เมน เด ล ศึกษา ถั่วลันเตา ทั้ง 7 ลักษณะ ยกเว้น ลักษณะ ใน ข้อ ใด

ที่มา www.mwit.ac.th/~bio/script/Genetics%20(Mendel)%20(3).ppt

เกรเกอร์ เมนเดล (พ.ศ. 2365-พ.ศ. 2427) บิดาทางพันธุศาสตร์ เกิดที่เมืองไฮน์เซนดรอฟ ประเทศออสเตรีย เป็นบุตรชายคนเดียวในจำนวนพี่น้อง 3 คน ของครอบครัวชาวนาที่ยากจน โดยต่อมา เมนเดลได้ไปบวชแล้วได้รับตำแหน่งรับผิดชอบดูแลสวน ในปี พ.ศ. 2390

ผลงานทางพันธุศาสตร์

เกรเกอร์ เมนเดล เผชิญความผิดหวังนับ 20 ปี ที่เขายังคงสอนหนังสือเพื่อชดเชยความผิดหวัง เขาทำงานในสวนของวัดทุกเวลาที่ว่าง ที่นั่นมีพันธุ์พืชมากมาย แต่ละชนิดแตกต่างหลากหลายอย่าง ความแตกต่างนี้ ทำให้เกรเกอร์นึกสงสัย เขาได้ผสมพันธุ์ถั่วเดียว กันและต่างพันธุ์ เป็นจำนวนแตกต่างถึง 22 ชนิดของต้นถั่ว เพื่อศึกษาลักษณะทั้งหมด เป็นเวลารวม 8 ปีเต็มในการทดลองร่วมพันครั้ง พบได้ 3 สิ่ง ดังนี้

• สิ่งแรก เมื่อผสมพันธุ์ถั่วชนิดต่างกันสองชนิดผลผลิตต่อมาที่ได้เป็นพันธุ์ชนิดเดียว ยกตัวอย่าง ถ้าหากเขาผสมพันธุ์ถั่วเมล็ดสีเหลืองกับชนิดเมล็ดสีแดง มันจะผลิตพันธุ์เมล็ดสีเหลืองออกมา
• ต่อไป เมื่อผสมพันธุ์ต่างชนิดกันของผลผลิตรุ่นแรก รุ่นต่อไปจะมีเมล็ดทั้งสองชนิด ในทุกๆสี่ต้นจะมีสามต้นที่มีเมล็ดสีเหลือง และ 1 ต้น ที่มีเมล็ดสีเขียว นี่เป็นเพราะว่าหน่วยถ่ายพันธุ์ที่ผลิตเมล็ดสีเหลืองเป็นหน่วยถ่ายพันธุ์ที่ เด่น คือ โดมิแนนท์ยีน หน่วยถ่ายพันธุ์ที่ผลิตเมล็ดสีเขียวเรียกว่า รีเซสซีพยีน หรือหน่วยถ่ายพันธุ์ด้อย
• สิ่งที่สาม ถ้าหากเขาผสมพันธุ์ถั่วต่างชนิดกันด้วยถั่วสองชนิด หรือมากกว่านั้นที่มีลักษณะแตกต่างกัน เขาจะค้นพบกฎข้อที่สาม สมมติว่าเขาผสมพันธุ์ถั่วที่มีเมล็ดเรียบสีเหลืองกับพันธุ์ถั่วที่มีเมล็ด หยาบสีเขียว รุ่นแรกเมล็ดเรียบสีเหลืองจะเป็นตัวเด่น ในรุ่นต่อไปจะมีอัตราส่วนเมล็ดเรียบสีเหลือง 9 ส่วน ต่อเมล็ดเรียบสีเขียว 3ส่วน เมล็ดหยาบสีเหลือง 3 ส่วน ต่อเมล็ดหยาบสีเขียว 1 ส่วน

หลังจากนั้น เมนเดลได้ส่งผลการทดลองนี้ไปยังสมาคมวิทยาศาสตร์แห่งหนึ่ง แต่กลับไม่มีผู้ที่สนใจเลย เมนเดลก็ได้ทำการล้มล้างการตีพิมพ์งานของตน เขาเก็บรายงานนี้ไว้ที่ห้องสมุดและทำการทดลองต่อไปเงียบๆ จนกระทั่งถึงแก่กรรม ในปี พ.ศ. 2427

ที่มา science.rbru.ac.th/~winp/images/4032401_gen/03mendelian.pdf

การวิพากษ์วิจารณ์

จากข้อมูลดิบที่เมนเดลได้ตีพิมพ์นั้น ก่อนจะมาสรุปเป็นกฎได้นั้น ปัจจุบันมีผู้ตั้งข้อโตแย้งว่าตัวเลขที่ได้จากการทดลองของเมนเดลใกล้เคียง กับค่าทางทฤษฎีเกินไปจนเป็นที่น่าสงสัย ทั้งนี้อาจเกิดจากความบังเอิญหรือเป็นความจงใจของเมนเดลเองก็ได้

อย่างไรก็ตามการค้นพบของเมนเดลถือว่าเป็นการค้นพบยิ่งใหญ่ครั้งหนึ่งในวง การพันธุศาสตร์ เนื่องจากเมนเดลสามารถไขความลับการสืบทอดลักษณะทางพันธุกรรมต่างๆ จากบรรพบุรุษไปสู่ลูกหลานโดยที่ในสมัยนั้นยังไม่มีการค้นพบสารพันธุกรรม ดีเอ็นเอ ยีน หรือ โครโมโซมแต่อย่างใด

การถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม

ลักษณะทางพันธุกรรมของคนคือลักษณะที่สามารถถ่ายทอดต่อไปยังรุ่นลูกหลานได้ตามกฏของเมนเดล
มี 2 ลักษณะคือ ลักษณะเด่นจะถ่ายทอดในทุกรุ่น ลักษณะด้อยจะถ่ายทอดในรุ่นใดรุ่นหนึ่งเท่านั้น

กฏของเมนเดลมี 2 ข้อคือ

กฏข้อที่ 1 Law of  Segragation  การที่ยีนที่เป็นแอลลีลแยกออกจากกันเพื่อสร้าง gamate
(เซลล์สืบพันธุ์)

กฏข้อที่ 2 Law of Independent Assortment การที่ยีนที่เป็นแอลลีลแยกกันแล้วมารวมกันใหม่เพื่อสร้าง gamate (เซลล์

สืบพันธุ์)

การถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมตามกฏของเมนเดล
1.Monohybrid Cross การถ่ายทอดหนึ่งลักษณะทางพันธุกรรมเป็นไปตามกฏข้อที่ 1

2.Dihybrid Croos การถ่ายทอดสองลักษณะทางพันธุกรรมไปพร้อมกันเป็นไปตามกฏข้อที่ 2

พันธุกรรม และการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม
หนึ่งในคุณลักษณะของสิ่งมีชีวิต คือ มีความสามารถในการสืบเผ่าพันธุ์ ในอดีตระยะเริ่มต้นของการศึกษาด้านวิทยาศาสตร์ ยังไม่ทราบถึงกลไกการถ่ายทอดลักษณะของสิ่งมีชีวิต จากตัวเดิมไปยังสิ่งมีชีวิตที่เกิดขึ้นใหม่ได้อย่างแน่ชัด จึงเกิดการตั้งสมมุติฐานต่างๆขึ้นมากมาย แต่เมื่อมีการค้นคว้าและการศึกษาด้านพันธุศาสตร์มากขึ้น ทำให้เกิดความเข้าใจเกี่ยวกับการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตมากขึ้น โดยเริ่มตั้งแต่

ใน ปีค.ศ. 1875 ออสคาร์ เฮอร์ทริก (Oscar Hertwig) ค้นพบว่าการปฏิสนธิเกิดจากการรวมของอสุจิกับนิวเคลียสของไข่ วอร์เตอร์ เฟลมมิง (Walter Flemming) ค้นพบโครโมโซมในนิวเคลียส และการแบ่งตัวแบบไมโตซิส (mitosis) ในกระบวนการแบ่งเซลล์ แวน เบลนเดน (Van Benden) พบการแบ่งตัวแบบไมโอซิส (miosis) ในกระบวนการสร้างเซลล์สืบพันธุ์

จนกระทั่ง จอร์จ เมนเดล (Gregor Mendel ค.ศ.1822-1884) ได้สร้างทฤษฏีของการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม จากการศึกษาการผสมพันธุ์ถั่ว (Pisum satium) ที่มีลักษณะทางพันธุกรรมแตกต่างกันอย่างเด่นชัดทีละลักษณะ เช่น ต้นสูง กับต้นเตี้ย เป็นรุ่นพ่อแม่ (parent generation ; P) ตรวจดูการแสดงลักษณะในรุ่นลูก F1 (First fillial generation) ทำการผสมกันเองในรุ่นลูกดูลักษณะที่ปรากฏในรุ่นหลาน F2 (second fillial generation) พบว่า การถ่ายทอดลักษณะไม่ได้เกิดจากผลของการนำเอาลักษณะต่างๆมารวมกัน แต่มีหน่วยเฉพาะที่ปรากฏแน่นอนในการผสม เช่น ในการผสมพันธุ์ ลักษณะของลูกรุ่น F1 ที่ได้มีลักษณะเพียงลักษณะเดียวที่ปรากฏ ลักษณะที่ปรากฏในลูก F1 เรียกว่า ลักษณะเด่น (dominance) ส่วนลักษณะที่หายไปเรียกว่า ลักษณะด้อย (Recessive) เมื่อผสมรุ่น F1 รุ่นหลาน F2 ที่ได้ ลักษณะด้อยที่หายไปจะปรากฏขึ้น โดยในรุ่น F2 มีอัตราส่วนที่แสดงออกเป็นลักษณะเด่นต่อลักษณะด้อยเป็น 3 : 1

การถ่ายทอดลักษณะ มีหน่วยควบคุมเฉพาะที่เรียกว่า ยีน (gene) ซึ่งอยู่เป็นคู่เรียกว่า อัลลีล (allels) เมื่อเกิดกระบวนผสมพันธุ์และการถ่ายทอดลักษณะไปยังรุ่นลูก จะเกิดการแยกตัวออก ลูกจะได้รับยีนส่วนหนึ่งจากแม่ และอีกส่วนหนึ่งจากพ่อ (เป็นกฎข้อที่ 1 ของเมนเดล : Law of segregation) ลักษณะที่ถูกถ่ายทอดเป็นอิสระต่อกันไม่เกี่ยวข้องกับลักษณะอื่น (กฎข้อที่ 2ของเมนเดล : law of independent assortment) ลักษณะที่ปรากฏเป็นลักษณะเด่น ส่วนลักษณะด้อยจะถูกข่มการแสดงออก (กฎข้อที่ 3 ของเมนเดล :law of dominance) ลักษณะด้อยที่หายไปจะปรากฏในรุ่นหลานมีอัตราส่วนที่แสดงออกลักษณะเด่นต่อลักษณะด้อยเป็น 3 : 1 โดยที่พันธุ์ของพ่อ และแม่เป็นพันธุ์แท้ (homozygous) ในกรณีที่พันธุ์แท้ผสมกับพันธุ์ทาง (heterozygous) ลูกที่ออกมามีลักษณะภายนอกจะเหมือนพ่อ และแม่อย่างละครึ่งของลูกทั้งหมด ขณะที่พันธุ์ทางผสมกันลูกที่ได้จะเป็น พันธุ์แท้ที่มียีนเด่น 1 ส่วน พันธุ์แท้ที่มียีนด้อย 1 ส่วน และเป็นพันธุ์ทาง 2 ส่วน

ลักษณะที่แสดงออกภายนอกถูกเรียกว่า ฟีโนไทป์ (phenotype) ซึ่งถูกควบคุมด้วย ยีน ที่วางตัวอยู่บนโครโมโซม ซึ่งลักษณะของยีนถูกเรียกว่า ยีโนไทป์ (genotype) เช่น
H แทนยีนเด่นแสดงลักษณะต้นสูง h แทนยีนด้อยแสดงลักษณะต้นเตี้ย

ยีนอยู่เป็นคู่ ซึ่งส่งผลต่อการแสดงที่ปรากฏภายนอก
ลักษณะ genotype ลักษณะ phenotype
HH ต้นสูง
Hh ต้นสูง
hh ต้นเตี้ย

ลักษณะข่มกันไม่ลง (incomplete dominance) โดยปกติบนอัลลีย์ หากมียีนเด่นและยีนด้อยอยู่รวมกันลักษณะที่แสดงออกมาภายนอกจะแสดงลักษณะที่ยีนเด่นควบคุม แต่บางลักษณะไม่เป็นเช่นนั้นซึ่งเกิดจากยีนเด่นไม่สามารถข่มลักษณะของยีนด้อยลงได้ เช่น ขนสั้นสีน้ำตาล (SSbb, Ssbb) 3 ส่วน
ขนยาวสีดำ (ssBB, ssBb) 3 ส่วน
ขนยาวสีน้ำตาล (ssbb) 1 ส่วน
การผสมวัวสีแดงกับวัวสีขาว ลูกที่ได้เป็นวัวสีแดงเทา (roan) ถ้าเอาลูกมาผสมกันลูกที่ได้จะมีอัตราส่วนของวัวสีแดง 1 ส่วน วัวสีแดงเทา 1 ส่วน เป็นต้น
การถ่ายทอดทีละ 2 ลักษณะ (dihybrid cross) การถ่ายทอดทีละ 2 ลักษณะอัตราการกระจายตัวของลูกรุ่น F2 เป็น 9:3:3:1 เช่นการผสมหนูตะเภา 2 พันธุ์ คือ หนูพันธุ์ขนสั้นสีดำ (SSBB) ซึ่งมีลักษณะเด่นแท้ กับหนูพันธุ์ขนยาวสีน้ำตาล (ssbb) ซึ่งเป็นลักษณะด้อยแท้ ลูกรุ่น F1 ที่ได้มีลักษณะขนสั้นสีดำ (SsBb) ขณะที่ลูกรุ่น F2 มีการกระจายตัวดังนี้
ขนสั้นสีดำ (SSBB, SsBB, SsBb) 9 ส่วน

การศึกษาพันธุศาสตร์ของเมนเดล
  โยฮัน  เกรกอร์  เมนเดล (Johann  Gregor  Mendel)เป็นชาวออสเตรียได้ทำการทดลองทางชีววิทยาเมื่อพ.ศ.1856 (พ.ศ.2399)การทดลองได้กระทำขึ้นภายในสวนบริเวณวัดในกรุงบรูนน์(Brunn)ซึ่งเมนเดลบวชอยู่
เมนเดลทดลองปลูกผักหลายชนิด
  โดยเฉพาะอย่างยิ่งถั่วซึ่งมีลักษณะแตกต่างกันอย่างเห็นได้ชัด  เมนเดลทำการทดลองอยู่ถึง 7 ปีจึงพบกฏเกณฑ์การถ่ายทอดลักษณะต่างๆ
ขึ้นมาในปี1865(พ.ศ.2408)เมนเดลได้เสนอผลการทดลองเรื่องexperiment  in  plant  hybridization  ต่อที่ประชุม
Natural  History  Society ในกรุงบรูนน์  ผลการทดลองของเมนเดลได้พิมพ์ออกเผยแพร่แต่ไม่มีผู้ใดให้ความสนใจในปีค.ศ.1900
(พ.ศ.2443)นักชีววิทยา3ท่านคือ ฮูดก  เดอฟรีส์(Hugo  de  Vries)ชาวฮอนแลนด์  คาร์ล  เอริช  คอร์เรนส(Karl Erich Correns)
ชาวเยอรมันและเอริชแชร์มาค ฟอน  ไซเซเนกก์(Erich  tschermak  von  Seysenegg)ชาวออสเตรียได้ทำการทดลองเช่นเดียว
กับเมนเดลโดยใช้พืชชนิดอื่นๆอีกหลายชนิดผลที่ได้จากการทดลองก็มีลักษณะเดียวกับเมนเดลทำให้ชื่อเสียงของเมนเดลเริ่มโด่งดังขึ้น
และได้ชื่อว่าเป็น  บิดาแห่งวิชาพันธุศาสตร์
การทดลองของเมนเดล เมนเดลทดลองโดยใช้ถั่วลันเตา(garden pea)มีชื่อวิทยาศาสตร์ว่าPisum sativum
ซึ่งมีลักษณะแตกต่างกันถึง7ลักษณะดังนี้คือ

ศัพท์ทางพันธุศาสตร์บางคำที่ควรรู้จัก
 1. จีน(gene)คือลักษณะทางพันธุกรรมซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโครโมโซม  โครโมโซมของคนเรามี23คู่และจีนมีอยู่ประมาณ
50,000 จีน  จีนเหล่านี้กระจายอยู่ในโครโมโซมแต่ละคู่จะควบคุมการถ่ายทอดลักษณะไปสู่ลูกได้ประมาณ50,000ลักษณะ
2.แอลลีล(allele)คือ  จีนที่เป็นคู่เดียวกันเรียกว่าเป็น  แอลลีลิก(allelic)ต่อกันหมายความว่าแอลลีลเหล่านั้นจะมีตำแหน่ง
เดียวกันบนโครโมโซมที่เป็นคู่กัน(homologous  chromosome)
3.เซลล์สืบพันธุ์(gamete)หมายถึงเซลล์เพศ(sex  cell)ทั้งไข่(egg)และอสุจิหรือ(sperm)
4.จีโนไทป์(genotype)หมายถึงจีนที่ควบคุมลักษณะของสิ่งมีชีวิตเช่นTT,tt,Tt
5.ฟีโนไทป์(phenotype)หมายถึงลักษณะที่ปรากฏออกมาให้เห็นซึ่งเป็นผลจากการแสดงออกของจีโนไทป์นั่นเอง   เช่น  TT,Tt
มีจีโนไทป์ต่างกันแต่มีฟีโนไทป์เหมือนกัน คือ  เป็นต้นสูงทั้งคู่
6.ฮอมอไซโกต(homozygote)หมายถึงคู่ของแอลลีลซึ่งเหมือนกัน เช่น  TT จัดเป็นฮอมอไซกัสโดมิแนนต์(homozygous
dominant )เนือ่งจากลักษณะทั้งคู่เป็นลักษณะเด่นหรือ  tt  จัดเป็นฮอมอไซกัสรีเซสซีฟ(homozygous  recessive)เนื่องจาก
ลักษณะทั้งคู่เป็นลักษณะด้อย  ลักษณะที่เป็นฮอมอไซโกตเราเรียกว่า  พันธุ์แท
7.เฮเทอร์โรไซโกต(heterozygote)หมายถึงคู่ของแอลลีลที่ไม่เหมือนกันเช่น Tt  ลักษณะของเฮเทอร์โรไซโกตเรียกว่าเป็นพันทาง
8.ลักษณะเด่น(dominant)คือลักษณะที่แสดงออกเมื่อเป็นฮอมอไซกัสโดมิแนนต์และเฮเทอร์โรไซโกต
9.ลักษณะด้อย(recessive)คือลักษณะที่จะถูกข่มเมื่ออยูในรูปของเฮเทอร์โรไซโกตและจะแสดงออกเมื่อเป็นฮอมอไซกัสรีเซสซีฟ
10.ลักษณะเด่นสมบูรณ์(complete  dominant)หมายถึงการข่มของลักษณะเด่นต่อลักษณะด้อยเป็นไปอย่างสมบูรณ์ทำให้
พีโนไทป์ของฮอมอไซกัส   โดมิเนนท์และเฮเทอร์โรไซโกตเหมือนกันเช่น  TT  จะมีพีโนไทป์เหมือนกับ  Tt  ทุกประกอบ
       11.ลักษณะเด่นไม่สมบูรณ์(incomplete  dominant) เป็นการข่มกันอย่างไม่สมบูรณ์ทำให้เฮเทอร์โรไซโกตไม่เหมือนกับฮอมอ
ไซกัสโดมิแนนท์  เช่น  การผสมดอกไม้สีแดงกับดอกไม้สีขาวได้ดอกสีชมพูแสดงว่าแอลลีลที่ควบคุมลักษณะดอกสีแดงข่มแอลลีลที่ควบ
คุมลักษณะดอกสีขาวได้ไม่สมบูรณ์
12.ลักษณะเด่นรวม(co-dominant) เป็นลักษณะที่แอลลีลแต่ละตัวมีลักษณะเด่นกันทั้งคู่ข่มกันไม่ลงทำให้ฟีโนไทป์ของเฮเทอร์
โรไซโกตแสดงออกมาทั้งสองลักษณะ  เช่น  หมู่เลือด AB ทั้งแอลลีลIAและแอลลีลIBจะแสดงออกในหมู่เลือดทั้งคู่
13.เทสต์  ครอส(test  cross)เป็นการผสมระหว่างต้นที่มีฟีโนไทป์เด่นกับต้นที่มีฟีโนไทป์ด้อย เพื่อต้องการทราบว่าต้นลักษณะ
เด่นเป็นลักษณะพันธุ์แท้หรือพันธุ์ทาง ถ้าหากต้นที่ผสมซึ่งเป็นลักษณะด้อยนั้นเป็นพ่อแม่จะเรียกการผสมแบบแบค ครอส(back cross)
14.คารีโอไทป์(karyotype)คือการศึกษาโครโมโซมโดยการถ่ายภาพแล้วนำภาพถ่ายของโครโมโซมมาจัดเรียงเข้าคู่กันและแบ่ง
เป็กลุ่มๆได้
15.การถ่ายทอดพันธุกรรมลักษณะเดียว(monohybrid  cross)เป็นการผสมพันธุ์ซึ่งเราคำนึงถึงลักษณะเพียงลักษณะเดียวและ
มีจีนควบคุมอยู่เพียงคู่เดียว
16.การถ่ายทอดพันธุกรรมสองลักษณะ(dihybrid  cross)เป็นการผสมที่ศึกษาสองลักษณะในเวลาเดียวกันมีจีนควบคุมสองคู่

จากการพัฒนาความรู้ด้านพันธุศาสตร์ ทำให้ทราบว่าลักษณะทางพันธุกรรมถูกควบคุมโดย ยีน จากภายในที่วางตัวอยู่บนโครโมโซม ทำให้เกิดการศึกษาเกี่ยวกับ ยีน มากขึ้นเริ่มจาก

ในปี ค.ศ.1908 ดับบลิว เอส ซัตตัน (W.S. Sutton) พบว่าหน่วยควบคุมลักษณะทางพันธุกรรม หรือ ยีนมีตำแหน่งบนโครโมโซมเดียวกัน โดยที่อัลลีย์ที่ควบคุมลักษณะเดียวกันมีตำแหน่งที่ตรงกันบนโครโมโซมคู่เดียวกัน (homologous chromosome) ในบางกรณี ยีนมากกว่า 1 ควบคุมลักษณะเดียวกัน เช่น หมู่เลือดในคนมี 4 หมู่ (A, B, AB, O) เรียกว่า มัลติเปิลอัลลีย์ (multiple alleles)

ต่อมา เอ โกสเซส (A. Kossel) ศึกษาคุณสมบัติของดีเอ็นเอ พบว่า ดีเอ็นเอประกอบด้วย สารประกอบไนโตเจน (nitrogenous compound) 2 กลุ่ม คือ สารประกอบพิวรีน (purine) ได้แก่ อะดินีน (Adenine ; A) กัวนีน (Guanine ; G) และสารประกอบไพริมิดีน (pyrimidine) ได้แก่ ไธมีน (Thymine ; T) ไซโตซีน (Cytosine ; C)

ปี ค.ศ. 1934 พี เอ ลีวิน (P. A. Levene) เสนอว่า ดีเอ็นเอ ประกอบด้วยการเรียงตัวของกรดนิคลีอิก (nucleic acid) ที่มีนิวคลี
โอไทด์ (nucleotide) เป็นส่วนประกอบ โดยที่นิวคลีโอไทด์ ประกอบด้วย 3 ส่วน คือ
1. น้ำตาลคาร์บอน 5 ตำแหน่ง (pentose sugar) 2 ชนิด ได้แก่ ดีออกซีไรโบส ในดีเอ็นเอ และ ไรโบส ในอาร์เอ็นเอ
2. สารประกอบไนโตเจน (nitrogenous compound) 2 กลุ่ม คือ สารประกอบพิวรีน (purine) ได้แก่ อะดินีน (Adenine ; A) กัวนีน (Guanine ; G) และสารประกอบไพริมิดีน (pyrimidine) ได้แก่ ไธมีน (Thymine ; T) ไซโตซีน (Cytosine ; C) ในดีเอ็นเอ ขณะที่ในอาร์เอ็นเอมี ยูเรซิล (Uracil ; U) แทนที่ไธมีน (Thymine ; T)
3. สารประกอบฟอสเฟต
ซึ่งกรดนิวคลีอิกประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์ที่เป็นหน่วยย่อยจำนวนมาก ในสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดมีปริมาณและชนิดของสารประกอบไนโตรเจนในกรดนิวคลีอิกในปริมาณที่แตกต่างกัน แต่พบว่า ปริมาณของ อะดินีน กับ ไธมีน และ กัวนีน กับไซโตซีน มีปริมาณที่เท่ากัน

ดับบลิว คอห์น (W. Cohn) พบว่า หน่วยย่อยของนิวคลีโอไทด์ถูกเชื่อมต่อกันด้วยหมู่ฟอสเฟต ทำให้เกิดเป็นสายยาว โดยเชื่อมกันตรงตำแหน่งคาร์บอนตัวที่ 3 ของนิวคลีโอไทด์ตัวหนึ่งกับตำแหน่งคาร์บอนตัวที่ 5 ของนิวคลีโอไทด์อีกตัวหนึ่ง สามารถเขียนได้เป็น 5-3 หรือ 3-5 ตามทิศทางการเชื่อมของหมู่ฟอสเฟต

ในปี ค.ศ. 1952 เจ ดี วัตสัน และ เอฟ เอช จี คริก (J.D. Watson and F.H.G. Crick) รายงานว่า ดีเอ็นเอมีโครงสร้างเป็นสาย 2 สายพันกันคล้ายบันไดเวียน แต่ละสายประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์จำนวนหลายโมเลกุลเรียงต่อกัน สายทั้งสองจับยึดกันด้วยพันธะไฮโดรเจนจากสารประกอบไนโตรเจนทั้ง 4 คือ อะดินีน จับกับ ไธมีน และ กัวนีน จับกับไซโตซีน ของอีกสายหนึ่ง ในทิศทางที่กลับทิศกัน โมเลกุลของดีเอ็นเอประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์ตั้งแต่หลายพันคู่ จนถึง 20000 คู่ การเรียงตัวของนิวคลีโอไทด์ที่แตกต่างทำให้ลักษณะดีเอ็นเอมีความหลากหลาย ลักษณะทางพันธุกรรมที่ทำการถ่ายทอดจึงมีความแตกต่างกันด้วย

การทำงานและหน้าที่ของยีนสามารถตรวจสอบโดยการชักนำให้เกิดการกลายพันธุ์ เช่น ในปี ค.ศ. 1941 จี ดับบลิว บีเดิล และ ดี แอล แทททัม (G.W. Beadle and D.L. Tatum) ศึกษาถึงความสัมพันธ์ระหว่างยีน และ เอนไซม์ จากการชักนำให้เกิดการกลายพันธุ์โดยการฉายรังสีอัลตร้าไวโอเลต ในราขนมปังที่ชื่อ นิวโรสสปอรา นำสายพันธุ์กลาย (mutants) มาทำการเพาะเลี้ยงบนอาหาร พบว่าสายพันธุ์กลายบางตัวไม่สามารถเจริญได้ในอาหารที่ขาดกรดอะมิโนบางชนิดเมื่อเทียบกับพันธุ์ปกติ (wild type) ทำให้ทราบว่า เมี่อยีนเปลี่ยนไปทำให้ไม่สามารถสร้างเอนไซม์บางชนิดที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์กรดอะมิโนบางชนิดได้ ทำให้ได้สมมุติฐานว่า ยีนตัวหนึ่งทำหน้าที่ควบคุมหนึ่งเอนไซม์ (one gene one enzyme) คือ ยีนปกติจะควบคุมการสร้างเอนไซม์เป็นปกติ ถ้ายีนผิดปกติไปการสังเคราะห์เอนไซม์จะไม่เกิดขึ้น หรือผิดปกติไป ทำให้ไม่เกิดปฏิกริยาในกระบวนการต่างๆ ในร่างกายที่มีเอนไซม์นั้นเกี่ยวข้อง โดยมีดีเอ็นเอทำหน้าที่เป็นแม่พิมพ์ทำหน้าที่สังเคราะห์กรดอะมิโนที่เป็นองค์ประกอบของโปรตีนชนิดต่างๆ เบสไนโตรจินัสทั้ง 4 ชนิดบนสายดีเอ็นเอทำหน้าที่เป็นรหัสในการสังเคราะห์กรดอะมิโนทั้ง 20 ชนิด กรดอะมิโนเกิดจากการเรียงตัวของเบสจำนวน 3 เบส ที่เรียกว่า codon ซึ่งมีความสัมพันธ์กับ anticodon บน tRNA ในกระบวนการลอกรหัสเพื่อสร้างเป็นโปรตีนต่อไป

โครงสร้างที่พบอยู่ในนิวเคลียสของเซลล์แต่ละเซลล์เรียกว่า โครโมโซม ในโครโมโซมมีโมเลกุลของข้อมูลที่จำเป็นต่อการสร้างโปรตีนชนิดหนึ่ง ที่ใช้ในการสร้างและควบคุมเซลล์ โดยยีนเป็นตัวกำหนดลักษณะของคนแต่ละคน เช่น สีผม สีตา ในระหว่างที่มีการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ เซลล์สืบพันธุ์เป็นตัวถ่ายยีนไปสู่รุ่นที่เกิดขึ้นใหม่

ยีน
โครโมโซมประกอบด้วย ดีเอ็นเอ ซึ่งขดตัวพันกันเป็นเกลียวแน่น โครงสร้างทางเคมีอันสลับซับซ้อนของดีเอ็นเอนี้จะคลายเกลียวออก เปิดตัวยีนออกมาเมื่อจำเป็นต้องใช้ ยีนสร้างโปรตีนที่จำเป็นต่อการสร้างเซลล์ขึ้นใหม่ ก่อนเซลล์จะมีการแบ่งตัว โครโมโซมจะจำลองรูปแบบของตนเองไว้

ไมโตซีส
ขณะที่มีการเจริญเติบโตและซ่อมแซมส่วนที่สึกหรอ เซลล์ของร่างกายจะแบ่งตัวออกเป็น 2 เซลล์ โครโมโซมที่อยู่ในนิวเคลียสของเซลล์ จะมีการจำลองตนเอง เซลล์ใหม่แต่ละเซลล์จะมีจำนวนโครโมโซม 46 แท่ง เหมือนเซลล์เดิมทุกอย่าง

ไมโอซีส
เซลล์สืบพันธุ์มีจำนวนโครโมโซม 23 แท่ง ในขณะที่เซลล์มีการแบ่งตัวแบบไมโอซีส จะเกิดการสลับที่และผสมยีนกันขึ้น เซลล์แบ่งตัวโดยที่เซลล์ที่เกิดใหม่ ได้รับโครโมโซม 23 แท่งเท่านั้น ในการแบ่งตัวเซลล์ขั้นที่ 2 โครโมโซมจะแยกตัวออกจากกัน กลายเป็นเซลล์สืบพันธุ์อีก 2 เซลล์

พันธุกรรม
ยีนถูกถ่ายทอดจากรุ่นหนึ่งไปยังอีกรุ่นหนึ่งต่อๆไป เด็กทารกจะได้รับยีนครึ่งหนึ่งจากพ่อ และอีกครึ่งหนึ่งจากแม่ 1 ใน 4 ของยีนในตัวมาจากรุ่นปู่ ย่า ตา ยาย การสลับที่ของยีนในขณะที่เซลล์มีการแบ่งตัวแบบไมโอซีส หมายความว่าพี่ชายกับน้องสาว จะได้รับการถ่ายทอดยีนที่ไม่เหมือนกันจากพ่อแม่ อย่างไรก็ตาม ความคล้ายคลึงกันของสมาชิกในครอบครัวอาจมีขึ้นได้

เครดิต ณัฐฎา แสงคำ

กฏพันธุกรรมของเมนเดล

การศึกษาพันธุศาสตร์ของเมนเดล

เกรเกอร์ โยฮัน เมนเดล เกิดในปี ค.ศ. 1822 ที่ไฮน์เซนดรอฟ ประเทศออสเตรีย เป็นบุตรชายคนเดียวในจำนวนพี่น้อง 3 คน ของชาวนายากจนชาวโบฮีเมียน เขาได้รับการศึกษาเพราะการช่วยเหลือจากเงินของพี่สาว พอเงินหมด เขาจึงต้องบวชเพื่อให้ได้ศึกษาต่อ ในปี 1847 โดยรับหน้าที่รับผิดชอบดูแลสวน และพืชพันธุ์ไม้ของวัด อันเป็นแรงดลใจในการค้นคว้าของเขาอย่างยิ่ง
บาทหลวงเกรเกอร์เผชิญกับความพลาดหวังอย่างอดทนเป็นเวลาถึง 20 ปี ที่เขายังคงสอนหนังสือในฐานะครูผู้ช่วยและเพื่อชดเชยกับความผิดหวัง เขาจึงได้ทุ่มเทเวลาว่างทั้งหมดโดยทำงานในสวนของวัด ที่นั่นมีพืชพันธุ์ไม้มากมาย แต่ละชนิดแตกต่างกันไปหลายอย่าง ความแตกต่างกันนี้ ทำให้บาทหลวงเกรเกอร์นึกสงสัย เขาจึงผสมพันธุ์ถั่วพันธุ์เดียวกันและต่างพันธุ์ เป็นจำนวนแตกต่างกันถึงยี่สิบสองชนิดของต้นถั่ว เพื่อศึกษาลักษณะทั้งหมด เขาศึกษาเมล็ด ดอก และความสูงที่เติบโตและจากเวลาแปดปีเต็มในการทำงานและการ ทดลองหลายพันครั้ง บาทหลวงเกรเกอร์พบสามสิ่ง
สิ่งแรก เมื่อผสมพันธุ์ถั่วชนิดต่างกันสองชนิดผลผลิตต่อมาที่ได้เป็นพันธุ์ชนิดเดียว ยกตัวอย่าง ถ้าหากเขาผสมพันธุ์ถั่วเมล็ดสีเหลืองกับชนิดเมล็ดสีแดง มันจะผลิตพันธุ์เมล็ดสีเหลืองออกมาต่อไป เมื่อผสมพันธุ์ต่างชนิดกันของผลผลิตรุ่นแรกรุ่นต่อไปจะมีเมล็ดทั้งสองชนิด ต้นที่มีเมล็ดสีเขียวทุกๆต้น จะมีสามต้นที่มีเมล็ดสีเหลือง นี่เป็นเพราะว่าหน่วยถ่ายพันธุ์ที่ผลิตเมล็ด สีเหลืองเป็นหน่วยถ่ายพันธุ์ที่สำคัญคือ ยีนเด่น หน่วยถ่ายพันธุ์ที่ผลิตเมล็ดสีเขียวเรียกว่า ยีนด้อย หรือหน่วยถ่ายพันธุ์ตัวรอง
สิ่งที่สาม ถ้าหากเขาผสมพันธุ์ถั่วต่างชนิดกันด้วยถั่วสองชนิด หรือมากกว่านั้นที่มีลักษณะแตกต่างกัน เขาจะค้นพบกฎข้อที่สาม สมมติว่าเขาผสมพันธุ์ถั่วที่มีเมล็ดเรียบสีเหลืองกับพันธุ์ถั่วที่มีเมล็ดหยาบสีเขียว รุ่นแรกเมล็ดเรียบสีเหลืองจะเป็นตัวเด่นในรุ่นต่อไป จะมีอัตราส่วนเมล็ดเรียบสีเหลือง 9 ส่วนต่อ 3ส่วน เมล็ดหยาบสีเขียว เมล็ดหยาบสีเหลืองหนึ่งต่อหนึ่งเมล็ดหยาบสีเขียว
เมนเดลทราบว่า การค้นพบของเขาสำคัญมากสำหรับผู้ที่ผสมพันธุ์พืช และสัตว์ เขาได้เขียนเรื่องราวเหล่านี้ ส่งไปยังสมาคมวิทยาศาสตร์แห่งหนึ่ง แต่ไม่มีใครสนใจแม้แต่น้อย เมนเดลจึงเลิกล้มความพยายามที่จะตีพิมพ์งานของเขา เขาเก็บรายงานไว้ในห้องสมุดของวัดและทำการทดลองต่อด้วยตนเองอย่างเงียบๆ ในส่วนสำนักสงฆ์ จนกระทั่งถึงแก่กรรมในปี ค.ศ. 1884
หลังจากนั้นอีก 16 ปี คือในปี ค.ศ. 1900 ผลงานของเมนเดล จึงได้ตีพิมพ์เผยแพร่ การค้นพบของเกรเกอร์ เมนเดล นับว่าเป็นรากฐานของการศึกษาเกี่ยวกับพันธุกรรมของสิงมีชีวิต เมนเดลจึงได้รับยกย่องให้เป็น ” บิดาแห่งพันธุ์ศาสตร์ ”
พันธุกรรม คือ ความโน้มเอียงทีลูกจะมีลักษณะคล้ายพ่อแม่หรือบรรพบุรุษ การถ่ายทอดลักษณะต่างๆ จากพ่อแม่ไปยังลูก จะเห็นว่าไม่มีใครมีลักษณะเหมือนพ่อแม่ทุกประการ บางทีอาจจะไปเหมือน ปู่ ย่า ตา หรือ ยาย
เมนเดลได้ทำการเพาะเมล็ดถั่วจากต้นถั่วที่มีลักษณะต่างๆ แล้วนำมาผสมพันธุ์กัน จากผลการทดลองปรากฏว่า ถ้านำถั่วต้นสูงผสมกับต้นเตี้ย ลูกออกมาจะสูงหมด แต่เมื่อนำต้นลูกมาผสมพันธุ์กัน จะได้ทั้งต้นสูง และต้นเตี้ย คิดเป็นอัตราส่วน 3:1 เสมอ ลักษณะที่ปรากฏออกมาบ่อยๆนั้นเรียกว่า ลักษณะเด่น(Dominance) เช่น ถั่วพันธุ์ต้นสูง คนผิวปกติลักษณะที่ปรากฏน้อยครั้งเรียกว่า ลักษณะด้อย(Recessive) เช่น ถั่วพันธุ์ต้นเตี้ย คนผิวเผือก ซึ่งในรุ่นลูกนั้นลักษณะเด่นจะข่มลักษณะด้อยไว้ แต่จะปรากฏออกมาในรุ่นหลานหน่วยพันธุกรรมหรือยีนที่ควบคุมลักษณะต่างๆ นั้น มีอยู่2 แบบคือ ยีนเด่นและยีนด้อย
ยีนเด่น คือ ยีนที่สามารถแสดงลักษณะต่างๆนั้นออกมาได้ แม้มียีนนั้นเพียงยีนเดียว เช่น ยีนผิวปกติอยู่คู่กับยีนผิวเผือก ก็จะแสดงลักษณะผิวปกติ เพราะยีนผิวปกติเป็นยีนเด่น
ยีนด้อย คือ ยีนที่สามารถแสดงออกมาได้ต่อเมื่อมียีนด้อยนั้นทั้งสองยีน เช่น ยีนผิวเผือกเป็น ยีนด้อย การแสดงออกของลักษณะผิวเผือกจะต้องมียีนผิวเผือกทั้งคู่ จึงจะแสดงลักษณะนั้นออกมา นอกจากนี้ยังมีลักษณะอื่นๆ ที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมโดยมียีนเด่นและยีนด้อยเป็นตัวควบคุม

ลักษณะพันธุ์แท้และพันธุ์ทาง
พันธุ์แท้ ( Homologous) คือพันธุ์ที่มียีนเหมือนกันทั้งคู่ อาจจะเป็นยีนเด่นทั้งคู่ ซึ่งจะเขียนแทนด้วยTT,AA,BB หรือ เป็นยีนด้อยทั้งคู่ เขียนแทนด้วย tt,aa,bb เป็นต้น พันธุ์ทาง ( Heterozygous) คือพันธุ์ที่มียีนต่างกัน มาจับคู่กัน เช่น Tt,Aa,Bb เป็นต้น ซึ่งลักษณะที่ปรากฏจะเป็นไปตามยีนเด่น แต่ยีนด้อยที่มาเข้าคู่อยู่ สามารถทำให้เกิดลักษณะด้อยได้ในรุ่นถัดไป                                   กฎของเมนเดล1. กฎข้อที่ 1 ของเมนเดล : กฎแห่งการแยกตัว (Law of segregation)
กฎแห่งการแยกตัว มีใจความว่า สิ่งที่ควบคุมลักษณะทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตที่สืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ มีอยู่เป็นคู่ ๆ แต่ละคู่จะแยกจากกันในระหว่างการสร้างเซลล์สืบพันธุ์ (แยกกันระยะแอนาเฟส – 1 ของไมโอซิส) ทำให้เซลล์สืบพันธุ์แต่ละเซลล์มีหน่วยควบคุมลักษณะนี้เพียง 1 หน่วย และจะกลับมาเข้าคู่อีก เมื่อเซลล์สืบพันธุ์มาปฏิสนธิกัน กฎข้อนี้ของเมนเดลได้จากการศึกษาการถ่ายทอดลักษณะ โดยพิจารณายีนคู่เดียว (monohybrid cross)
เมนเดลได้นำเอากฎแห่งการแยกตัวไปใช้ในการทดสอบลูกผสม โดยการนำเอาลูกผสมที่มีลักษณะเด่นที่ต้องการทราบจีโนไทป์ไปผสมพันธุ์กับต้นที่มีลักษณะด้อย ถ้าลูกที่เกิดขึ้นมีลักษณะเด่นทั้งหมดแสดงว่าลูกผสมที่มีลักษณะเด่นที่นำมาทดสอบ เป็นฮอมอไซกัส แต่ถ้าลูกที่เกิดขึ้นมีอัตราส่วนระหว่างลูกที่มีลักษณะเด่น กับลูกที่มีลักษณะด้อยเท่ากับ 1:1 แสดงว่าลูกผสมที่นำมาทดสอบเป็นเฮเทอโรไซกัส วิธีตรวจสอบจีโนไทป์ดังกล่าวเรียกว่า การผสมเพื่อทดสอบ หรือ เทสต์ครอส ( test cross )
2. กฎข้อที่ 2 ของเมนเดล : กฎแห่งการรวมกลุ่มอย่างอิสระ (Law of independent assortment)
กฎแห่งการรวมกลุ่มอย่างอิสระ มีใจความว่า ในเซลล์สืบพันธุ์จะมีการรวมกลุ่มของหน่วยพันธุกรรมของลักษณะต่าง ๆ การรวมกลุ่มนี้เป็นไปอย่างอิสระ จึงทำให้สามารถทำนายผลที่เกิดขึ้น ในรุ่นลูกหลานได้ กฎข้อนี้ของเมนเดลได้จากการศึกษาการถ่ายทอดลักษณะโดยพิจารณาจากยีน 2 คู่ (dihybrid cross)
การศึกษาการถ่ายทอดพันธุกรรมลักษณะเดียว (monohybrid cross)
เมนเดล ผู้ซึ่งเป็นบิดาแห่งพันธุศาสตร์ ทำการศึกษาพันธุกรรมของถั่วลันเตา จนประสบความสำเร็จได้นั้นประการหนึ่งก็คือเขาได้มีการวางแผนการศึกษาอย่างมีระบบระเบียบ เขาศึกษาพันธุกรรมของถั่วลันเตาถึง 7 ลักษณะ แต่เพื่อไม่ให้เป็นการสับสน เขาจึงเลือกทดลองทีละลักษณะ เช่น เขาได้ทดลองโดยนำต้นถั่วสูง 3 ฟุต มาผสมกับต้นถั่วสูง 1 ฟุต (ต้นเตี้ย) ปรากฏว่าลูกรุ่นที่ 1 ที่ได้มีลักษณะเป็นต้นสูงทั้งหมด ต่อมาเขานำลูกรุ่นที่ 1 (F1) มาผสมกันเองปรากฏว่าได้ต้นสูง 787 ต้น เตี้ย277 ต้น (อัตราส่วนประมาณ 3 : 1) เขาได้อธิบายว่าลักษณะของต้นถั่วที 2 แบบ คือต้นสูงและต้นเตี้ย เมื่อนำมาผสมกัน ลูกที่ได้ ย่อมได้รับลักษณะจากทั้งพ่อและแม่ เหตุที่ลักษณะต้นเตี้ยไม่ปรากฏในรุ่น F1 เพราะต้นสูงเป็นลักษณะเด่น จะข่มต้นเตี้ยซึ่งเป็นลักษณะด้อยไว้
ลักษณะของต้นถั่วลันเตา 7 ลักษณะที่เมนเดลเลือกนำมาศึกษามีลักษณะดังนี้
1. รูปร่างของเมล็ด
2. สีของเนื้อเมล็ด
3. สีของเปลือกหุ้มเมล็ด
4. รูปร่างของฝักถั่วที่แก่เต็มที่
5. สีของฝักถั่วอ่อน
6. ตำแหน่งของดอก
7. ความสูงของลำต้น
            การถ่ายทอดทางพันธุกรรมสองลักษณะ (dihybrid cross)
เป็นการผสมที่เกี่ยวข้องกับลักษณะเพียง 2 ลักษณะและควบคุมโดยยีน 2 คู่ ที่อยู่คนละโครโมโซม โดยปกติ ถ้าผสมระหว่างพ่อแม่ที่มีลักษณะตรงข้ามกันอยู่ 2ลักษณะ และแสดงลักษณะเด่นอย่างสมบูรณ์รุ่น F2 จะได้สัดส่วนของฟีโนไทป์เป็น9 : 3 : 3 : 1 ทั้งนี้เนื่องจากการแยกกันของยีนแต่ละคู่ ไปสู่เซลล์สืบพันธุ์เป็นอิสระจากคู่อื่น ๆ ตามกฎข้อที่ 2 ของเมนเดลเรียกว่าเป็นกฎแห่งการรวมกลุ่มอย่างอิสระ

เครดิต //siripornbuaban.blogspot.com/p/blog-page_4011.html

เครดิต ชนกานต์ โมรานอก 

รูปภาพของกฏเมนเดล เครดิต//www.google.co.th/search?q=%E0%B8%81%E0%B8%8E%E0%B8%82%E0%B8%AD%E0%B8%87%E0%B9%80%E0%B8%A1%E0%B8%99%E0%B9%80%E0%B8%94%E0%B8%A5&biw=1366&bih=667&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=s76QVf3yI4TJuASPpoGgAw&sqi=2&ved=0CAYQ_AUoAQ#imgrc=CmavkvJxH-JJZM%3A

จบการนำเสนอเพียงเท่านี้ครับสวัสดีครับ ^^

ข้อใดเป็นลักษณะของถั่วลันเตาที่ Mendel ศึกษา

ลักษณะของถั่วลันเตาที่เมนเดลศึกษามีทั้งหมดกี่ลักษณะ

เจ็ดลักษณะของถั่วลันเตาที่ เมนเดล ศึกษา เป็นพันธุกรรมแบบใด

เมนเดลได้ทดลองผสมถั่วลันเตาที่มีลักษณะต่างกันกี่ลักษณะ