โครโมโซม ดีเอ็นเอ ยนีโครโมโซม (Chromosome) คืออะไร

โครโมโซม (Chromosome)เป็นที่อยูข่องสารพนัธุกรรม หรอืดีเอ็นเอ (DNA)รวมถึงหน่วยพนัธุกรรมหรอืยนี(gene)[ยนี(gene)ก็อยูใ่น ดีเอ็นเอ (DNA) อีกที] ซึ่งทำาหน้าที่ควบคมุและถ่ายทอดขอ้มูล เกี่ยวกับ ลักษณะทางพนัธุกรรมต่างๆ ของสิง่มชีวีติ เชน่ ลักษณะของเสน้ผม ลักษณะดวงตา เพศ และผิว

โครโมโซม(Chromosome) แปลวา่สิง่ยอ้มสตีิด เพราะโครโมโซม(Chromosome)สามารถยอ้มสใีหติ้ดได้เมื่อใชก้ล้องจุลทรรศน์มองโครโมโซม(Chromosome)จะเหน็มีลักษณะคล้ายๆเสน้ด้ายบางๆ เรยีกวา่ “โครมาติน (chromatin) หรอื เสน้ใยโครมาติน(chromatin fiber)” ขดตัวอยูใ่นนิวเคลียสของเซลล์ เมื่อมกีารแบง่เซลล์จะมกีารแบง่โครโมโซม(Chromosome)เกิดขึ้น ซึ่งเมื่อเซลล์เริม่มกีารแบง่ตัว เสน้ใยโครมาติน(chromatin fiber)จะหดและขดตัวจนมลัีกษณะเป็นแท่ง เรยีกวา่ “โครโมโซม (Chromosome)” โครโมโซม (Chromosome) ประกอบด้วยแขนสองขา้งที่เรยีกวา่ “โครมาทิด (chromatid)” ซึ่งแขนทัง้สองขา้งจะมจุีดเชื่อมกัน เรยีกวา่ “เซนโทรเมยีร์   (Centromere)” สิง่มชีวีติชนิดเดียวกันจะมจีำานวนโครโมโซม(Chromosome)เท่ากันเสมอ ยกเวน้กรณีเกิดการผิดปกติบางอยา่ง เชน่ ผิดปกติในขณะการแบง่เซลล์ สิง่มชีวีติต่างชนิดกันมกัมจีำานวนโครโมโซม(Chromosome)ไมเ่ท่ากันแต่ก็อาจมจีำานวนโครโมโซม(Chromosome)เท่ากันได้ จำานวนโครโมโซม(Chromosome)ที่มาก ไมส่มัพนัธก์ับขนาดของสิง่มชีวีติ ตัวอยา่งเชน่ ยูกลีนา ที่มจีำานวนโครโมโซม(Chromosome)ถึง 90

แท่งแต่มขีนาดเล็กมาก ในขณะที่คนมีจำานวนโครโมโซม(Chromosome)แค่ 46 แท่งสิง่มชีวีติชนิดต่างๆ มจีำานวนโครโมโซม(Chromosome)ในเซลล์รา่งกายอยู ่2 ชุด หรอืเรยีกวา่ 2n (diploid) สว่นในเซลล์สบืพนัธุม์จีำานวนโครโมโซม (Chromosome)เพยีงชุดเดียวเรยีกวา่ n หรอื แฮพลอยด์(haploid)ดีเอ็นเอ (DNA) คืออะไร (What is DNA ?)

ดีเอ็นเอ (DNA)คือ ชื่อยอ่ของสารพนัธุกรรม มชีื่อแบบเต็มวา่ กรดดีออกซไีรโบนิวคลีอิก(Deoxyribonucleic Acid) ซึ่งเป็นจำาพวกกรดนิวคลีอิก(Nucleic acid) (กรดที่สามารถพบได้ในสว่นของใจกลางของเซลล์) ซึ่ง ดีเอ็นเอ (DNA) มกัพบอยูใ่นสว่นของนิวเคลียสของเซลล์ โดยพนัตัวอยูบ่นโครโมโซม(Chromosome) ดีเอ็นเอ (DNA) มกัพบในเซลล์ของสิง่มชีวีติทกุชนิด ได้แก่ คน (Human), สตัว ์(Animal), พชื (Plant), เหด็และรา (Fungi), แบคทีเรยี (Bacteria), ไวรสั (Virus) (มคีนบางกลุ่มมคีวามเหน็วา่ ไวรสัไมใ่ชส่ิง่มชีวีติเพราะมอีงค์ประกอบบางอยา่งไมค่รบ) เป็นต้น ดีเอ็นเอ (DNA) ทำาการเก็บขอ้มูลทางพนัธุกรรมของสิง่มชีวีติชนิดหนึ่งๆเอาไว ้ซึ่งมลัีกษณะท่ีมกีารผสมผสานมาจากสิง่มชีวีติรุน่ก่อน ซึ่งก็คือ รุน่พอ่และแม ่(Parent) ทัง้ยงัสามารถถ่ายทอดลักษณะไปยงัสิง่มชีวีติรุน่ถัดไป ซึ่งก็คือรุน่ลกู หรอื รุน่หลาน (Offspring)

ดีเอ็นเอ (DNA) มรีูปรา่งเป็นเกลียวคู่(Double Helix) โดยมพีอลินิวคลีโอไทด์ (Polynucleotide) 2 สาย เรยีงตัวในแนวท่ีตรงกันขา้มกัน พอลินิวคลีโอไทด์(Polynucleotide)สายหน่ึงเรยีงตัวในทิศทางจาก 3’ ไป 5’ สว่นพอลิ

นิวคลีโอไทด์(Polynucleotide)อีกสายหนึ่งเรยีงตัวในทิศทาง 5’ ไป 3’ โดยที่พอลินิวคลีโอไทด์(Polynucleotide)ทัง้ 2 สายน้ี เอาสว่นที่เป็นน้ำ�าตาลดีออกซไีรโบส(Deoxyribose Sugar)ไวด้้านนอก หนัสว่นที่เป็นเบสเขา้หากัน โดยเบสที่อยูต่รงขา้มกันต้องเป็นเบสที่เขา้คู่กันได้(Complementary) ดีเอ็นเอ (DNA) จงึมลัีกษณะคล้ายบนัไดลิงที่บดิตัวทางขวา หรอืบนัไดเวยีนขวา ขาหรอืราวของบนัไดแต่ละขา้งก็คือการเรยีงตัวของนิวคลีโอไทด์(Nucleotide) นิวคลีโอไทด์(Nucleotide)เป็นโมเลกลุที่ประกอบด้วยนำ้าตาลดีออกซไีรโบส(Deoxyribose Sugar), หมู่ฟอสเฟต (Phosphate Group) (ซึ่งประกอบด้วยฟอสฟอรสัและออกซเิจน) และไนโตรจนัีสเบส (Nitrogenous Base) เบสในนิวคลีโอไทด์มอียูส่ีช่นิด ได้แก่ อะดีนีน (Adenine, A) , ไทมนี (Thymine, T) , ไซโตซนี (Cytosine, C) และกัวนีน (Guanine, G) ขาหรอืราวของบนัไดสองขา้งหรอืนิวคลีโอไทด์ถกูเชื่อมด้วยเบส โดยที่ A จะเชื่อมกับ T ด้วยพนัธะไฮโดรเจนแบบพนัธะคู่ หรอื Double Bonds และ C จะเชื่อมกับ G ด้วยพนัธะไฮโดรเจนแบบพนัธะสามหรอื Triple Bonds (ในกรณีของดีเอ็นเอ (DNA)) และขอ้มูลทางพนัธุกรรมในสิง่มชีวีติชนิดต่าง ๆ เกิดขึ้นจากการเรยีงลำาดับของเบสใน ดีเอ็นเอ   (DNA)นัน่เอง

ดีเอ็นเอ(DNA)มสีภาวะความเป็นกรดและมสีภาพประจุเป็นประจุลบ หากดีเอ็นเอ(DNA)ได้รบั รงัสเีอ็กซ(์X-rays) หรอื ความรอ้น หรอืสารเคมบีางตัว จะทำาใหพ้นัธะไฮโดรเจนของเบสที่ยดึกันระหวา่งในสายดีเอ็นเอ(DNA)ถกูทำาลาย สายคู่ของดีเอ็นเอ(DNA)ที่ยดึเกาะกันจะแยกออกจากกัน เรยีกวา่ การ“ทำาใหเ้สยีสภาพ (Denaturation)” แต่ดีเอ็นเอ(DNA)สามารถกลับมาเป็นเกลียวคู่ได้ใหม ่เรยีกวา่ การคืนสภาพ “(Renaturation)” ดีเอ็นเอ(DNA)ในบรเิวณที่มเีบส A และ T มากจะใชอุ้ณหภมูิในการแยกดีเอ็นเอ(DNA)น้อยกวา่บรเิวณที่มเีบส G และ C มาก (เพราะ A กับ T เชื่อมกันด้วยพนัธะไฮโดรเจนแบบ

พนัธะคู่ หรอื Double Bonds จงึใช้พลังงานในการแยกน้อยกวา่ C กับ G ซึ่งเชื่อมกันด้วยพนัธะไฮโดรเจนแบบพนัธะสาม)

ผู้ค้นพบดีเอ็นเอ(DNA) คือ ฟรีดรชิ มเีชอร ์(Johann Friedrich Miecher) ในปี พ.ศ. 2412 (ค.ศ. 1869) แต่ยงัไมท่ราบวา่มโีครงสรา้งอยา่งไร จนในปี พ.ศ. 2496 (ค.ศ. 1953) เจมส ์ดี. วตัสนั และฟรานซสิ ครกิ (James D. Watson and Francis Crick)เป็นผู้รวบรวมขอ้มูล และสรา้งแบบจ้ำาลองโครงสรา้งของดีเอ็นเอ (DNA)  (DNA Structure Model)จนทำาใหไ้ด้รบัรางวลัโนเบล(Nobel Prize in Physiology or Medicine in 1962) และนับเป็นจุดเริม่ต้นของยุคเทคโนโลยทีางดีเอ็นเอ(DNA Technology)

ยนี (gene) คืออะไร (What is Gene ?) 

ยนี (Gene) คือ สว่นหน่ึงของโครโมโซม (Chromosome segment) หรอื สว่นหน่ึงของสายดีเอ็นเอ (DNA segment) ที่สามารถถอดรหสั (transcription) ได้เป็นเอ็มอารเ์อ็นเอ(mRNA)แล้วนำาเอ็มอาร์เอ็นเอ (mRNA)ที่ได้มาแปลรหสั (translation) เป็นสายโพลีเปปไตด์ (polypeptide) หนึ่งสายอีกทีหน่ึงยนี (Gene)ประกอบด้วย สว่นที่ถกูถอดรหสั(transcription)เป็นเอ็มอาร์เอ็นเอ(mRNA)และสามารถแปลรหสั(translation)เป็นโปรตีนได้ เรยีกวา่ เอ๊กซอน(Exon) และ สว่นที่จะไมถ่กูแปลรหสั(translation)เป็นโปรตีน เรยีกวา่ อินตรอน(Intron)

หน่วยพนัธุกรรมหรอื ยีน(gene)ปรากฏอยูบ่นโครโมโซม 

(chromosome)โดยโครโมโซม(chromosome) ประกอบด้วยดีเอ็นเอ(DNA)ซึ่งในดีเอ็นเอ (DNA) มยีนี (gene)อยู ่โดยทำาหน้าท่ีกำาหนดลักษณะ ทางพนัธุกรรมต่าง ๆ ของสิง่มชีวีติ

หน่วยพนัธุกรรม หรอื ยนี (gene)จะถกูถ่ายทอดจากสิง่มชีวีติ รุน่ก่อนหน้าสูล่กูหลาน เชน่ ควบคมุกระบวนที่เกี่ยวกับกิจกรรมทัว่ ๆ ไปทางชวีเคมีภายในเซลล์ของสิง่มชีวีติ ไปจนถึงลักษณะปรากฏที่พบเหน็หรอืสงัเกตได้ด้วยตา เชน่ รูปรา่งหน้าตาของเด็กที่มบีางสว่นเหมอืนกับแม,่ สสีนัของดอกไม,้ รสชาติของอาหารนานาชนิด ล้วนแล้วแต่เป็นลักษณะที่บนัทึกอยูใ่นหน่วยพนัธุกรรม หรอื ยนี (gene)ทัง้สิน้ยนี (Gene)สามารถเป็นได้ทัง้ ดีเอ็นเอ (DNA) หรอืวา่ อารเ์อ็นเอ (RNA) ก็ได้ แต่ในสิง่มชีวีติชัน้สงูนัน้จะเป็นดีเอ็นเอ (DNA)หมดเพราะเสถียรมากเหมาะแก่การเก็บขอ้มูล ขณะที่อาร์เอ็นเอ(RNA) จะพบในพวกไวรสั (Virus) ยนี (Gene)ทัง้หมดของสิง่มีชวีติหรอืเซลล์จะรวมอยูใ่นสว่นที่เรยีกวา่ จีโนม (Genome) และโครงสรา้งของจีโนม (Genome)ในพวกโพรคารโิอตและยูคารโิอตจะแตกต่างกัน ถ้ายนี (Gene)เกิดผิดไปจากปกติจะเรยีกวา่ การกลายพนัธุ ์(Mutation) ซึ่งเกิดเองตามธรรมชาติหรอืถกูกระตุ้นใหเ้กิดก็ได้ โดยสว่นมากแล้วเมื่อยนี (Gene)เกิดผิดปกติไปจะสง่ผลเสยีต่อสิง่มชีวิตินัน้มากกวา่ผลดี เชน่ ในคน สามารถทำาใหป่้วย เจบ็ไข ้หรอืถึงแก่ชวีติได้ โรคที่เกิดจากสาเหตน้ีุเรยีกวา่ โรคทางพนัธุกรรม (Genetic Disease) ซึ่งจะถ่ายทอดไปยงัรุน่ต่อไปหรอืไมก่็ได้