลยรามค าแหง

Page 3: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

• การถายทอดยนและโครโมโซมของพอแมสามารถสงตอขอมลทางพนธกรรมไปยงรนลกรนหลานไดอยางไร ?

• ขณะเกดการสบพนธมการผสมกนระหวางเซลลไข และสเปรม : fertilization หรอการเขาคกนของ homologous chormosome

• เซลลสบพนธเพศผ คอ สเปรม ( Sperm ) และเซลลสบพนธเพศเมย คอ ไข ( Egg ) ซงไดจากการแบงเซลลแบบไมโอซส ( Meiosis ) : sexual reproduction

Page 4: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

การสรางเซลลสบพนธ : gametogenesis

Page 5: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

Mendel’s Law ตงแตป พ.ศ. 2408 กฎขอท 1 ของเมนเดล : การพจารณาหนงลกษณะ (monohybrid cross) กฎการแยกตวของยน ( Law of segregation of gene ) กลาววายนทควบคมลกษณะตางๆจะอยเปนคเสมอ เมอถงระยะทสรางเซลลสบพนธ (meiosis) ยนจะแยกไปอยในสภาพเดยวในเซลลสบพนธ (2nn) เมอเกดการปฏสนธเปนไซโกต (จงมารวมกนอก (เขาค homologous chromosome) กฎขอท 2 ของเมนเดล : การพจารณาสองลกษณะ (dihybrid cross) กฏการรวมกลมกนอยางเปนอสระ ( Law of independent assortment ) ในการสรางเซลลสบพนธนน ยนบนโครโมโซมซงอย ตางคกน (ควบคมลกษณะตางกน) จะมความเปนอสระทจะเขารวมตวกนในเซลลสบพนธ (variation) และเปนอสระในการเขามารวมตวกนระหวางการปฏสนธ

Gene and Chromosome ?

Page 6: บท2 ยีนเเละโครโมโซม
Page 7: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

โครโมโซมทเปนคกน (homologous chromosome) เมอมการแยกตวจะด าเนนไปอยางอสระตามกฏของการแยกตวอสระของเมนเดล ซงลกษณะเดยวกนนกเกดขนไดกบยนโดยมการแยกตวของแอลลล (allele) ทงสองไปยงเซลลสบพนธ ในกระบวนการแบงเซลล (cell division)

การแยกคของยน (allele) ในการสรางเซลลสบพนธ (meiosis)

Dihybrid cross AaBb (2n) : 1st law

Sex cell / gamete AB Ab aB ab (n) : 2nd law • การสบพนธ เกดจากการรวมกนระหวางชดโครโมโซมจากเซลลไข และสเปรม (fertilization) เกด

เปน Zygote เปนไปอยางสม แลวพฒนาตอ (mitosis) เปน embryo

• ทกเซลลทพฒนามาจาก Zygote (2n) ครงหนงมาจากพอ (n) และอกครงหนงมาจากแม (n)

Page 8: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

การศกษาโครโมโซม การคนพบสยอมนวเคลยส (สจมซา , พ.ศ.2423) พบโครงสรางลกษณะเปนเสนในนวเคลยส เรยกวา

โครโมโซม ท าใหสามารถตดตามการเปลยนแปลงขณะแบงเซลลได (mitosis / meiosis cell division)

Page 9: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

Chromosome Theory of Heredity Walter S. Sutton นกชววทยาอเมรกน (พ.ศ. 2445)

ทฤษฎวาดวยโครโมโซมเปนแหลงพนธกรรมของสงมชวต

1. ยนม 2 ชด และโครโมโซมกม 2 ชด

2. ยนและโครโมโซมสามารถถายทอดไปสรนลกหลานได

3. การแบงเซลลแบบไมโอซส โครโมโซมมการเขาคกนและตางแยกจากกนไปยงเซลลแตละเซลลเชนเดยวกบทยนมการแยกกนของแอลลลไปยงเซลลสบพนธเหมอนโครโมโซม

4. การแยกของโครโมโซมทเปนคกนไปยงเซลลลกจะด าเนนไปอยางอสระ เชนเดยวกบการแยกกนของแอลลลไปยงเซลลสบพนธ

5. การรวมกนของเซลลไขและอสจเกดเปนไซโกตเปนไปอยางสมท าใหการรวมกนของโครโมโซมเปนแบบสมเชนเดยวกนกบการเขาคกนของแอลลลในเซลลสบพนธของพอและแม

6. ทกเซลลทพฒนาจากไซโกตจะมโครโมโซมครงหนงจากพอและอกครงหนงจากแมท าใหเกดลกษณะแปรผน

Page 10: บท2 ยีนเเละโครโมโซม
Page 11: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

สรปภาพรวม : การคนพบสารพนธกรรม

เอฟมเชอร คนพบสารทสกดจากนวเคลยสเรยกวา นวคลอน ตอมาเปลยนชอเปนกรดนวคลอก เพราะมคณสมบตเปนกรด

อาร ฟอยลเกน พฒนาสฟคซน (fuchsin) ทยอมตด DNA ซงตอมาพบวาเมอน าไปยอมเซลล จะไปตดทนวเคลยสและรวมตวหนาแนนทโครโมโซมจงสรปวา DNA อยทโครโมโซม

การทดลองของ เอฟ กรฟฟท โดยทดลองฉดแบคทเรย Streptococcus pneumoniae 2 สายพนธคอสายพนธ R (ไมเกดโรคปอดบวม) และสายพนธ S (เกดโรคปอดบวม) ในหนทดลอง

การทดลองของ โอ ท แอเวอร , ซ แมคคลอยด และ เอม แมคคารท โดยทดลองน าแบคทเรย Streptococcus pneumoniae สายพนธ S มาท าใหตายดวยความรอน สกดสารตางๆมาทดลองใสเอนไซมแตละชนดเพอยอยสลายสารทสงสยวาเปนสารพนธกรรมแลวเตมแบคทเรยสายพนธ R ลงไป

Page 12: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

การคนพบสารพนธกรรม

สารพนธกรรมเปนแหลงเกบขอมลทงหมดส าหรบการควบคมโครงสราง และการท าหนาทของกระบวนการตาง ๆ ทเกดขนในสงมชวต ใหเปนไปอยางถกตองและแมนย า

สารพนธกรรมของสงมชวต ประกอบดวย กรดนวคลอก ( DNA หรอ RNA )

สงมชวตสวนใหญจะพบสารพนธกรรมจ าพวก DNA ยกเวน Virus จะพบสารพนธกรรมเปน RNA

การคนพบสารพนธกรรม เรม พ.ศ. 2412 โดย เอฟ มเชอร นกชวเคมชาวสวเดน

ท าการศกษาสวนประกอบในนวเคลยสของเซลลเมดเลอดแดง โดยน ามายอยเอาโปรตนดวยเอนไซมเปบซน พบวาเอนไซมเปบซน “ ไมสามารถยอยสลายสารชนดหนง ทอยในนวเคลยสไดเมอท าการวเคราะหพบวามธาต ไนโตรเจน ฟอสฟอรส เปนองคประกอบ ”

เรยกสารทสกดจากนวเคลยสวา Nuclein ตอมาพบวาเปนกรด จงเรยกวา กรดนวคลอก

Page 13: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

การคนพบสารพนธกรรม

พ.ศ.2471 เอฟ กรฟฟท ( F. Griffth ) แพทยชาวองกฤษไดท าการพสจนสารพนธกรรม เพอสนบสนนวา DNA เปนสารพนธกรรม โดยท าการทดลองเกยวกบเชอแบคทเรย

ท าการทดลองโดยฉดแบคทเรย (Streptococcus pneumoniae) ทท าใหเกดโรคปอดบวมเขาไปในหน

แบคทเรยทฉดเขาไปนม 2 สายพนธ คอ

สายพนธทมผวหยาบ เพราะไมมสารหอหมเซลลหรอ แคปซล(capsule) ไมท าใหเกดโรคปอดบวม เรยกวา สายพนธ R (rough)

สายพนธทมผวเรยบ มสารหอหมเซลลท าใหเกดโรคปอดบวมรนแรงถงตาย เรยกวา สายพนธ S (smooth)

น าแบคทเรยสายพนธ R ฉดใหหน พบวา หนไมตาย

น าแบคทเรยสายพนธ S ฉดใหหนพบวา หนตาย

น าแบคทเรยสายพนธ S ทท าใหตายดวยความรอน แลวฉดใหหนพบวา หนไมตาย

น าแบคทเรยสายพนธ S ทท าใหตายดวยความรอนผสมกบสายพนธ R ทมชวต พบวา หนตาย

เมอตรวจเลอดหนทตาย ปรากฏวามแบคทเรยสายพนธ S ปนอยกบสายพนธ R

Page 14: บท2 ยีนเเละโครโมโซม
Page 15: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

การทดลองของ เอฟ กรฟฟท

Page 16: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

ในป พ.ศ. 2487 นกวทยาศาสตรชาวอเมรกน 3 คน โอ ท แอเวอร (O.T. Avery) ซแมคลอยด (C. MacLeod) และเอม แมคคารท (M. MaCarty)

ท าการทดลองตอจากกรฟฟท โดยน าแบคทเรยสายพนธ S มาท าใหตายดวยความรอน แลวสกดเอาสารจากสายพนธ S ออกมาใสในหลอดทดลอง 4 หลอด

หลอด ก. เตมเอนไซม RNase (ribonuclease) ในหลอดทดลอง

หลอด ข. เตมเอนไซมโปรตเอส (protease) ลงในหลอดทดลอง

หลอด ค. เตมเอนไซม DNase (deoxyribonuclease) ลงในหลอด

หลอด ง. ชดควบคม ไมมการเตมเอนไซมอนใด

ตอจากนนเตมแบคทเรยสายพนธ R ลงในแตละหลอดทดลอง ปลอยไวระยะเวลาหนง จงน าไปเพาะเลยงในอาหารวน แลวตรวจสอบแบคทเรยทเกดขน

การคนพบสารพนธกรรม

Page 17: บท2 ยีนเเละโครโมโซม
Page 19: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

ผลการทดลอง พบวา สวนผสมของแบคทเรยสายพนธ R กบสารสกดจากสายพนธ S ทท าใหตายดวยความรอน ในภาวะทมเอนไซม DNase จะไมพบแบคทเรยสายพนธ S ทเกดขนใหม ในขณะทสวนผสมของแบคทเรยสายพนธ R กบสารสกดสายพนธ S ในภาวะทมเอนไซมโปรตเอส จะพบสายพนธ S เกดขน

การทดลองน จงแสดงใหเหนวา DNA คอ สารทเปลยนพนธกรรมของแบคทเรยสายพนธ R ใหเปนสายพนธ S แอเวอร จงสรปวา กรดนวคลอกชนด DNA เปนสารพนธกรรมไมใชโปรตน ท าใหมการยอมรบวา DNA คอสารพนธกรรมของสงมชวต

การคนพบสารพนธกรรม

• DNA เปนสารพนธกรรมของสงมชวตทวไป มทงสวนทควบคมลกษณะทางพนธกรรม และสวนทไมไดควบคมลกษณะทางพนธกรรม

• ไวรสบางชนดม RNA เปนสารพนธกรรม เชน ไวรสทท าใหเกดโรคใบดางในใบยาสบ ไวรสสาเหตโรคโปลโอ เอดส ซารส ไขหวดใหญ ไขหวดนก(H5N1) ไขหวดใหญ2009(H1N1) และ มะเรงบางชนด

Page 20: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

DNA จะอยทโครโมโซม และเชอวาเปนสารพนธกรรมของสงมชวต

Page 21: บท2 ยีนเเละโครโมโซม
Page 22: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

โครโมโซม (Chromosome)

โครโมโซม เปนแหลงบรรจสารพนธกรรม

โครโมโซมอยในนวเคลยส ,ไมโทคอนเดรย และคลอโรพลาสต

โครโมโซมมความจ าเพาะทงขนาด รปราง และจ านวนในสงมชวตแตละชนด

โครโมโซม เปนโครงสรางทประกอบขนดวยกรดนวคลอกกบโปรตน

ดเอนเอจะจบกบโปรตนฮสโตนเกดเปนหนวยยอย เรยกวา นวคลโอโซม ( Nulceosome )

Page 23: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

Chormosomal Structure

โครโมโซมระยะเมทาเฟสจะเหนชดเจน โดยการยอมสดวยสารเคมบางชนด เชน แอซโทคารมน หรอฮมาทอซลน

รปรางโครโมโซมในสงมชวตมหลายแบบตามต าแหนงของเซนโทรเมยร เชน

Page 24: บท2 ยีนเเละโครโมโซม
Page 25: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

Chromosome classification

กลม คท ขนาด /รปราง โครโมโซม

A 1-3 ใหญ /metacentric, submetacentric

B 4-5 ใหญ /submetacentric

C 6-12, X กลาง/submetacentric

D 13-15 กลาง /acrocentric

E 16-18 เลก /metacentric, submetacentric

F 19-20 เลก /metacentric

G 21-22, Y เลก /acrocentric

Page 26: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

การท าคารโอไทป (karyotype)

คอการน าภาพถายโครโมโซมมาจดเรยงเปนคของโฮโมโลกสโครโมโซม โดยน าเซลลมาเพาะเลยงและกระตนใหแบงเซลล จากนนหยดสารโคลชซนเพอขดขวางการสรางสปนเดลไฟเบอร เพอใหเซลลหยดในระยะเมทาเฟส ใสสารไฮโปโทนคใหเซลลบวมพอง จากนนยอมดวยสยอมโครโมโซม แลวถายรป

เซลลทน ามาท าคารโอไทป

เซลลรกและเซลลทารก เพอวนจฉยความผดปกตหรอโรคของทารก

เซลลเมดเลอดขาว เพอศกษาลกษณะ ขนาด จ านวน หรอ ความผดปกตของโครโมโซม

เซลลไขกระดก ตรวจโครโมโซม เชนในคนเปนมะเรงเมดเลอดขาว เปนตน

Page 27: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

การยอมโครโมโซมแบบ G-band

การยอมสแบบ G-band เปนการยอมดวยสจมซา โดยใชทรปซน เหนยวน าใหเกดแถบสเขม-จาง

Page 28: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

จ านวนโครโมโซมในเซลลรางกายของสงมชวตชนดตางๆ

Page 29: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

สวนประกอบของโครโมโซม โครโมโซมของยคารโอต DNA 1ใน 3

โปรตนฮสโตน กบนอนฮสโตน 2 ใน 3 โดย กรดอะมโนสวนใหญของฮสโตนคอไลซนและอารจนน ซงมประจบวกท าใหสามารถจบกบสาย DNA ทเปนประจลบได

นอนฮสโตนมบทบาทชวยการขดตวของDNA เกยวของกบการจ าลองตวเองของ DNA การแสดงออกของยน เปนตน พวกโพรคารโอตมโครโมโซมเพยงชดเดยวเปนรปวงแหวนอยในไซโทพลาสซม ประกอบดวย DNA 1โมเลกลและไมมโปรตนฮสโตนแตมโปรตนชนดอนชวยการขดตว

Page 30: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

ยน ( Gene )

เปนสวนของดเอนเอทท าหนาทก าหนดลกษณะทางพนธกรรมทอยบนโครโมโซม

DNA

• DNA ( Deoxyribonucleic acid )

เปนกรดนวคลอกทเปนสารพนธกรรมประกอบดวยหนวยยอย ทเรยกวา นวคลโอไทด มาตอกนเปนสายยาว จงเรยกวา polynucleotide

Page 31: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

จโนม ( Genome )

- คอสารพนธกรรมทงหมดหรอกรดนวคลอกทงหมด ในเซลลสงมชวตทอยในสภาพ แฮพลอยด ไดแก ในนวเคลยส ไมโทคอนเดรย คลอโรพลาสต จโนมคนในนวเคลยสเปน DNA เสนยาวเกลยวคขนาด 3,000 – 3,200 ลานคเบส จโนมไมโทคอนเดรยเปน DNAวงขนาดเลกเพยง 16,569 คเบส

- จ านวนยนในคนมเพยง 1 – 10% ของจโนมทงหมด ทแสดงออกประมาณ 3000 สวนทเหลอเปนยนทไมแสดงออก

สารพนธกรรมทงหมดของโครโมโซม 1 ชด ของสงมชวตชนดหนง ๆ เชน

Page 32: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

องคประกอบทางเคมของDNA

เปนพอลเมอรสายยาวของกรดนวคลอกทเชอมตอกน โดยพนธะโคเวเลนซระหวางหมฟอสเฟตท C ต าแหนงท 5 (เรยก ปลาย 5 ไพรม) ของนวคลโอไทดหนง กบ หมไฮดรอกซล ท C ต าแหนงท 3 (เรยก ปลาย 3 ไพรม) ของอกนวคลโอไทดหนง

พอลนวคลโอไทดแตละสายตางกนทจ านวนและล าดบของนวคลโอไทด

มอนอเมอรของสายพอลนวคลโอไทด คอ นวคลโอไทดประกอบดวย

Page 33: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

นวคลโอไทด (Nucleotide)

1. น าตาลเพนโทส (C5H10O4) ดออกซไรโบส

2. ไนโตรจนสเบส แยกเปนเบส 2 ประเภท คอ

- เบสพวรน ไดแก Adenine Guanine

- เบสไพรมดน ไดแก Thymine Cytosine

3. หมฟอสเฟต

Page 34: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

สตรโครงสรางของเบส และน าตาลทเปนองคประกอบของ DNA

นวคลโอไทดทมเบสชนดตางๆ ซงเปนองคประกอบของ DNA

Page 35: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

DNA

เออรวน ชารกาฟฟ ( Erwin Chargaff )

นกชวเคม คนพบวา 1. ในดเอนเอของสงมชวต แตละชนดมปรมาณของพวรนเทากบไพรมดน 2. ปรมาณของเบสอะดนน (A) จะใกลเคยงกบเบสไธมน (T) และเบสกวนน

(G) จะใกลเคยงกบเบสไซโทซน (C) เสมอ 3. อตราสวนระหวาง A+G ตอ T + C หรอ A + C ตอ T + G จะมคาใกลเคยง 1

เสมอ เรยกวา กฏของชารกาฟฟ ( Chargaff ‘ s rules)

Page 36: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

1. DNA ของสงมชวตชนดตางๆ มปรมาณของ เบสพวรนเทากบเบสไพรมดน 2. ปรมาณของเบส A ใกลเคยงกบ T และ C ใกลเคยงกบ G เสมอ 3. อตราสวนระหวาง A+G ตอ T+C หรอ A+C ตอ T+G จะมคาใกลเคยง 1 เสมอ

Page 37: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

M.H.F. Wilkins Rosalind Franklin

ศกษาโครงสรางDNAโดยใชเทคนค X-Ray diffraction ดวยการฉายรงสเอกซผานผลก DNA ท าใหเกดการหกเหของรงสแลวไปปรากฏเปนภาพบนแผนฟลม

ภาพการทดลองการหกเหของ

รงสเอกซผานผลกDNA

สรปไดวา โครงสรางของ DNA ของสงมชวตตางๆ ประกอบดวยพอลนวคลโอไทดมากกวา 1 สาย และมลกษณะเปนเกลยว โดยทแตละรอบมระยะหางเทาๆกน

Page 38: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

โครงสรางของดเอนเอ (DNA structure)

ผทคนพบดเอนเอ คอ ฟรดรช มเชอร แตยงไมทราบวามโครงสรางอยางไร ตอมา เจมส ด. วตสน และฟรานซส ครก เปนผรวบรวมขอมล และสรางแบบจ าลอง โครงสรางของดเอนเอ (DNA Structure Model) จนท าใหไดรบรางวลโนเบล และนบเปนจดเรมตนของยคเทคโนโลยทางดเอนเอ

คนพบวาพนธะเคมทเชอมระหวาง polynucleotide คอ Hydrogen bondโดยระหวางเบส A และเบส T เกดพนธะ H 2 พนธะ และระหวางเบส C กบเบส G เกดพนธะ 3 พนธะ เมอรวมกบขอมลของ Chargaff และภาพ X-ray Diffraction ของผลก DNA ท าใหเขาเสนอแบบโครงสรางโมเลกลของ DNA ทสมบรณขนมาไดในทสด

Page 39: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

DNA Structure กรดดออกซไรโบนวคลอก

(Deoxyribonucleic acid) เปนกรดนวคลอก พบใน สมช.

กรดไรโบนวคลอก (Ribonucleic acid) เปนกรดนวคลอก พบในไวรสบางชนดเทานน

Polynucleotide

มการสรางพนธะโควาเลนตระหวางหมฟอสเฟตของนวคลโอไทดหนงกบหมไฮดรอกซลทอยคารบอนต าแหนง 3 ของน าตาลในอกนวคลโอไทดหนง

Page 40: บท2 ยีนเเละโครโมโซม
Page 41: บท2 ยีนเเละโครโมโซม
Page 42: บท2 ยีนเเละโครโมโซม
Page 43: บท2 ยีนเเละโครโมโซม
Page 44: บท2 ยีนเเละโครโมโซม
Page 45: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

สรป : โครงสรางของ DNA แบบจ าลองของวสสนและครก เปนพอลนวคลโอไทด 2 สายเรยงกลบทศกนโดยปลาย 3/ ของสายหนงเขาคกบปลาย 5/ของอกสายหนง และเบสทจบคกนเรยกวา เบสคสมโดยท A ค T และ C ค G

DNA บดพนกนเปนเกลยวค เวยนขวาตามเขมนาฬกา โดยมระยะหางดงน เกลยวแตละรอบยาว 34 องสตรอม ระหวางพอลนวคลโอไทด 2 สายเทากบ 20 องสตรอม แตละนวคลโอไทดมระยะหาง 3.4 องสตรอม สาย DNA มโครงสรางเหมอนกบบนไดสวนทเปรยบไดกบขนบนได และราวบนได คอโครงสรางใดตามล าดบ

1. เบสคสมเสมอนเปนขนบนได 2. น าตาลและฟอสเฟตเสมอนเปนราวบนได

โครงสรางเกลยวคท าให DNA มลกษณะคลายบนไดเวยน โดยมน าตาล ดออกซไรโบสจบกบหมฟอสเฟตเปน backbones และบนไดแตละขนคอคเบส 1 ค เกลยวแตละรอบ ประกอบดวย 10 คเบส

Page 46: บท2 ยีนเเละโครโมโซม
Page 47: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

สมบตของสารพนธกรรมโดย วอตสน และ ครก

1. ตองสามารถเพมจ านวนตวเองไดโดยมลกษณะเหมอนเดมเพอใหสามารถถายทอดลกษณะทางพนธกรรมจากรนพอแมไปยงรนลกได

2. สามารถควบคมใหเซลลสงเคราะหสารตางๆ เพอแสดงลกษณะทางพนธกรรมใหปรากฏ

3. ตองสามารถเปลยนแปลงไดบาง ซงการเปลยนแปลงทเกดขนอาจกอใหเกดลกษณะพนธกรรมทผดแปลกไปจากเดม และเปนชองทางใหเกดสงมชวตสปชสใหมๆขน

Page 48: บท2 ยีนเเละโครโมโซม
Page 49: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

การจ าลอง DNA (DNA replication)

คอกระบวนการเพมจ านวนโมเลกล DNA แบบsemiconservative model โดย polynucleotide 2 สายแยกออกจากกนท าหนาทเปนแมพมพในการสงเคราะหสายใหม ผลทได DNA 2 โมเลกลทเหมอนกนและเหมอนเดม คอ สายหนงเปนสายเดม และ อกสายหนงเปนสายใหม

การสงเคราะห DNA ในหลอดทดลอง

อารเธอร คอนเบรก เปนคนแรกทสามารถสงเคราะห DNA ในหลอดทดลอง

สงจ าเปนในการสงเคราะห คอ

- DNA แมพมพ

- เอนไซม DNA พอลเมอเรส (DNA polymerase)

- นวคลโอไทดทมเบส 4 ชนด คอ A , T , C , G

- แมกนเซยมอออน

ผลการทดลอง อตราสวนเบส A+T ตอ C+G ของ DNA

ทสงเคราะหไดใกลเคยงกบ DNA แมพมพ

Page 50: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

แบบกงอนรกษ (semiconservative replication) คอ เมอมการจ าลองตวเองของ DNA แลว DNA แตละโมเลกลมพอลนวคลโอไทด ทงสายเดม และสายใหม

ในแตละโมเลกลของ DNA มสายโพลนวคลโอไทดเดม 1 สายกบสายใหม 1 สายเสมอ

การจ าลองตวเองของดเอนเอ ( DNA Replication )

Page 51: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

การจ าลองตวเองของดเอนเอ ( DNA Replication )

การถายทอดดเอนเอจากรนหนงไปยงอกรนหนง จะเกดไดกตอเมอมการแบงเซลล

ในขณะทมการแบงเซลลน โครโมโซมจะมการเพมขนอก 1 เทาตว ในระยะ interphase

DNA ซงอยบนโครโมโซม จะมการจ าลองตวเองเพมปรมาณเปน

2 ชด จงท าใหเกดการถายทอดดเอนเอชดหนงใหลกรนตอ ๆ กนไป

สงจ าเปนในการสงเคราะหดเอนเอ

1. ดเอนเอทใชเปนสายแมพมพ

2. นวคลโอไทดทมเบส A , T , C และ G

3. DNA Polymerase ซงเปนเอนไซม ท าหนาทเชอมแตละนวคลโอไทด ใหตอกนเปนสายโพลนวคลโอไทด

DNA Polymerase เปนตวน าดออกซไรโบนวคลโอไทด ( Deoxyribonucleotide) เขามาตอเปนสาย

Page 52: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

DNA Replication Process 1. เอนไซมเฮลเคส (helicase) เขาสลายพนธะบนเกลยวคของสาย DNA เรยกจดนวาทางแยกของการลอกแบบหรอเรพลเคชนฟอรค (replication fork) จากนนจะมโปรตน SSB แทรกเขามาเกาะทพอลนวคลโอไทดสายเดยวทแยกออกเพอปองกนการพนเกลยวกลบ ท าใหได DNA แมแบบ 2สาย 2. เอนไซม RNA polymerase (หรอ RNA primase) เขาเกาะ DNA แมแบบทง 2 สายเพอสงเคราะห RNA primer ตรงต าแหนง replication origin หรอจดทเรมตนการสงเคราะห DNA สายใหม ทงสายลดดง (leading strand) และสายแลกกง (lagging strand) 3. เอนไซม DNA polymerase น าโมเลกล deoxyribonucleotide เขามาตอสายในทศทาง 5‘ไป 3' โดยเชอมเบสคสมเขาดวยกนดวยพนธะไฮโดรเจน และเชอมหมฟอสเฟตของแตละนวคลโอไทดดวยพนธะฟอสโฟไดเอสเทอร (phosphodiester bond) เมอเรพลเคชน ฟอรคเลอนไป จะได DNA สายใหมทยาวขน เรยก DNA สายนวา สายลดดง 4. ในระหวางทมการสงเคราะห DNA สายลดดงกจะเกดการสงเคราะห DNA ในอกสายหนงซงอยตรงกนขามควบคกนไปดวย เนองจากทศทางการสงเคราะหเปนแบบ 5‘ไป 3' เสมอ เมอเรพลเคชนฟอรคเลอนไป RNA primase จะสราง RNA primer จบกบ DNA แมแบบอกสายหนง จากนน DNA polymerase จะน าดออกซไรโบนวคลโอไทดเขามาตอเปนสายไปทางดาน 5/ ของสาย DNA แมแบบ การท าเชนนเปนชวงๆ จะไดเปนชน DNA สนๆเรยกวาสายโอคาซาก (Okazaki fragment) 5. เอนไซม DNA polymerase จะก าจด RNA primer ออกและเตมดออกซไรโบนวคลโอไทดเขาแทนท RNA primer จากนนเอนไซม DNA ไลเกส (DNA ligase) จะท าการเชอมพนธะฟอสโฟไดเอสเทอร ของชนสวนสายโอคาซาก แตละโมเลกลใหตดกน เปน DNA สายใหม คอสายแลกกง ในทสดไดเปน DNA ใหม 2 โมเลกล โดยแตละโมเลกลมสายเดมอย 1 สายและสายทสงเคราะหขนใหมอก 1 สาย

Page 53: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

DNA Replication

Page 54: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

1. สายโพลนวคลโอไทด จะแยกออกจากกน โดยเอนไซม Helicase จะสลายพนธะ H ทยดสายทงสองตรงบรเวณทเชอมเบส

2. เมอสายโพลนวคลโอไทดของดเอนเอทง 2 สาย แยกออกจากกนแลว แตละสายจะท าหนาทเปนแมแบบ ( Template ) ส าหรบการสรางสายใหม

3. DNA polymeras จะสงเคราะห leading strand เปนสายยาว โดยมทศทางจากปลาย 5’ ไปยง 3’

4. DNA polymeras จะสงเคราะห DNA สายใหมเปนสายสนๆ (Okazaki fragment) โดยมทศทาง 5’ ไปยง 3’ โพลนวคลโอไทดสายสน ๆ น ประกอบดวยนวคลโอไทด ประมาณ 1000 – 2000 นวคลโอไทด

5. จากนน DNA ligase จะเชอมตอ DNA สายสนๆใหเปน DNA สายยาว เรยกวา การสราง lagging strand

6. นวคลโอไทดทมาเกาะจะเชอมตอกนดวยพนธะ Phosphodiester bond และเชอมตอกนเรอย ๆ จนสนสดกระบวนการ ท าใหได DNA 2 โมเลกล ซงมลกษณะเหมอนเดมทกประการ

จดเนน : การจ าลองตวเองของดเอนเอ

Page 55: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

A = T G C

การจ าลองตวเองของดเอนเอ ( DNA Replication )

Page 56: บท2 ยีนเเละโครโมโซม
Page 57: บท2 ยีนเเละโครโมโซม
Page 58: บท2 ยีนเเละโครโมโซม
Page 59: บท2 ยีนเเละโครโมโซม
Page 60: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

สรป

เรมจาก enzyme helicase ท าหนาทในการสลายพนธะไฮโดรเจนเพอท าให DNA เกลยวคแยกเปนสายเดยวจากนนโปรตน SSBs จะเขามาจบเพอปองกนไมใหสาย DNA มาจบกนอกบรเวณทมการคลายเกลยวเปนจดเรมตนของการสงเคราะห

DNA polymeras จะสงเคราะห เรยกวา leading strand เปนสายยาว โดยมทศทางจากปลาย 3, ไปยง ปลาย 5, ของสายแมแบบสวน lagging strand จะสงเคราะหเปนสายสน จากทศ 5, ไปยง ปลาย 3, และม DNA ligase ท าหนาทเชอมตอโมเลกลของ DNA และไดสาย DNA สายใหมสองสายคอ leading strand และ lagging strand

ผลทได DNA เพมจากหนงเปนสองโมเลกล

ในยแครโอตสายคของ DNA คลายออกเปน bubble หลายจด สวน bubble นจะยดยาวออก ขณะทมการสงเคราะห DNA ทง 2 ทศทาง ในทสด bubble จะบรรจบกน สดทายจะได DNA 2 สายทเหมอนกน เรยกแตละสายวาวา ซสเตอรโครมาทด (sister chromatid)

(a) สายคของ DNA คลายออก เปนสวนทเรยกวา bubble สวน bubble นจะยดยาวออก ขณะทมการสราง DNA ท ง 2 ทศทาง ในทสด bubble จะพบกน (b) รป TEM แสดง bubble ของสาย DNA

Page 61: บท2 ยีนเเละโครโมโซม
Page 62: บท2 ยีนเเละโครโมโซม
Page 63: บท2 ยีนเเละโครโมโซม
Page 64: บท2 ยีนเเละโครโมโซม
Page 65: บท2 ยีนเเละโครโมโซม
Page 66: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

DNA ควบคมลกษณะทางพนธกรรมไดอยางไร

ว เอม อนแกรม ศกษาโครงสรางเคมของฮโมโกลบนระหวางคนทเปนโรคโลหตจาง ชนด ซคเคลเซลล กบคนปกตพบวา สายบตาของฮโมโกลบน มการเรยงตวของกรดอะมโนจากต าแหนงท 6 ของปลาย N (N-terminus) ตางกน โดยคนปกตเปน กรดกลตามก สวนคนทเปนโรคเปน วาลน

โรคโลหตจางชนดซคเคลเซลล ถายทอดโดยยนดอยบนออโทโซม เมดเลอดจะเปนรปเคยวท าใหการน าออกซเจนไมไดตามปกต คนไขจะมอาการโรคหวใจลมเหลว ปอดบวม อมพาต ความผดปกตเกดขนจากโปรตนทผดปกต พบมากในคนแอฟรกน ในเขตทมการระบาดของเชอมาเลเรย คนทเปนเฮเทอโรไซกสจะอยรอดเพราะสภาพเมดเลอดแดงไมเหมาะตอการเจรญของเชอ

Page 67: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

DNA ควบคมการสงเคราะหโปรตนไดอยางไร ?

มการคนพบ RNA ในไซโทพลาซม มลกษณะเปนพอลนวคลโอไทดสายเดยวแตมน าตาลไรโบส แทนดออกซไรโบส และมเบสยราซล แทนเบสไทมน

ฟรองซว จาคอป และ จาค โมนาค เสนอวา RNA นาจะเปนตวกลางทอยระหวาง DNA และการสงเคราะหโปรตน

กระบวนการสงเคราะหโปรตน ในกระบวนการสงเคราะหโปรตนมขนตอนหลก 2 ขนตอน ไดแก Transcription (การถอดรหส) และ Translation (การแปลรหส) รหส DNA ทเปนขอมลทางพนธกรรมจะถกถอดแบบออกมาเปนรหสอกรปแบบหนงในโมเลกล mRNA โดยกระบวนการ transcription รหสในโมเลกล RNA จะแปลความหมายออกมาในรปของกรดอะมโน ในโมเลกลของโปรตน จากกระบวนการ translation

DNA กบการสงเคราะหโปรตน

Page 68: บท2 ยีนเเละโครโมโซม
Page 69: บท2 ยีนเเละโครโมโซม
Page 70: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

Ribonucleotide acid หรอ RNA เปนกรดนวคลอกทประกอบดวยหนวยยอย ( Monomer ) เรยกวาnucleotide โครงสราง DNA ม 2 สายบดเปนเกลยว RNA ม 1 สายไมบดเปนเกลยว ชนดของน าตาล DNA Deoxyribonucleotide RNA Ribonucleotide ชนดของเบส DNA A T C G RNA A U C G เบสทพบใน RNA จะมองคประกอบคลายของ DNA แตตางกนตรงมยราซล ( U ) มาแทนไทมน ( T ) หมฟอสเฟต * เหมอนกนทง DNA และ RNA

U = A C G

Page 71: บท2 ยีนเเละโครโมโซม
Page 72: บท2 ยีนเเละโครโมโซม
Page 73: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

RNA 3 ชนด

1. mRNA (messenger RNA) ท าหนาทน าค าสง ทปรากฏบน DNA ไปสรางโปรตนชนดทตองการตามการแสดงออกของยน mRNA สรางมาจาก DNA ตนแบบสายใดสายหนงกลมเบส 3 ตวเรยงตามล าดบใน mRNA มความหมายเปนรหส (codon) 1 รหส ซงก าหนด กรดอะมโน 1 ชนด บนสาย polypeptide

2. tRNA (transfer RNA) RNA โมเลกลขนาดเลก ท าหนาทเปนตวน า กรดอะมโนแตละโมเลกลมาตอกนดวยพนธะเปปไทด บน ribosome จนเปนสายpolypeptide สายยาวตามล าดบของ codon บน mRNA , tRNA แตละชนดมความจ าเพาะของกรดอะมโนแตละชนดเบสบน tRNA ทจบกบ codon เรยกวา anticodon

3. rRNA (ribosomal RNA) ท าหนาทสงเคราะหโปรตนรวมกบ mRNA และ tRNA โดยรวมกบโปรตนประกอบขนเปน ไรโบโซมทมการขดตว อยางมระเบยบ เซลลยคารโอตประกอบดวยหนวยยอย 2 หนวยคอ หนวยเลก 40 S และ หนวยใหญ 60 S ไรโบโซมในเซลลโปรคารโอต ประกอบดวยหนวยยอย 2 หนวย คอ หนวยเลก 30 S และ หนวยใหญ 50 S

Page 75: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

สรป : Type of RNA

RNA แบงเปน 3 ประเภท คอ

1. เมสเซนเจอรอารเอนเอ (messenger RNA ; mRNA) เปนอารเอนเอทไดจากกระบวนการถอดรหสของสายใดสายหนงของดเอนเอ ซงจะท าหนาทเปนรหสพนธกรรมทใชในการสงเคราะหโปรตน

2. ทรานสเฟอรอารเอนเอ (transfer RNA ; tRNA) อารเอนเอชนดนผลตจากดเอนเอเชนเดยวกน ท าหนาทในการน ากรดอะมโนตางๆ ไปยงไรโบโซม ซงไรโบโซมเปนแหลงทมการสงเคราะหโปรตนในไซโทพลาซม

3. ไรโบโซมอลอารเอนเอ (ribosomal RNA ; rRNA) อารเอนเอชนดนผลตจากดเอนเอโดยกระบวนการถอดรหสเชนเดยวกน แตท าหนาทเปนองคประกอบของไรโบโซมโดยอารเอนเอรวมกบโปรตนกลายเปนหนวยของไรโบโซม

Page 76: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

การสงเคราะห RNA

1. เอนไซม RNA polymerase จบกบสาย DNA ณ ต าแหนงทจะสงเคราะห RNA (ต าแหนงของยน)

2. พนธะไฮโดรเจนระหวางคเบสใน DNA สลายพอลนวคลโอไทด 2 สายแยกออกจากกน

3. DNA สายทเปนแมพมพหรอยน เรยกวาสาย Template สายทไมใชยนเรยกวา nontemplate

4. การสงเคราะห RNA เรมตนสรางจาก RNA ปลาย 5/ ไปยงปลาย 3/ ซงกลบทศกบสาย DNA แมแบบ

5. เบส A เขาคกบเบส U และเบส C เขาคกบเบส Gโดยมเอนไซม RNA polymerase เชอมตอ ไรโบนวคลโอไทด

6. เอนไซม RNA polymerase หยดท างานและแยกตวออกจาก DNA ทเปนยนสายRNA แยกออกจาก DNA เคลอนยายไปยงไซโทพลาสซม DNA 2 สาย จบคบดเปนเกลยวเหมอนเดม

Page 77: บท2 ยีนเเละโครโมโซม
Page 78: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

Transcription

Page 79: บท2 ยีนเเละโครโมโซม
Page 80: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

Eukaryotic Transcription

Page 81: บท2 ยีนเเละโครโมโซม
Page 82: บท2 ยีนเเละโครโมโซม
Page 83: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

กระบวนการ DNA Replication Transcription เกดเมอ S phase ของการแบงเซลล Protein synthesis

DNA แมแบบ ตองการทงหมดในนวเคลยส ตองการแค 1 ยน

เบสทใช T A G C U A G C

RNA primer ตองการ ไมตองการ

เอนไซมส าคญ DNA polymerase และอนๆ

RNA polymerase

ทศทางการสงเคราะห 5’ ไป 3’ 3’ ไป 5’

ผลตภณฑ Polynucleotide 2 สายเปน copy ของ DNA

ทงหมด

Polynucleotide 1 สายเปน mRNA ของยนนนๆ

Page 84: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

DNA ควบคมการสงเคราะหโปรตน

ดเอนเอ ควบคมการจดล าดบกรดอะมโน ในสงมชวตประกอบดวยโปรตน ซงเปนสารอนทรยทจ าเปนในการด ารงชวต และเปนโครงสรางของสงมชวต เชน เซลลกลามเนอ, เซลลเมดเลอดแดง , เอนไซม ฯลฯ

ดเอนเอสงเคราะหโปรตนไดอยางไร เมออยตางทกนกบไรโบโซม ?

• ขอมลทางพนธกรรมในดเอนเอไมถกสงไปยงไรโบโซมโดยตรง แตจะม mRNA ท าหนาทน าขอมลทางพนธกรรมจากดเอนเอไปยงไรโบโซมในไซโทพลาสซม

ซงขนตอนนเปนการถอดรหสพนธกรรม หรอเรยกวา Transcription

รหสพนธกรรม (Genetic code) • กรดอะมโนแตละหนวยถกควบคมดวยรหสพนธกรรมทประกอบดวยเบส 3 โมเลกล

( Triple code ) รหสพนธกรรมรหสแรก คอ UUU ( รหสกรดอะมโนฟนลอะลานน) ตอมา พบ Stop Codon 3 รหส คอ UAA UGA UAG สวนรหส AUG เปนรหสของกรดอะมโนเมไทโอนน ซงเปนรหสตงตนของการสงเคราะหโปรตน

Page 85: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

รหสพนธกรรม(genetic code)

ครกและคณะเสนอวากรดอะมโนแตละโมเลกลถกควบคมดวยรหสพนธกรรมซงประกอบดวย 3 นวคลโอไทด รหสหยดการสงเคราะหโปรตน (stop codon) คอ UAA UAG และ UGA รหสเรมตนการสงเคราะหโปรตนคอ AUG ซงเปนรหสของกรดอะมโนเมไทโอนน ดวย รหสพนธกรรมบน mRNA ทประกอบดวยนวคลโอไทด 3 โมเลกลเรยงตอกน เปน 1 รหส เรยกวา โคดอน (codon) ล าดบเบสบน tRNAทเขาคกบโคดอนเรยกวา แอนตโคดอน (anticodon)

The dictionary of genetic code codon ประกอบดวย เบส 3 โมเลกลจากเบสทงหมด 4 ชนด จงม codon ทงหมด 64 แบบ (4x4x4) ซงมจ านวนมากเพยงพอในการก าหนดชนดของกรดอะมโน 20 ชนด 1. รหสพนธกรรมหลายรหสเปนตวก าหนดกรดอะมโนตวเดยวกน ตวอยางเชน UUU และ UUC ส าหรบ Phenylalanine (Phe) 2. AUG เปนรหสส าหรบ methionine และเปนรหสเรมตนของกระบวกการสงเคราะห polypeptide 3. UAA, UAG และ UGA เปนรหสส าหรบเปนสญญาณบอกการสนสดของกระบวนการ translation

Page 86: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

The dictionary of genetic code

รหสพนธกรรมนสามารถใชไดกบส งมชวตทกชนด ไมวาจะเปน bacteria,

yeast ตนไม หรอมนษย ส งมชวตเหลานจะมการใชรหส codon เหมอนกนในการ

ก าหนดชนดของกรดอะมโนเดยวกน จงเปนหลกฐานทส าคญวา ส งมชวตท งหมดบน

โลกนมววฒนาการจากบรรพบรษเดยวกน

Page 87: บท2 ยีนเเละโครโมโซม
Page 88: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

การสงเคราะหโปรตน (Protein synthesis)

การสงเคราะหโปรตนของ prokaryotic cell ทงกระบวนการ transcription และ translation เกดในไซโทพลาสซม

การสงเคราะหโปรตนของ Eukaryotic cell transcription เกดขนในนวเคลยส สวน translation เกดขนใน ไซโทพลาสซม mRNA ออกจากนวเคลยส โดยผานทางชองของเยอหมนวเคลยส (nuclear pore)

Page 89: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

การแปลรหส(translation)

1. กระบวนการเรมตน

- ไรโบโซมหนวยเลกและปจจยเรมตนไปจบท mRAN ดานปลาย 5/ (ม codon AUG) tRNA anticodon UAC (จาก 3/

ไป 5/) น า f-met( N-formylmethionine) มาจบกบcodon AUG ดวยพนธะไฮโดรเจน

- ไรโบโซมหนวยใหญเขามาเกาะกบโครงสรางทง 2 โดย tRNA จะอยในชอง P site ของไรโบโซมหนวยใหญ

2. กระบวนการตอสาย

- tRNA โมเลกลตอไปจะน ากรดอะมโนทตรงกบ codon บน mRNA มาเขาชอง A site ของไรโบโซม

- กรดอะมโนทง 2 เชอมตอกนดวยพนธะเปปไทด

- ไรโบโซมเคลอนทจาก 5/ ไป 3/ไปยง codon ถดไป ท าให tRNA anticodon UAC หลดจากไรโบโซม ชอง A site จงวาง tRNA โมเลกลถดไปน า กรดอะมโนมาสวมในไรโบโซม เกดพนธะเปปไทดระหวางโมเลกลท2 และ 3 ตอไป

3. กระบวนการสนสดการสงเคราะห

- เมอไรโบโซมเคลอนทบน mRNA จนถง stop codon (UAA ,UAG หรอ UGA) จะไมม tRNA มาจบไรโบโซมแลว

- Release factor จะเขาจบกบ stop codon ท าใหพอลเปปไทด หลดออก ไรโบโซมทง 2 หนวยแยกออกจากกน และ mRNA หลดออกจากไรโบโซม

Page 90: บท2 ยีนเเละโครโมโซม
Page 91: บท2 ยีนเเละโครโมโซม
Page 92: บท2 ยีนเเละโครโมโซม
Page 93: บท2 ยีนเเละโครโมโซม
Page 94: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

ภาพสรป กระบวนการ transcription และ translation ใน cell

Page 95: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

สรป : ภาพรวมขนตอนการสงเคราะหโปรตน

1. การถอดรหส ( Transcription ) 2. การแปลรหส ( Translation ) มกระบวนการ 3 ขนตอน คอ (1) กระบวนการเรมตน (2) กระบวนการตอสาย (3) กระบวนการสนสดการสงเคราะห การสงเคราะหโปรตนภายในนวเคลยสของเซลล ยน (DNA) ถก ทรานสครป ไปเปน RNA RNA หลงจากถกทรานสครปชนแลว จะถกปรบแตงใหเปนเสมอนผน าขาวขอมลทเรยกวา

messenger RNA หรอ mRNA “ONE GENE ONE POLYPEPTIDE”

Page 96: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

mRNA จะถกเคลอนยายออกจากนวเคลยสเขาไปใน ไซโตพลาซม ทซงจะเกดกระบวนการ ทรานสเลชนเปนโปรตนทไซโทพลาสซม mRNA จะถกทรานสเลส โดย ไรโบโซมขนาดเลกมาจบกบ mRNA กอนขนาดใหญ จากนนจะเกดการจบคกนของเบส 3 ตว คอ codon ของ mRNA กบเบส 3 ตว คอ anti - codon ของ tRNA ซง codon และ Anti codon ตองสอดคลองกน เชน

codon เปน A U G

Anti codon เปน U A C

จดเนน : ขนตอนการสงเคราะหโปรตน

ล าดบนวคลโอไทดของ mRNA ท าหนาทเปนรหสพนธกรรม ( Genetic code ) ส าหรบกรดอะมโน

ความแตกตางของนวคลโอไทดมาจากชนดของเบสทเปนองคประกอบในโมเลกล

Page 97: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

* ไรโบโซมหนวยยอยขนาดใหญเขาประกบกบหนวยยอยขนาดเลกท าใหเกดไรโบโซมทสมบรณ

* tRNA โมเลกลท 2 น ากรดอะมโนตวท 2 โดยอานจากโคดอนท 2 บน mRNA ซง ไดแก AAA ( ไลซน ) โดยม Anti codon เปน UUU จากนนมกระบวนการเชอมพนธะเปปไทดระหวางเมไทโอนน และไลซน

* ไรโบโซมจะเคลอนไปยงโคดอนตวถดไปทศทาง 5’ ไป 3’ tRNA โมเลกลแรกจะหลดออกไป

* ไรโบโซมจะเคลอนทตอไปทละโคดอนตามล าดบ และด าเนนตอไปเชนเดยวกบขางตน จะไดสายของโพลเปปไทด หรอสายของโปรตนนนเอง

จดเนน : ขนตอนการสงเคราะหโปรตน

Page 99: บท2 ยีนเเละโครโมโซม
Page 100: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

Polyribosome สาย mRNA สายหนงอาจเปนตนแบบส าหรบกระบวนการ translation ไดหลายครง ท าใหเกด สาย polypeptide อยางเดยวกนจ านวนมากมายตามความตองการของเซลล จงมกพบวาม ribosome หลายหนวยเขามาเปนฐานรองรบสาย mRNA พรอมๆกน ท าใหเกดสภาพ ribosome แถวยาวเรยกวา polyribosome ซงเปนลกษณะเฉพาะของเซลลทมการสงเคราะหโปรตนมาก พบไดทง prokaryotic และ eukaryotic cell

ขอสงเกต 1. DNA สามารถถอดรหสเปน RNA ไดจ านวนมาก 2. แตละ mRNA แปลรหสเปนโปรตนไดจ านวนมาก 3. ยนบางยนถอดรหสเปน tRNA และ rRNA

โดยทวไป transcription และ translation ของ prokaryotic และeukaryotic cell คลายกน มขอแตกตางกนคอ กระบวนการ mRNA processing ของ eukaryotic cell เกดขนในนวเคลยส

Polyribosome ของเซลล Prokaryote จากภาพถาย TEM และภาพวาด

Page 101: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

โปรตนทไดน าไปใชประโยชนอะไรบาง ?

1. โครงสราง เชน เคอราทน โปรตนองคประกอบไรโบโซม โปรตนผนงเซลลพช และคอลลา

เจน เปนตน

2. การเคลอนไหว เชน ทบลนในซเลยและแฟลกเจลลม แอกทน และ ไมโอซนในกลามเนอ

3. ระบบภมคมกน เชน อมมโนโกลบลนในสตว ซสเทมน โปรตเนสอนฮบเตอร ในพช

4. เอนไซม เชน เอนไซมในการยอยสลายสารอาหาร การสงเคราะหแสง

5. ฮอรโมน เชน อนซลน GH

Protein Structure (3 dimension)

Page 102: บท2 ยีนเเละโครโมโซม
Page 103: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

มวเทชน (Mutation) มวเทชน หมายถง การเปลยนแปลงล าดบ ,จ านวนเบสใน DNA และ/หรอ การเปลยนแปลงท

เกดขนในโครโมโซมท าใหฟโนไทปของสงมชวตเปลยนถาเกดกบเซลลสบพนธจะสามารถถายทอดไปยงรนตอไปได

สาเหตและปจจยของมวเทชน 1. เกดขนเองตามธรรมชาต (spontaneous mutation) อตราการเกดต า 2. เกดจากการชกน า (induced mutation) การกระท าของมนษย

เซลลทเกดมวเทชนม 2 แบบ นนคอ 1. มวเทชนของ Cell รายกาย (Somatic Mutation) 2. มวเทชนของ Cell สบพนธ (Genetic Mutation)

o จ าแนกเปน 2 แบบคอ มวเทชนระดบยน (gene mutation หรอ point mutation) และ มวเทชนระดบโครโมโซม (chromosome mutation)

Page 104: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

มวเทชน Mutation • โดยปกตเมอมการจ าลองตวเองของดเอนเอ ไดดเอนเอโมเลกลใหมทเหมอนเดมทกประการ แตบางครงอาจมความผดพลาด ท าใหเกดผลตอสงมชวต ตวอยาง เชน ลกษณะผวของคน, สตาของแมลงหว

• ลกษณะบางอยางทผดปกตไปจากบรรพบรษ และถายทอดไปยงลกหลาน ลกษณะทเปลยนแปลงไปเกดจากการเปลยนแปลงดเอนเอ และโครโมโซม เรยกลกษณะนวา ‚ การกลาย หรอมวเทชน ( Mutation ) ‛ ตวอยาง เบสเปลยนจากชนดเดม เปนเบสชนดอน นวคลโอไทดขาดหายไป หรอเพมมา ล าดบนวคลโอไทดเปลยนไป

Page 105: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

I. มวเทชนระดบยน (gene mutation หรอ point mutation)

มวเทชนระดบยนเกดจากการเปลยนแปลงของเบส (A, T, C, G) โดยอาจเปลยนชนดของเบส ,นวคลโอไทดหายไป หรอเพมจ านวนขน หรอ ล าดบนวคลโอไทดเปลยน ท าใหเกดการเปลยนแปลงชนดกรดอะมโน ในสายพอลเพปไทด ท าใหโปรตนทสรางขนมานนเปลยนสมบตทางเคมไปจากเดม หรอหมดสภาพไป

1.1 การแทนทคเบส (base-pair substitution) เชน โรคโลหตจางชนด sickle cell anemia เกดจากกรดอะมโนในล าดบท 6 ของพอลเปปไทดสายบตาของฮโมโกลบน เปลยนจากกรดกลตามก(ในคนปกต) ไปเปน วาลน (คนเปนซคเคลเซลล) เนองจากรหสพนธกรรมใน DNA เปลยนจาก CTC ไปเปน CAC

ผลของการแทนทคเบส

1. ไมมผลตอการแสดงออกของลกษณะทางพนธกรรม ถาทก codon ทเปลยนไปยงคงเปนรหสของ กรดอะมโนตวเดม

2. เกดการเปลยนชนดของกรดอะมโน และถามผลตอโครงสรางหรอหนาทของโปรตนกจะมผลตอฟโนไทป

3. ท าใหความยาวของพอลเปปไทดเปลยนไป ถาการแทนทคเบสเกยวของกบ Stop codon

4. ท าใหไมเกดการสรางสายพอลเปปไทดถาการแทนทคเบสมผลตอรหสเรมตนการแปล (start codon)

Page 106: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

Type of point mutation Missense mutation หมายถง point mutation ทเกดขนแลวท าใหการแปลรหสพนธกรรมเปลยนแปลงไป

จากเดม ผลทไดคอ ล าดบกรดอะมโนในสาย polypeptide ภายหลงการกลายพนธแตกตางจากกอนการกลายพนธ 1 ต าแหนง

ตวอยางเชน หากล าดบเบสเดมเปน GCA หากเกดการกลายพนธแลวเปน GAA ผลคอ polypeptide ทสรางขนมาจะแตกตางไปจากเดมโดยม Glu แทนท Ala

Silent mutation หมายถง point mutation ทเกดขนแลว ไมท าใหการแปลรหสพนธกรรมเปลยนไปจากเดม นนคอล าดบกรดอะมโนในสาย polypeptide ทงจากกอนและหลงการกลายพนธไมแตกตางกน

ตวอยางเชน หากล าดบเบสเดมเปน GCA หากเกดการกลายพนธแลวเปน GCG ซงยงคงเปนรหสของ Ala อย polypeptide ทสรางขนมา

Nonsense mutation หมายถง point mutation ทเกดขนแลว ท าใหรหสพนธกรรมเดมซงเคยเปนรหสของกรดอะมโน กลายเปนรหสหยด ผลทไดจากการกลายพนธแบบนคอ การสรางสาย polypeptide สนสดลงในต าแหนงทเกดการกลายพนธนน polypeptide ทสรางขนมาจงมขนาดสนลงกวาเดม (premature termination of translation)

ตวอยางเชน หากล าดบเบสเดมเปน TGG ซงเปนรหสของ Trp หากเกดการกลายพนธแลวเปน TGA เปน mRNA จะเปลยนเปน UGA ซงเปนรหสหยด polypeptide ทสงเคราะหขนมามขนาดสนลงกวาเดม

Page 107: บท2 ยีนเเละโครโมโซม
Page 108: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

การแทนทคเบส ( base – pair substitution )

สงผลใหรหสพนธกรรมเปลยน ซงจะท าใหกรดอะมโนเปลยนไปดวย ท าใหไดสายโพลเปปไทด ( โปรตน ) ตางกน และอาจมผลตอฟโนไทปของสงมชวตดวย

ตวอยาง เชน การเกดโรคโลหตจางแบบซกเคลเซลล ( เมดเลอดแดงเปนรปเคยว, วงร )

คนปกตจะเปน T แตคนทผดปกตจะเปน A ซงทายทสดจะพบวามสภาพรางกายทตางกน

คนปกต T T C T C G T A A G A G C A mRNA

คนเปนโรค T T C A C G T

A A G U G C A mRNA

คนปกต วาลน ฮสทดน ลวซน ทรโอนน โพรลน กรดกลตามก กรดกลตามก คนเปนโรค วาลน ฮสทดน ลวซน ทรโอนน โพรลน วาลน กรดกลตามก

Page 109: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

ตวอยางการแทนทคเบส ถา DNA จากปลาย 3/ ไป 5/ คอ

T A C T T T G T G A C A A C T

- ถา A แทนท T ผลคอ ไมสามารถสรางพอลเปปไทดได

- ถา C แทนท T ผลคอ กรดอะมโนในพอลเปปไทดเปลยนชนด

- ถา A แทนท T ผลคอ ไมม stop codon

A A C

Page 110: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

การเพมขนหรอหายไปของนวคลโอไทด (frameshift mutation)

อาจจะมมากกวา 1 นวคลโอไทดทหายไปหรอเพมขนมา มผลตอล าดบกรดอะมโนตงแตต าแหนงทม การเปลยนแปลงของโคดอน

ตวอยางการเพมข นหรอหายไปของนวคลโอไทด

ถา DNA จากปลาย 3/ ไป 5/ คอ

นวคลโอไทด T T T หายไป ผลคอ สายพอลเปปไทดส นลง

นวคลโอไทด T T T เพมข น ผลคอ สายพอลเปปไทดเปลยนไปและยาวขน

Page 111: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

เฟรมชฟท มวเทชน ( Frameshift Mutation )

การเพมขนของนวคลโอไทด ( Insertion ) หรอการขาดหายไปของนวคลโอไทด ( Deletion )

การเพมขน หรอลดลงของนวคลโอไทดในบรเวณทเปนโคดอน 1 – 2 นวคลโอไทด จะมผลท าใหล าดบกรดอะมโน ตงแตต าแหนงทมการเพมขน หรอลดลงของโคดอน เปลยนไปทงหมด

ก. เบสปกต

DNA TAC – TCC – CGA - ACG – ATA

mRNA AUG – AGG – GCU - UGC – UAU

โปรตน Met Arg Ala Cys Try

ข. เบสทเพมขน ( บวก ) DNA TAC – TTC – CCG - AAC – GAT

mRNA AUG – AAG – GGC - UUG – CUA

โปรตน Met Lys Gly Leu Leu

ค. เบสทลดลง DNA TAC – TCC – CGA – ACA - TAC

mRNA AUG – AGG – GCU - UGU – UAG

โปรตน Met Arg Ala Cys Met

Page 112: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

มวทาเจน ( Mutagen ) สงกอกลายพนธ สงทสามารถกระตน หรอชกน าใหเกดมวเทชน เรยกวา มวทาเจน มวเทชนทเกดขนเองตามธรรมชาตพบอตราทต ามาก แตถาเกดในมนษยมกมอตราทสง ตวอยาง 1.) รงสบางชนด เชน รงสเอกซ, แกมมา, อลตราไวโอเลต สามารถมองเหนไดดวยตาเปลา 2.) สารเคม เชน ควนบหร, อะฟลาทอกซน 3.) ไวรส (virus) ท าใหเกดเนองอกและมะเรง

มวเทชนทเกดกบเซลลรางกายแลวท าใหเกดการแบงเซลลผดปกตจะเปนจดเรมตนของมะเรง ดงนนมวทาเจนหลายชนดจงเปนสารกอมะเรง (carcinogen)

Page 113: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

โรคทางพนธกรรมทเกดจากมวเทชนระดบยน

ลกษณะเผอกยนดอยบนออโทโซม

เฟนลคโตนเรย ยนดอยบน ออโทโซม

เอคอนโดพลาเซย

กลามเนอพการแบบดเชนน

Page 114: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

Phenylketonuria ฟนลคโตนเรย (Phenylketonuria หรอ Phenylpyruvic oligophrenia) เปนโรคทาง

พนธกรรม ทเกยวของกบความบกพรองทางเมแทบอลซมของรางกาย โรคนถายทอดทางโครโมโซมทวไป (autosome) ซงไมใชโครโมโซมเพศ ควบคมดวยยนลกษณะดอย โดยโครโมโซมดงกลาวมความบกพรองของยนทเกยวของกบการสราง Phenylalanine hydroxylase ผทเปนโรคนจงไมสามารถสรางเอนไซมดงกลาวได มผลใหไมสามารถยอยสลาย กรดอะมโน phenylalanine ไปเปน tyrosine เหมอนคนปกต จงเกดภาวะ phenylalaine สะสมในเลอดมากผดปกต และม phenylpyruvic acid และกรดอนทรยอนปนในปสสาวะ รวมทงอาการโลหตเปนพษดวย

ผทเปนโรคดงกลาวมกมภาวะปญญาออนดวย ผปวยโรคนไมสามารถรบประทานอาหารไดเหมอนคนทวไป ไมเฉพาะ แอสปารแตม

Page 115: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

ความผดปรกตตามกรรมพนธในการเจรญของกระดก (Inherited Disorders of Bone Growth)

เอคอนโดรเพลเชย (Achondroplasia) เปนหนวยถายพนธเดนในโครโมโซมธรรมดา เกดจากการเสยกระบวนการการเจรญในความยาวของกระดกแบบเอนคอนดรล (Enchondral) โดยเฉพาะในแผนอปฟยเซยล (Epiphyseal Plate) ของกระดกยาว ฉะนน คนไขจะเตยแคระ (Dwarf) และแขนขาสนไมไดสดสวน เมอเปรยบเทยบกบล าตว การเจรญแบบเอนคอนดรลของฐานกะโหลกและดงจมก(Bridge of Nose) กเสยไปดวย ท าใหดงจมกยบ (saddle Nose) และตอนบนของกะโหลกศรษะพองออก

ภาพถายรงสเหนกระดกแขนขาสน ลกษณะหยาบและหนา แผนอปฟยเซยล (Epiphyseal Plate) แคบมาก

Page 116: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

มารแฟนซนโดรม(Marfan Syndrome)

เปนโรคทมความผดปกตของเนอเยอเกยวพน ซงเปนสวนทเสรมความแขงแรงของเนอเยอตางๆใหคงรป ความผดปกตนจะสงผตอระบบกระดก ระบบหลอดเลอดและหวใจ ผวหนง

สาเหต มารแฟนซนโดรม มสาเหตมาจากความผดปกตเกยวกบยน เรยกวา fibrillin-1 ซงเปนสวนส าคญในการสรางความแขงแรงใหกบเนอเยอสวนตางๆใหกบรางกาย ถามความผดปกตของยนชนดนจะท าใหกระดกยาวกวาปกตและท าใหผทเปนโรคนสง มแขนยาว ขายาวครบ แตกลไกยงไมเปนทเขาใจ

สวนใหญแลวเปนโรคพนธกรรมครบ แตวา 30 % ของผปวยไมมประวตในครอบครว บางสวนเกดขนเอง

อาการของ Marfan Syndrome สวนใหญแลวผปวยทเปนโรคมารแฟนซนโดรมจะตวสง แขนยาว ขายาว นวมอยาว และเมอกางแขนออก ความยาวของชวงแขนจะมากกวาความสง

Page 117: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

โรคกาแลคโตซเมย หรอ แพนมในเดก กาแลกโทซเมย คอภาวะทมน าตาลกาแลกโทสในเลอดสงกวาปกต เนองจากมความผดปกตทาง

พนธกรรม คอ รางกายขาดเอนไซมทเรงปฏกรยาการเปลยนน าตาลกาแลกโทสเปนน าตาลกลโคส เปนความผดปกตทางกรรมพนธ ท าใหเกดโรค 2 ชนดคอโรคกาแลคโตซเมย(Galactosemia) โรคนรางกายของเดกไมสามารถจะเปลยนแปลงคารโบไฮเดรท จากชนดหนงใหเปนอกชนดหนงได (เปลยนกาแลคโทสใหเปนกลโคส) ทงนเพราะรางกายขาดเอนไซมซงจะเปนตวเปลยน เมอแรกเกดเดกจะอยในภาวะทเปนปกต แตเมออายได 2-3 วนกจะเรมมปญหากบการไดรบอาหาร เดกจะเรมอาเจยน ถาไมไดรบการรกษา การเจรญเตบโตกจะชะงกและอาจถงตายได เนองจากการขาดอาหาร

Page 118: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

II มวเทชนระดบโครโมโซม

1. การเปลยนแปลงรปรางโครงสรางภายในของโครโมโซม โดยโครโมโซมอาจขาดหายไป (deletion) ท าใหยนขาดหายไปดวย เชน กรณการเกดโรคกลมอาการครดชาต โดยบางสวนของแขนขางสนของโครโมโซม คท 5 เสนหนงขาดหายไป ท าใหมลกษณะศรษะเลก ใบหนากลม ปญญาออน ใบหต ากวาปกต เสนเสยงผดปกต

2. การเปลยนแปลงจ านวนโครโมโซมเกดจากนอนดสจงชน ท าใหจ านวนโครโมโซม อาจเพมขน/ลดลง จ าแนกเปน 2 ลกษณะ คอ

- แอนพลอยด (aneuploidy)

- พอลพลอยด (polyploidy)

Page 119: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

ความผดปกตของโครโมโซมดานโครงสราง

การเปลยนแปลงดานโครงสรางของโครโมโซม มวทาเจนท าใหเกดการแบงเซลลแบบไมโอซส เซลลสบพนธทผดปกต เชน บางสวนของโครโมโซมขาดหายไป บางสวนเกนมาจากปกต บางสวนของโครโมโซมทขาดไปแลวกลบมาตอใหม ( แตตอกลบกน )

ตวอยาง

◦ กลมอาการครดชาต ( Cri du Chat Sydrome )

◦ โครโมโซมคท 5 สวนของแขนสนขาดหายไป

◦ พบในเพศหญงมากกวา

◦ ลกษณะศรษะเลก ใบหนากลม ตาเลกอยหางเฉยง

ดงจมกแบน ใบหอยต ากวาปกต ปญญาออน เสนเสยง

ผดปกต เสยงเลกคลายแมว ( Cat Cry Sydrome )

Page 120: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

กลมอาการครดชาต หรอ แคทครายซนโดรม (cri-du-chat or cat cry syndrome) เกดจากโครโมโซมคท 5 ขาดหายไปบางสวน

ท าใหผปวยมศรษะเลกกวาปกต เกดภาวะปญญาออน หนากลม ใบหต า ตาหาง หางตาช นวมอสน เจรญเตบโตไดชา

เวลารองจะมเสยงเหมอนแมว จงเปนทมาของชอโรคนวา

แคทครายซนโดรม (cat cry syndrome)

Page 121: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

Alteration of chromosome structure การเปลยนแปลงโครงสรางภายในโครโมโซม สามารถจ าแนกเปน 4 แบบ 1. Deletion การทสวนใดสวนหนงของโครโมโซมขาดหายไป ตวอยางเชน cri-chat syndrome สวนหนงของโครโมโซมคท 5 หายไป 2. Duplication การมยนหรอสวนโครโมโซมเพมขนมากกวาปกต Duplication มบทบาทส าคญในกระบวนการววฒนาการ ยนทเพมขนมาซ ากบยนเดมมกเปนยนทไมท าหนาทเพราะเปนสวนเกน แตเมอการกาลเวลาผานไปองคประกอบของยนนนอาจเปลยนแปลงไปทละเลกทละนอย จนถงขนทมสมบตแตกตางจากยนเดม และสามารถท าหนาทเปนยนใหมได การเพมจ านวนยนทละเลกทละนอยเชนน ยงผลใหสงมชวตเปลยนแปลงแตกตางไปจากบรรพบรษ 3. Inversion เกดจากการเปลยนทศชองสวนโครโมโซม ซงเกดขนไดเมอมรอยคอด 2 แหงบนโครโมโซม และสวนของโครโมโซมนนตอกลบเขาไปแตกลบทศในโครโมโซมเดม การเปลยนแปลงแบบนไมมผลตอการแสดงออกของ phenotype แตอาจแสดงผลไดถาไดรบอทธพลจากยนขางเคยง 4. Translocation เกดจากการสลบทระหวางสวนของโครโมโซมตางคกน ตวอยางเชน chronic myelogenous leukemia (CML) แบบนไมพบบอยนกในธรรมชาต เพราะมผลตอการสรางเซลลสบพนธ

Page 122: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

Alterations of chromosome structure

Page 123: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

การเปลยนแปลงจ านวนโครโมโซม

สาเหตเกดจากการแบงเซลลแบบไมโอซสผดปกต เกด Non – disjunction โดย Homologus chromosome จะไมแยกจากกนในระยะแอนาเฟส ของไมโอซส I หรอ ไมโอซส II

ดงนนโครโมโซมจงเคลอนยายไปยงขวเดยวกน ตวอยางเชน

◦ กลมอาการทเกดจาก Non – disjunction เชน ดาวนซนโดรม (Down Syndrome)

◦ โครโมโซมคท 21 เกนมา 1 แทง เปน 47 โครโมโซม

◦ รปรางเตย ตาหาง หางตาชขน ลนโตคบปาก คอสนกวาง นวมอเทาสน ปญญาออน

◦ แมมอาย 45 ขนไป มโอกาสเสยงมบตรเปนโรคน

Page 124: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

การเกดนอนดสจงชน (non-disjunction)

เปนการเปลยนแปลงจ านวนโครโมโซมทเกดจากการแบงเซลลแบบไมโอซสผดปกต โดยอาจผดปกตในระยะไมโอซส I หรอ ไมโอซส II กได มผลใหเซลลสบพนธ มจ านวนโครโมโซมขาดหรอเกนจากปกตมผลกระทบตอการเจรญเตบโตของเอมบรโอ

Page 125: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

การเปลยนแปลงจ านวนโครโมโซมแบงออกเปน 2 ประเภท คอ 1. Aneuploidy คอปรากฏการณทมจ านวนโครโมโซม 1 หรอ 2 แทงแตกตางไปจากจ านวนปกต (2n)

เชน 2n+1 หรอ 2n+2 พบไดทงในพชและสตว ตวอยางเชน Down syndrome 2. Polyploidy คอปรากฏการณเปลยนแปลงจ านวนโครโมโซม โดยเพมขนหรอลดลงครงละชดจาก

จ านวนปกต ปรากฏการณนมกเกดขนในพช ซงมผลตอการเกดววฒนาการของพช เชน เพมจาก 2n เปน 3n

Page 126: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

ความผดปกตของโครโมโซมในคน : แอนพลอยด (aneuploidy)

แบงเปน 2 ประเภท คอ

1. ความผดปกตของออโตโซม ไดแก

กลมอาการดาวน ซงมโครโมโซม 47 ทอน (2n = 47) ซงเกดจากโครโมโซมคท 21 เกนมา 1 เสน (trisomic-21)

- กลมอาการเพเทา

- กลมอาการเอดเวรด

2. ความผดปกตของโครโมโซมเพศ ไดแก

- กลมอาการเทอรเนอร

- กลมอาการทมโครโมโซม X 3 เสน

- กลมอาการไคลนเฟลเทอร

- กลมอาการดบเบลวาย

Page 127: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

กลมอาการทเกดจาก การเปลยนแปลงจ านวนโครโมโซมในคน

กลมอาการดาวน เกดจากโครโมโซมคท 21 เกนมา 1 โครโมโซม (trisomic -21) จงมโครโมโซม 47 โครโมโซม

อาการ ปญญาออน สมองเลก กะโหลกศรษะเลกกลม หางตาช ชองปากเลก ตวสนนวสน การเจรญทางเพศไมสมบรณ มกม โรคหวใจพการแตก าเนด

สาเหต คอ แมมบตรอาย ประมาณ 30 – 45 ป จะมความเสยง

Page 128: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

กลมอาการพาทวซนโดม ( Patau syndrome)

เกดจากโครโมโซมคท 13 เกนมา 1 โครโมโซม (trisomic-13) จงมโครโมโซม 47 โครโมโซม มอาการปากแหวง เพดานโหว ใบหต า นวมกจะเกน หวใจ ไต ผดปกต ปญญาออน อวยวะภายในพการ และมกเสยชวตตงแตแรกเกด หรอหากมชวตรอดกจะมอายสนมาก

Page 129: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

กลมอาการเอดเวรด โอกาสเกดประมาณ 1 ใน 3000 และมกเกดในผหญงมากกวาผชาย 3 เทาเกดจากโครโมโซมคท 18

เกนมา 1 โครโมโซม (trisomic-18) ซงโครโมโซมทเกนมานจะรบกวนการพฒนาการตามปกต จงมโครโมโซม 47 โครโมโซม มอก า ทายทอยต า ใบหผดรป มกตายหลงคลอด

อาการ โรคหวใจแตก าเนด มความผดปกตเกยวกบมาน มปญหาเกยวกบไต น าหนกนอย หต า ปญญาออน ศรษะมขนาดเลก ขากรรไกรสน สะดอจน ขอตอบดงอ

Page 130: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

กลมอาการเทอรเนอร ( Turner's syndrome)

เกดในเฉพาะเพศหญงพบในเพศหญงมโครโมโซม X ขาดหาย ไป 1 โครโมโซม (45 XO) มโครโมโซม 45 แทง

ผปวยไมมความผดปกตทางสมอง และตวเตย ทบรเวณคอมพงผดกางเปนปก

รปรางเตยแคระ คอเปนแผง หนาอกแบนกวาง เตานมเลกหวนมหาง อวยวะเพศภายนอกเจรญไมเตมท รงไขและมดลกเลกเปนหมน คอนขางปญญาออน

มกเปนหมนและไมมประจ าเดอน

มอายเทากบคนปกตทว ๆ ไป

Page 131: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

กลมอาการไคลนเฟลเตอร (Klinefelter's syndrome)

พบในเพศชายมโครโมโซม X มากกวาชายปกต สวนใหญเปน XXY อณฑะเลกหรอไมมเลย สรางอสจนอยและเปนหมน เตานมโตเหมอนผหญง รปรางสงอวน คอนขางปญญาออน มโครโมโซม 47 แทง ( 47 XXY) ถามโครโมโซม X เพมขนจะยงปญญาออนมากขน

ถามจ านวนโครโมโซม X มาก อาการปญญาออนกจะรนแรงมากขน

Page 132: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

กลมอาการดบเบลวาย (Double y syndrome)

พบในเพศชาย มโครโมโซม Y เกนมา 1 โครโมโซม (47 XYY) รปรางสงกวาปกต สตปญญาเทาผชายทวๆไปหรอต ากวาปกต เกดสวขนตามใบหนาและล าตวไดงาย ไมเปนหมน

มจโนไทปเปน x y y เรยกวา Super Male

ลกษณะจะเปนผชายทมรางกายปกต มอารมณฉนเฉยว สงมากกวา 6 ฟต มระดบฮอรโมนเพศชายในเลอดสงกวาปกต

Page 134: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

พบในเพศหญงมโครโมโซม X เกนมา 1 โครโมโซม (47 XXX) สตปญญาอาจต ากวาปกต ลกษณะเพศหญงไมเจรญ รงไขฝอ ไมมไข อาจเปนหมน มการเจรญเตบโตทไมเตมท และท าใหไมมประจ าเดอน

กลมอาการทรปเปลเอกซ (Triple x syndrome)

Page 135: บท2 ยีนเเละโครโมโซม
Page 136: บท2 ยีนเเละโครโมโซม
Page 137: บท2 ยีนเเละโครโมโซม
Page 138: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

พอลพลอยด แบงไดเปน 2 แบบ คอ

1. ออโทพอลพลอยด สงมชวตทมชดโครโมโซมชนดเดยว แตมจ านวนชดโครโมโซมมากกวาดพลอยด เชน กลวยหอม มะเขอเทศ ล าโพง

2. อลโลพอลพลอยด สงมชวตทมชดโครโมโซมแตกตางกนมากกวา 1 ชนด เกดจากการผสมพนธตาง สปชสกน เชนกลวยน าวา กลวยหกมก มนฝรง ยาสบขาวสาล

Page 139: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

ผลของการใชโคลชซนทมตอการแบงเซลล

เปรยบเทยบขนาดทแตกตางกนของเซลล ในช นเอพเดอรมสของตนยาสบ ทเพมชดโครโมโซม (a) 2n, (b) 4n, (c) 8n

Page 140: บท2 ยีนเเละโครโมโซม

“THE END” THANK YOU FOR YOUR ATTENTION!