กรดนิวคลีอิกเป็นชีวโมเลกุลขนาดใหญ่ที่ประกอบไปด้วยหน่วยย่อยที่เรียกว่า นิวคลีโอไทด์(nucleotides) มาเรียงตัวต่อกันเป็นสายยาว นิวคลีโอไทด์แต่ละตัวประกอบไปด้วย ไนโตรเจนเบส(nitrogenous bases) อันได้แก่ พิวรีน(purine) หรือ ไพริมิดีน(pyrimidine) น้ำตาลไรโบส หรือ น้ำตาลดีออกซีไรโบส และ หมู่ฟอสเฟต

ภาพที่ 5.1 องค์ประกอบของนิวคลีโอไทด์

           กรดนิวคลีอิกแบ่งเป็นสองประเภทตามความแตกต่างของน้ำตาล กรดนิวคลีอิกที่มีน้ำตาลไรโบสเป็นส่วนประกอบ เรียกว่า กรดไรโบนิวคลีอิก เรียกย่อๆ ว่า อาร์เอ็นเอ (ribonucleic acid: RNA) พวกที่ประกอบด้วยน้ำตาลดีออกซีไรโบส เรียกว่า กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก หรือ ดีเอ็นเอ (deoxyribonucleic acid: DNA)

          เบสที่พบมากในกรดนิวคลีอิกมีอยู่สองพวก พวกแรกได้แก่ ไพริมิดีน (pyrimidine) ซึ่งมีอนุพันธ์สามตัวคือ ไซโทซีน (cytosine - C) ยูราซิล (uracil - U) และ ไทมีน (thymine - T) ส่วนพวกที่สองได้แก่ พิวรีน (purine) มีอนุพันธ์สองตัวคือ อะดีนีน (adenine - A) และ กวานีน (guanine - G)

ภาพที่ 5.2 เบสที่พบมากในกรดนิวคลีอิก

          ดีเอ็นเอจะมีเบสที่พบมากอยู่ 4 ชนิด คือ A, G, T และ C

          ส่วนอาร์เอ็นเอจะมีเบสเป็นชนิด A, G, U และ C

          พันธะโควาเลนต์ระหว่างน้ำตาลกับเบสเป็นพันธะที่เชื่อมระหว่างคาร์บอนตำแหน่งที่ 1 ของน้ำตาลกับไนโตรเจนตำแหน่งที่ 1 ของไพริมิดีน หรือไนโตรเจนตำแหน่งที่ 9 ของพิวรีน

          ส่วนหมู่ฟอสเฟตนั้นจับกับน้ำตาลที่คาร์บอนตำแหน่งที่ 5

้

ภาพที่ 5.3 ไรโบนิวคลีโอไทด์ และดีออกซีไรโบนิวคลีโอไทด์

เพื่อไม่ให้เป็นการสับสนเรื่องตำแหน่งคาร์บอนของเบส และของน้ำตาลไรโบส จึงแทนตำแหน่งคาร์บอนของน้ำตาล ด้วยเครื่องหมายไพรม์ (prime-') ส่วนตำแหน่งคาร์บอนในเบสให้ใช้รูปเดิมค่ะ

           กรดนิวคลีอิกไม่ว่าจะเป็นชนิดดีเอ็นเอหรืออาร์เอ็นเอจะมีพันธะโคเวเลนต์เชื่อมต่อระหว่างคาร์บอนตำแหน่งที่ 3 ของนิวคลีโอไทด์ตัวแรกกับอะตอมออกซิเจนของหมู่ฟอสเฟตของนิวคลีโอไทด์ตัวถัดไป

          ดังนั้นโครงสร้างของกรดนิวคลีอิกจึงมีลักษณะเป็นสายน้ำตาล- ฟอสเฟต และมีเบสต่างๆ ยื่นออกด้านข้างเป็นระยะๆ เท่าๆ กัน ปลายของนิวคลีโอไทด์ตัวเริ่มต้นจะมีหมู่ฟอสเฟตอยู่ที่คาร์บอนตำแหน่งที่ 5 ของน้ำตาลตัวแรก ปลายนี้จึงเรียกว่าปลาย 5’ ส่วนอีกปลายหนึ่งจะมีหมู่ไฮดรอกซิลของน้ำตาลตัวสุดท้ายซึ่งไม่เชื่อมต่อกับหมู่ฟอสเฟต ปลายนี้เรียกว่าปลาย 3’

          โดยทั่วไปเรามักจะเขียนโครงสร้างกรดนิวคลีอิกโดยเริ่มต้นจากปลาย 5’ ไปสิ้นสุดที่ปลาย 3’ ซึ่งอาจเขียนเป็นสูตรโครงสร้างของน้ำตาลเต็มที่ หรือเขียนเพียงอักษรย่อของเบสเลยก็ได้

          การเรียงตัวของเบสในสายดีเอ็นเอในช่วงที่เป็นยีนก็คือข้อมูลพันธุกรรมที่กำหนดลำดับการเรียงตัวของกรดอะมิโนบนสายพอลิเพปไทด์ เปรียบได้กับการเรียงลำดับตัวอักษรและสระที่ทำให้เกิดเป็นประโยคข้อความที่สื่อความหมายได้อย่างชัดเจนนั่นเอง

ภาพที่ 5.4 ดีเอ็นเอสายเดี่ยว

ภาพที่ 5.5 อาร์เอ็นเอสายเดี่ยว

จากสูตรโครงสร้างของอาร์เอ็นเอข้างบน น้องๆ เขียนลำดับเบสได้เป็นอย่างไรคะ