| |
กรดนิวคลีอิกที่พบในสิ่งมีชีวิตได้แก่สารใดบ้าง และแตกต่างกันอย่างไร? |
4. กรดนิวคลีอิก |
(deoxyribonucleic acid: DNA) และ อาร์เอ็นเอ (ribonucleic acid: RNA) ทำหน้าที่ถ่ายทอด
ลักษณะทางพันธุกรรม และควบคุมการทำงานของเซลล์โดยผ่านกระบวนการสังเคราะห์โปรตีน
(protein synthesis) หน่วยย่อยของพอลินิวคลีโอไทด์คือ นิวคลีโอไทด์ (nucleotide) แต่ละ
นิวคลีโอไทด์์ประกอบด้วย น้ำตาลชนิดคาร์บอน 5 อะตอม (pentose) ฟอสเฟต (phosphate)
และน้ำตาลที่มีไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบ (nitrogenous base) ดีเอ็นเอประกอบด้วยน้ำตาล
ดีออกซีไรโบส (deoxyribose) ยึดจับกับหมู่ฟอสเฟต (PO4) และเบสชนิดใดชนิดหนึ่งใน
4 ชนิด คือ อะดีินีน (adenine : A) กวานีน (guanine: G) ซึ่งเป็นเบสชนิด พิวรีน (purine)
ไซโทซีน (cytosine: C ) และ ไทมีน (thymine: T) ที่เป็นเบสชนิดไพริมิดีน (pyrimidine)
เมื่อเบสชนิดพิวรีนจับกับไพริมิดีน (อะดีนีน จับกับ ไทมีน และ กวานีน จับกับไซโทซีน) ที่อยู่
ต่างสายพอลินิวคลีโอไทด์ด้วยพันธะไฮโดรเจนทำให้เกิดลักษณะโครงสร้างของพอลินิวคลี
โอไทด์ 2 สายที่บิดเป็นเกลียว (double helix) เวียนขวา ซึ่งเป็นโครงสร้างของดีเอ็นเอ
รูปที่ 2.28 โครงสร้างเบสอะดีินีนและกวานีน
ที่มา |
รูปที่ 2.29 โครงสร้างเบสไทมีนและไซโทซีน
ที่มา |
รูปที่ 2.30 โครงสร้างน้ำตาลดีออกซีไรโบส
ที่มา |
รูปที่ 2.31 โครงสร้างดีออกซีแอดีโนซีน
(deoxyadenosine)
ที่มา |
รูปที่ 2.32 การยึดจับระหว่างเบสพิวรีนและไพริมิดีนของโมเลกุลDNA
รูปที่ 2.33 โมเลกุล DNA
ที่มา |
ประกอบด้วย น้ำตาลไรโบส (ribose) ยึดเกาะอยู่กับหมู่ฟอสเฟตและเบส 4 ประเภท
เช่นเดียวกับดีเอ็นเอ ยกเว้น อาร์เอ็นเอจะมีเบสยูราซิล (uracil: U) แทนเบสไทมีน
โดยสามารถแบ่งอาร์เอ็นเอตามหน้าที่การทำงานได้เป็น 3 ชนิด คือ อาร์เอ็นเอนำรหัส
(messenger RNA : mRNA) อาร์เอ็นเอถ่ายโอน (transfer RNA: tRNA) และ
ไรโบโซมอลอาร์เอ็นเอ (ribosomal RNA: rRNA) โดยอาร์เอ็นเอเหล่านี้มีหน้าที่สำคัญใน
กระบวนการสังเคราะห์โปรตีน ซึ่งลำดับเบสบนดีเอ็นเอเปรียบเสมือนรหัสทางพันธุกรรม
ของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิด รหัสดังกล่าวจะถูกถ่ายทอดไปยังสายอาร์เอ็นเอเก็บรหัส
โดยกระบวนการถอดรหัส (transcription) และรหัสนี้จะเป็นตัวกำหนดชนิดของ
โปรตีนที่จะสังเคราะห์ขึ้นโดยผ่านกระบวนการแปลรหัส (translation)
รูปที่ 2.34 โครงสร้างน้ำตาลไรโบส
รูปที่ 2.35 โครงสร้างเบสยูราซิล
รูปที่ 2.36 การสังเคราะห์ RNA โดยมี DNA
เป็นแม่พิมพ์
ที่มา |
รูปที่ 2.37 กระบวนการถอดรหัสและแปลรหัส
ที่มา |
รูปที่ 2.38 โครงสร้าง mRNA
ที่มา |
รูปที่ 2.39 โครงสร้าง tRNA
ที่มา |
tRNA/trna_intro.htm
รูปที่ 2.40 ลักษณะไรโบโซมหน่วยเล็กขนาด
30 S และหน่วยใหญ่ขนาด 50 S
ที่มา |
เป็นคุณสมบัติพิเศษที่สำคัญมากในการทำหน้าที่ถ่ายลักษณะทางพันธุกรรมจากสิ่งมีชีวิต
รุ่นหนึ่งไปยังอีกรุ่นหนึ่ง การจำลองตัวของดีเอ็นเอเริ่มจากการคลายเกลียวออกจากกันแล้ว
ใช้สายพอลินิวคลีโอไทด์สายใดสายหนึ่งใน 2 สายเป็นแม่พิมพ์ (template) ในการสร้าง
สายใหม่ขึ้นมา ซึ่งสุดท้ายดีเอ็นเอที่จำลองใหม่จะประกอบด้วยสายพอลินิวคลีโอไทด์
สายเดิมและสายใหม่ โดยเรียกการจำลองตัวแบบนี้ว่า การจำลองแบบกึ่งอนุรักษ์
(semiconservative) นอกจากนี้ ดีเอ็นเอยังทำหน้าที่เป็นแม่แบบของการสร้างสาย
อาร์เอ็นเอดังที่ได้กล่าวมาแล้ว ซึ่งกระบวนการต่างๆ เหล่านี้จำเป็นต้องอาศัยเอนไซม์จำเพาะ
หลายชนิดในการควบคุมปฏิกิริยาที่เกิดขึ้น เช่น ดีเอ็นเอโพลิเมอเรส (DNA polymerase)
อาร์เอ็นเอโพลิเมอเรส (RNA polymerase) เฮลิเคส (helicase) ไลเกส (ligase) เป็นต้น
รูปที่ 2.41 การจำลอง DNA
ที่มา |
