นานมาแล้วที่นักวิทยาศาสตร์ทราบว่าภายในนิวเคลียสของเซลล์สิ่งมีชีวิตมีองค์ประกอบสำคัญที่เรียกว่า DNA ซึ่งเป็นแหล่งรวบรวมข้อมูลทางพันธุกรรมทั้งหมดของสิ่งมีชีวิต ประกอบด้วยน้ำตาลไรโบส หมู่ฟอสเฟต และไนโตรจีนัสเบส แต่ก็ยังไม่สามารถอธิบายความสามารถในการเก็บและถ่ายทอดข้อมูลทางพันธุกรรมได้
ฟรานซิส คริก และ เจมส์ วัตสัน เชื่อว่าคำตอบของปัญหาดังกล่าวอยู่ที่โครงสร้างของ DNA หลังจากพยายามศึกษาวิจัยอย่างหนัก ในที่สุดพวกเขาก็ได้ค้นพบโครงสร้างของ DNA
DNA (deoxyribonucleic acid) เป็นสารพันธุกรรมที่ประกอบด้วยพอลินิวคลีโอไทด์ (polynucleotide) 2 สาย พันกันเป็นโครงสร้างเกลียวคู่ (double helix) มีลักษณะคล้ายบันไดเวียนขวา โครงสร้างเกลียวคู่มีความกว้าง 2 nm เกลียวแต่ละรอบห่างกัน 3.4 nm. แต่ละนิวคลีโอไทด์จะประกอบด้วย น้ำตาลดีออกซีไรโบส หมู่ฟอสเฟต และไนโตรจีนัสเบส (A T C และ G) พอลินิวคลีโอไทด์ทั้ง 2 สายยึดติดกันด้วยพันธะไฮโดรเจนระหว่างเบสคู่สม (A คู่กับ T และ C คู่กับ G)
การค้นพบโครงสร้างของ DNA และความสำคัญของ DNA ในการถ่ายทอดข้อมูลทางพันธุกรรมในสิ่งมีชีวิต ส่งผลให้ทั้งคู่ได้รับรางวัลโนเบล สาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ ในปี ค.ศ. 1962 โดยได้รับร่วมกันกับนักวิทยาศาสตร์คนสำคัญอีกท่าน คือ มอริส วิลคินส์
การค้นพบโครงสร้างเกลียวคู่ของ DNA นั้น ได้รับยกย่องว่าเป็นหนึ่งในการค้นพบที่ยิ่งใหญ่ที่สุดแห่งศตวรรษที่ 20 และกลายเป็นรากฐานสำคัญทางสาขาวิชาพันธุศาสตร์และเทคโนโลยีชีวภาพสมัยใหม่
————————————-
อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับ DNA ได้ที่
หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์ ชีววิทยา ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 เล่ม 2
หนังสือเรียนรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์ วิทยาศาสตร์ชีวภาพ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4
————————————-
อ้างอิง
//www.britannica.com/biography/Francis-Crick
//www.crick.ac.uk/…/our-history/about-dr-francis-crick
//www.sciencehistory.org/…/james-watson-francis-crick…
//www.nobelprize.org/prizes/medicine/1962/summary/
- Facebook iconFacebook
- Twitter iconTwitter
- LINE iconLine
DNA Francis Crick
������ͧ͢�٤����ͷ��ǹ�˭� (98%) �о�㹹������� ���ç���ҧ����¾��չ�Ǥ����� ���ͧ��·���Ѻ��ȷҧ�ѹ (antiparallel) �ѹ�ѹ������Ǥ�� (double helix) �����������չ��о����Դչ�������ѹ��е�駩ҡ�Ѻ��ӵ��-��� �ç���ҧ��д١�ѹ��ѧ�ͧ�����������ҧ�ѹ����� �ਹ����������ҧ�ʤ���� (complementary bases) �������Թ�Ǥ����䷴��ͧ��¹�鹨Ѻ�ѹ���ҧ����д��¾ѹ������ਹ ��èѺ������ͧ�� (complementary base pairing) ���ҧ���������� ҧ�дԹչ�Ѻ���Ѻ��չ��С�ҹչ�Ѻ���Ѻ�չ �����������ҡ������������ç���ҧ�ͧ������ʹ����Ըա���ѡ�ˡ�Ш�¢ͧ�ѧ����硫� (x-ray diffraction)�¹ѡ�ѹ����ʵ��������ԡҪ��� ���� �ѵ�� � (James Watson) ��йѡ���ԡ�����ѧ��ɪ��� ��ҹ��� ��ԡ (Francis Crick) 㹻� �.�. 1953 �ѵ�ѹ��Ф�ԡ���ʹ��ç���ҧ�������������Ǥ�� ��Сͺ������¾��Թ�Ǥ����䷴� 2 ����շ�ȷҧ�ѹ �ѹ��ѡɳ��������ǹ��� ���¡��� �������Ẻ�� (����鹼�ҹ�ٹ���һ���ҳ 20 �ѧʵ��� (Ao) ������˹���ͺ�������ҡѺ 3.4 nm ���� 34 Ao ���ʤ��������Ժ������ͺ �������չ��о����Դչ ������������ѡɳз�����ҹ�ѹ ���йҺ��ͺ�����ҡ�Ѻ�ͧ����� ����ǹ������ͧ�˭� (major groove) �����ͧ��� (minor groove) ��ʹ����� �͡�ҡ�������Ẻ������ �ѧ�������� �Ẻ�� ��� �� ��觵�ҧ��������Ǥ�����¹��Ҥ�����ѹ �Ѩ�غѹ�ѧ�龺�������Ẻ (Z-DNA) ���������Ǥ�����¹���� ������ͨ����ç���ҧẺ��ѡ�������Ѻ��Դ�ͧ�� ����ҳ������������з��Ѻ�������Ѻ������� �Ԥ PCR 㹡�������ӹǹ DNA ����ԹԨ����ä�ҧ��Դ���������ѧ�������ѹ������ ������� ���� Deoxyribonucleic (DNA) ������ѹ��������˹������Ǻ�����������ʹ�ѡɳ���ҧ� �ͧ��������Ե �������������Сͺ����˹�����������ҹ������¡��� ���Ǥ����䷴�� �ѹ���ش�ͧ���š����� ������ྐྵ�� �����������������ѵ�����ҧ���� ��ʔ 1 ��� ������������� 4 ��Դ��� adenine (A) , guanine (G) , cytosine (C) , thymine (T)�ѡɳ��ç���ҧ�ͧ���������Сͺ����ҡ����ش��Ǥ����䷴� 2 ���������ѹ��������ѹ���ѡɳ��������������ѹ����¹ ������������§�������������������� ���������˹������ִ�Ѻ�����ҧ�������ͧ ��л�ҡ���������ǹ������� A ���Ѻ������ҧ�ѹ�СѺ�� T �����ǹ������� G ���Ѻ����� C �������Ѻ����ѹ������¡������������ (�ѧ�ʴ���Ҿ��� 1) ���������ǹ����������������ͧ�������������ͧ ��չ� (gene) �������ǹ�����è�����������Ѻ������ҧ�õչ��Դ���Դ˹�� ���չ�����ҧ�ѹ���������˹�����������������§���Ѻ�ͧ��������ѹᵡ��ҧ�ѹ���������� ����ö�������������ѹ��������
������
��� DNA ������������ѹ�������ͧ��������Ե ������Ҵ���ᵡ��ҧ�ѹ�ҡ��ó��ͧ����������Ҩ�ը��� (genome) �����������ѹ�������������� DNA ���� RNA ������ ����Ҩ������������������������������� (linear) ǧ��ǹ (circular) ����������¡�ѹ (segments) �����ҧ�ҡ�����ͧẤ�����������������Ե����٧ ��������õչ�����Ѻ�ѹ����Ѻ��� DNA ������ٻ��ҧ������Ѵ ������¡��������� (chromosome) (�Ҿ��� 2) ����Ấ������ ���������� ��Сͺ���� DNA �������������Դǧ��ǹ�Ѻ�������Ѻ�õչ������Դ ����������¡�����Ǥ����´� (nucleoid) ������������������������������������������Ե����٧ ��� DNA ��������ѡɳ�����Ѻ����Ѻ��� (histone) ����õչ��Դ���� ��������ѹ���˴����ͧ��� DNA �����������ö��è�������ǹ���������ͧ������ �͡�ҡ������������ ���������Ե����٧�ѧ���չ����������ǹ�ͧ organelle ���� ����ת�����չ������������� (mitochondria) �������þ��� (chloroplast) �ա��ǹ˹�������Ԥ Polymerase Chain Reaction (PCR)
Polymerase Chain Reaction ���� (PCR) ���Ԥ����Ѻ��������ҳ����������������ѡ��� DNA Replication ���������ѧ����������� ��� �� ������� �ҡ ���������Ẻ���ʹ���ͧ�������������ѹ�����������������������Դ�������ҹ��� �Ԥ����Ѳ������������ �.�. 2528 �� Kary Mullis ��������������ѷ Cetus Corporation �ش���ͧ�Ԥ PCR ��� ����ö��������ҳ������� �����ҧ���������������������ҹ����������������� ���֧�Ѩ�غѹ����Ԥ PCR ���Ѻ�����Ѻ��ا����Ѳ������� � ��ҹ����з�����Ѻ�������Ѻ��������������Ӥѭ�ҡ����ҹ��ҹͳ�������š�� ����ö���������ª������駡Ѻ�ҹ�Ԩ���ҧ������š������ѹ�����ǡ��� �� �����������ҳ�չ (gene cloning) ��������������Ѻ���ͧ�չ (gene sequencing) ������ҧ �� ��� �� �Դ��� (DNA probe) �������Ԩ������ء�� �� ����֡������ʴ��͡�ͧ�չ�ҡ mRNA ������ҧ�չ�����ѹ��� (in vitro mutagenesis) �����������˹������ѹ������չ (point mutations and deletions) �����Ԥ PCR 㹡�������ӹǹ DNA�Ҿ��� 1 ͧ���Сͺ����ç���ҧ�ͧ DNA ��èѺ���ѹ�ͧ�ʤ�����ͧ��� DNA �ͧ��·�������ѡɳ�����Ǥ�� ��Ѻ��ȷҧ
(����� : Alberts ����, 1983)
�Ҿ��� 2 ��� DNA ����Ǥ��ѹ�Ѻ�õչ���˴�����������ҵչ������������������������
(����� : Freifelder, 1985)
��ѡ��âͧ PCR
(����� : PE applied Biosystems)�ҡ������� 1-3 ����Ѻ���ӹǹ 1 �ͺ (one cycle) ���������Ե�����������������������Ѻ����������Ѻ��������������Ẻ����������ͧ��� ������Ѵ����Դ��ԡ������١���ҡ������ 1 �֧ 3 ��ع���¹��ա���� � �ͺ����������ҳ��������� �ҡ��� ����ҳ�����ԡ����� 20 �ͺ ����ö��������ҳ����������������������� 100,000 ���
����������������ͧ���ԡ����� PCR
���ͧ�ҡ����� PCR ��������ҧ���������� ����������ʹ���ͧ �֧��ͧ�����������������������������������ͧ �����������������ҧ���������������� �����������ͧ����ԡ����� PCR ���ѧ�������- Deoxynucleotides (dNTPs) ����Ǥ����䷴� �����˹�����������Ѻ����ѧ��������������������
- DNA polymerase ����������Ѻ�ѧ�������������������������ԡ���������������Ǥ����䷴�������ҡѺ�������
- Primer ���������������������� � ��������Ѻ����������Ѻ��������������Ẻ�ͧ����ѧ������ ������ PCR �֧��ͧ��Һ���Ѻ���ͧ������������ͧ����������ӹǹ �������������ҧ����������
- PCR buffer ��������������Ǻ���������ͧ�������ԡ��������������� �� pH ���������ҧ � �������ͧ��������������� (Mg++) ��������
- Template ������������Ẻ�����չ��ǹ�����ͧ�����������ҳ ������������ҧ������� �����ͧ���������Ǩ��������������
����ͧ��������ҳ������� (PCR machine)
����ͧ Thermal cycler ���� PCR machine ������ͧ������������� PCR �������ͧ�������������Ẻ��������к���鹡Ѻ����͡Ẻ�������Դ���ͧ����ѷ �����Ե ����Ӥѭ�����ͧ����ö��Ѻ����¹�س�������������������������������ҹ��ع���¹�ѹ���� � �ͺ����������������ҹ������������¹�ŧ�س����� �����������������������ҹ�ѡ����������������������� denaturing annealing ��� extension �������ǧ 15 �Թҷ� �֧ 10 �ҷ� �ѧ��������������ҳ����������Ը� PCR 25-40 �ͺ ������������ҳ 1.5-5 ����������������������Ե��������ҡ��ԡ����� PCR
�����������Դ�ҡ��ԡ����� PCR ���ʹ��ͧ���������ö�ͧ��������������� �ѧ���������Ǩ�������������Ե����ͧ��������ҧ����� PCR ���¡��������������Ԥ������¡��� agarose gel electrophoresis ���������¡��������������������������� (Agarose gel) �������ҧ��������������ö�������������������Ѻ��Ҵ�ͧ������������������������ �����������¡���Ը��������ö�ͧ������������������������� ��������ͧ�ʧ������͡Ѻ�ʧ�ص��������ŵ ��������ᶺ����������ͧ�ʧ������� (�Ҿ��� 4)������������� ethidium bromide �����Ҿ������ʧ ultraviolet
����ª���ͧ PCR ������Ǩ�ԹԨ����ä
�Ѩ�غѹ����Ѻ����� PCR ���Ԥ�Ӥѭ�ҡ��ҹͳ�������š�� ���������ҹ����ҹ���ͧ��Ժѵ��������֧�������ء�����ҧ���ᾷ���������ɵ�����ö�������ԹԨ����ä��ҧ � ����ä�Դ��������ä�ҡ�ѹ������ �֡�������ѹ�����������ѹ����ͧ�ѹ�����������չ ��Ἱ����չ����֡�����Ѻ���ͧ�չ�ͧ��������Ե���ء��Դ ���������ͧ���ҡ�Ԥ�������ö�����ӹǹ����������ʹ��֡�����������ҳ�ҡ������ѹ�Ǵ���� ������Ԥ���������������ª���ͧ PCR �ҧ��ҹ���ᾷ�� ���� �����Ǩ�ԹԨ����ä�������Ǩ���������������Ấ��������������˵��ͧ�ä (�� �ä�ʹ��,�ѳ�ä,��������) �����Ǩ���չ�������� (�� ����������,�����������˭�) �������ª���ͧ PCR �ҧ���ᾷ�������������������ԹԨ����ä������ͧ�ѹ����ѡ��������ҧ������Է���Ҿ�ҡ�������ҧ��ҹ����ɵ� PCR �����ҷ�ҡ��ҹ��ҹ�����Ѻ��ا�ѹ����ת �����Ǩ�ͺ����ѹ����ת �����Ǩ�ԹԨ����ä����ѹ����ת��ҹ�ҹ�ä ����֡����������ѹ�������ҧ�ת�Ѻ�����ä�������֡���չ�Ѻ������ � �ͧ�ת��������ä �������ʴ��͡�ͧ�չ���������� ����Ԥ PCR ���������������֧�ѹ�������ͧ�����ä�ת��� �ת����� ��ʹ����������������ͧ�ѹ�ӨѴ�ä�ת����Դ�ҡ������ Ấ������ �������� �����������˵��ä��� ��������Ԥ PCR ���١��������ص��ˡ����������§��� ����� �ص��ˡ������͡�������������Ѻ������� 4-5 ������ҹ�ҷ����� ����Ѩ�غѹ����ɵ�����������ʺ�ѭ���ҡ�ä�кҴ��������§��� ��������������Ե������͡�������������٭����������֧���� 1-2 ������ҹ�ҷ ���˵��ͧ�ä�кҴ��������� ��ǹ�˭��Դ�ҡ��������������ͧ���Ԥ PCR ������Ǩ�ͺ ���������ö��ͧ�ѹ�������кҴ�ͧ�ä���ѹ��ǧ�� �͡�ҡ�������Ѵ���͡����ѹ�������������������������ѹ�������������û�ǹ�ѹ�ء��� (genetic diversity ���� Variation) �٧���������ö���Թ������������Ը�����Ѵ���͡���������Է���Ҿ ����١��ͧ�֧�дѺ �ѹ��������������ͺ������ҡ ��Ƿ.