วันจันทร์ที่ 20 มกราคม พ.ศ. 2557

โครโมโซม ยีน และการแสดงออกของลักษณะทางพันธุกรรม

โครโมโซม
หน่วยพื้นฐานที่สำคัญของสิ่งมีชีวิตคือ  เซลล์ ภายในประกอบด้วยไซโทพลาสซึม และนิวเคลียสอยู่ตรงกลางเซลล์  ภายในนิวเคลียสจะมีโครโมโซม  ซึ่งมีลักษณะ เป็นเส้นใยบาง ๆ พันกันอยู่
แต่ละโครโมโซมจะมียีนที่กำหนดลักษณะต่างๆ ของสิ่งมีชีวิตในสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิด จะมีจำนวนโครโมโซมแตกต่างกันออกไป 
โครโมโซมของร่างกายคนเรามีอยู่ 46 โครโมโซม  เมื่อนำมาจัดเป็นคู่ได้ 23 คู่  มีโครโมโซมอยู่  22 คู่  ที่เหมือนกันทั้งเพศหญิงและเพศชาย  เรียกโครโมโซมทั้ง  22  คู่นี้ว่า  โครโมโซมร่างกาย(autosome)  ส่วนคู่ที่  23  จะต่างกันในเพศหญิง และเพศชายคือ  ในเพศหญิงโครโมโซมคู่นี้จะเหมือนกัน  เรียกว่า โครโมโซม  XX  ส่วนในเพศชายโครโมโซมหนึ่งแท่งของคู่ที่  23  จะเหมือนโครโมโซม ในเพศหญิง  ส่วนอีกโครโมโซมมีลักษณะแตกต่างกันออกไป  เรียกว่า  โครโมโซม Y  ส่วนโครโมโซมคู่ที่  23  ในเพศชาย  เรียกว่า  โครโมโซม  XY  ดังนั้นโครโมโซมคู่ที่ 23  ทั้งในเพศหญิงและในเพศชาย  จึงเป็นคู่โครโมโซมที่กำหนดเพศใน มนุษย์จึงเรียกว่า  โครโมโซมเพศ (sex chromosome)

การแบ่งเซลล์ในสิ่งมีชีวิตมี 2 แบบ  คือ
1.  การแบ่งเซลล์แบบไมโทซีส  เป็นการแบ่งนิวเคลียสของเซลล์ร่างกาย  โดยการแบ่งเซลล์เดิมออกเป็น 2 เซลล์ใหม่  โดยที่นิวเคลียสของทั้ง  2 เซลล์จะเท่ากับเซลล์เดิมด้วยเช่นกัน  มีวิธีแบ่งเป็นระยะต่างๆ ดังภาพ

ระยะอินเตอร์เฟส โครโมโซมมีลักษณะคล้ายเส้นใย เรียกว่า เส้นใยโครมาติน  (a)
ระยะโปรเฟส        โครโมโซมหดสั้นเข้า  จึงมองเห็นเป็นเส้นโครโมโซมสั้นลง  และมีการสร้างเส้นใยสปินเดิล   (b – c)
ระยะเมทาเฟส       โครโมโซมเรียงตัวกันกลางเซลล์ (d)
ระยะแอนาเฟส      โครมาตินของแต่ละโครโมโซมถูกดึงแยกจากกันโดยเส้นใยสปินเดิล (e)
ระยะเทโลเฟส        เกิดการแบ่งไซโทพลาสซึมโดยเยื่อหุ้มเซลล์คอดเข้าหากัน  จนกระทั่งเซลล์แยกออกจากกัน (f)
2.  การแบ่งแบบไมโอซีส  เป็นการแบ่งเซลล์เพื่อสร้างเซลล์สืบพันธุ์  กล่าวคือเป็นการแบ่งนิวเคลียสของเซลล์ไข่ (egg)  และเซลล์อสุจิ (sperm)  การแบ่งเซลล์ดังกล่าวนี้นิวเคลียสมีการเปลี่ยนแปลง  2 ขั้นตอน  คือ
ไมโอซีส I    เซลล์เดิมแบ่งออกเป็นเซลล์ใหม่  โดยนิวเคลียสของเซลล์ใหม่จะมีจำนวนโครโมโซมครึ่งหนึ่งของเซลล์เดิม
ไมโอซีส II   เป็นการแบ่งเซลล์เหมือนกับการแบ่งเซลล์แบบไมโทซีส  หลังจากมีการแบ่งเซลล์ในขั้นนี้แล้วจะได้เซลล์ใหม่ 4 เซลล์  และมีจำนวนเซลล์เพียงครึ่งหนึ่งของเซลล์เดิม  ซึ่งมีวิธีแบ่งเซลล์  ดังภาพ

ยีน (GENE)
คือ หน่วยพันธุกรรมที่อยู่บนโครโมโซม  มีลักษณะเรียงกันเหมือนสร้อยลูกปัด  ทำหน้าที่ควบคุมลักษณะต่างๆ   ทางพันธุกรรมจากพ่อแม่โดยผ่านเซลล์สืบพันธุ์ ไปยังลูกหลาน  ในคนจะมียีนประมาณ 50,000 ยีน  ซึ่งยีนแต่ละตัวจะควบคุม ลักษณะต่างๆ ทางพันธุกรรมเพียงลักษณะเดียว  ยีนมีองค์ประกอบที่สำคัญเป็น กรดนิวคลีอิก  ชนิดที่เรียกว่า  ดีเอนเอ(deoxyribonucleic  acid : DNA)  อันเกิดจากการต่อกันเป็นเส้นของโมเลกุลย่อยที่เรียกว่านิวคลีโอไทด์ (nucleotide)  ส่วนเส้นโมเลกุลจะสั้นหรือยาวเท่าใด  ขึ้นอยู่กับปริมาณของโมเลกุลย่อยซึ่ง เราสามารถ อธิบายได้ง่ายๆว่า
 one gene one expression
ซึ่งหมายถึง 1 ยีนสามารถแสดงออกได้ 1 ลักษณะเท่านั้น
คู่ของยีน  เซลล์ของร่างกายของสิ่งมีชีวิตจะมีโครโมโซมที่ทำหน้าที่ถ่ายทอดข้อมูลทางพันธุกรรมอยู่ 2 ชุดเข้าด้วยกัน  เรียกว่าโครโมโซมคู่เหมือน  และจากที่กล่าวมาแล้วว่า  ยีนซึ่งเป็นตัวควบคุมลักษณะทางพันธุกรรมจะอยู่บนโครโมโซม  ด้วยเหตุนี้  ถ้าพิจารณาลักษณะทางพันธุกรรมลักษณะใดลักษณะหนึ่ง  เช่น  ลักษณะสีของดอก  จะพบว่าถ้ามียีนที่ควบคุมลักษณะสีของดอกอยู่บนโครโมโซมแท่งหนึ่ง  โครโมโซมที่เป็นคู่เหมือนก็จะมียีนที่ควบคุมลักษณะสีของดอกอยู่ด้วยเช่นกัน
อัลลีล (allele)  คือ  ยีนที่ควบคุมลักษณะเดียวกันแต่ต่างรูปแบบกันถึงแม้จะอยู่บนโครโมโซมคู่เหมือนตรงตำแหน่งเดียวกันก็ตาม  เช่น  ลักษณะติ่งหู  จะมียีนที่ควบคุมอยู่ 2 อัลลีล หรือ แบบ คืออัลลีลที่ควบคุมการมีติ่งหู (ให้สัญลักษณ์เป็น B )และอัลลีลที่ควบคุมการไม่มีติ่งหู (ให้สัญลักษณ์เป็น b)
จีโนไทป์ (genotype)  คือลักษณะการจับคู่กันของอัลลีลของยีนที่ควบคุมลักษณะทางพันธุกรรม  ซึ่งมี 2 ลักษณะได้แก่
1.            ลักษณะพันธุ์แท้ (homozygouse)  เป็นการจับคู่กันของยีนที่มีอัลลีลเหมือนกัน  เช่น  อัลลีลควบคุมการมีติ่งหู อัลลีลจับคู่กัน (BB)  อัลลีลที่ควบคุมการไม่มีติ่งหูจับคู่กัน (bb) 
2.            ลักษณะพันธุ์ทาง (heterozygouse)  เป็นการจับคู่กันของยีนที่มีอัลลีลต่างกัน  เช่น  อัลลีลควบคุมการมีติ่งหูจับคู่กับอัลลีลที่ควบคุมการไม่มีติ่งหู  (Bb)

ฟีโนไทป์  (phenotype)  หมายถึง  ลักษณะทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตที่อยู่ภายใต้การควบคุมของจีโนไทป์  ซึ่งแสดงออกมาให้เห็นหรือปรากฏแก่ภายนอก  เช่นจำนวนชั้นของหนังตา  ลักษณะสีตา  สีผิว  ความสูง  เป็นต้น
การแสดงออกของลักษณะทางพันธุกรรม
          จากการทดลองการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมของเมนเดลกล่าวว่า  “เมื่อ มีอัลลีลที่แตกต่างกัน 2 อัลลีล  อัลลีลหนึ่งจะแสดงออกมาได้ดีกว่า อีกอัลลีลหนึ่ง  อัลลีลที่แสดงออกมาได้ดีกว่า  เรียกว่า  อัลลีลเด่น (dominant  allele)  จะบดบังอัลลีลที่แสดงออกมาไม่ดีเท่า เรียกว่า อัลลีลด้อย (recessive allele)"  หรือกล่าวได้ว่า  ลักษณะต่างๆ ทางพันธุกรรมที่เกิด จากการจับคู่ของยีน จากพ่อและแม่  และถ่ายทอดมาสู่รุ่นลูกหลาน  จะมีการแสดงออกได้ 2 ลักษณะดังนี้
o    ลักษณะเด่น (dominant)  หมายถึง  ลักษณะที่ปรากฏออกมาในทุก ๆ รุ่นอย่างเด่นชัด  ซึ่งเกิดจากการจับคู่ของอัลลีลที่ควบคุมลักษณะเด่น เหมือนกันจับคู่กันหรืออาจเกิดจากการที่อัลลีลด้อยถูกข่มด้วยอัลลีลเด่นที่จับคู่กัน
o    ลักษณะด้อย (recessive)  หมายถึง ลักษณะที่แอบแฝงไม่แสดงออกมาให้เห็น เมื่ออยู่คู่กับลักษณะเด่น  แต่จะแสดงออกเมื่อมีการเข้าคู่กับลักษณะด้อย เหมือนกัน  ซึ่งโอกาสที่จะแสดงออกให้เห็นจะมีน้อยกว่าการแสดงออก ของลักษณะเด่น

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น