จีเอ็มโอ คืออะไร?
ทำไมถึงไ ด้มีการต่อต้านกันนัก? ได้ยินมานานนักหนาจากหน้าหนังสือพิมท์ โทรทัศท์ ที่ผ่านมาเราได้เห็นเฉพาะที่สื่อมวลชนทั้งหลายนำเสนอ วันนี้เราขอนำเสนอ จีเอ็มโอโดยตรงจากนักวิทยาศาสตร์ด้านพันธุศาสตร์ เราจะมาเริ่มทำความเข้าใจกับธรรมชาติของสิ่งมีชีวิต ความรู้พื้นฐานที่นักวิทยาศาสตร์ได้ทราบกันมานาน และนำมาใช้ในการสร้าง จีเอ็มโอ

ก่อนอื่นต้องขอพูดถึง DNA ดีเอ็นเอก็คือสารพันธุกรรมที่เป็นตัวส่งข่าวสารจากพ่อ แม่ไปสู่ลูก (อ่านเพิ่มที่นี่ จาก Magazine ฉบับที่แล้ว) ทบทวนกันสักนิด "ดีเอ็นเอ" ก็ย่อมาจาก Deoxyribonucleic acid เป็นส่วนประกอบพื้นฐานสำหรับสิ่งมีชีวิตเกือบทุกชนิด ดีเอ็นเอ ประกอบไปด้วย โมเลกุล 4 ชนิด ซึ่งเรียกรวม ๆ ว่า nucleotides โมเลกุลทั้ง 4 ชนิดนั้นเหมือนกันตรงที่ ต่างก็มี น้ำตาล(Deoxyribose) และ กลุ่ม ฟอสเฟต (phosphase) แต่จะต่างกันตรงชนิดของ กลุ่ม เบส (base) ที่ติดอยู่กับแต่ละโมเลกุล ว่าจะเป็น A (จาก Adenine), G (จาก Guanine), C (Cytosine) หรือ T (thymine)จะว่ากันแบบง่าย ๆ

ดีเอ็นเอก็มีลักษณะเหมือนเชือกสองเส้นที่ขนานกัน (ดังในรูป ด้านซ้าย) แล้วแต่ละเส้น จะมีโมเลกุล 4 ชนิดคล้ายลูกปัดร้อยอยู่ แต่ละโมเลกุลจะมี A, G, T หรือ C ติดอยู่ อันดับในการเรียงของลูกปัด หรือ โมเลกุล เหล่านี้ มี ความสำคัญมาก (คำอธิบายอยู่ข้างล่าง) เชือกสองเส้นนี้ติดกันอยู่โดยพลังดูดระหว่าง คู่เบส (จำได้หรือเปล่าว่าเบสก็คืv A, T, G หรือ C) ที่อยู่บนเชือกสองเส้น โดย A จะดูดกับ T และ G จะ ดูดกับ C ด้วยแรงดูดระหว่าง คู่เบส (A คุ่กับ T และ G คู่กับ C)และโครงสร้างเฉพาะตัวของแต่ละ nucleotide (เป็นคำรวมเรียกโมเลกุลน้ำตาลและเบศที่เกาะกับน้ำตาลอันนั้น) นี้ทำให้โครงสร้างของ ดีเอ็นเอ มีลักษณะเป็น double helix (double=สอง helix=เส้นเกลียว) หรือเป็น เกลียว 2 เส้นที่ขนานกัน ดังในรูป

แล้วดีเอ็นเอนี่ทำอะไรในร่างกายของสิ่งมีชีวิต? คำถามนี้ก็มีคนได้พยายามตอบกันมานานมาก เราก็โชคดีที่บรรพบุรุษผู้ขยันนั้นได้หาคำตอบที่มีการพิสูจน์แล้วว่าจริง มาให้เราเรียบร้อย มาฟังคำตอบกันใน Central Dogma ในวิชาพันธุศาสตร์ (Genetics)

โดยทั่วไปแล้ว คำว่า dogma นั้นใช้กับสิ่งที่ยังไม่ได้พิสูจน์ แต่ central dogma ในวิชาพันธุศาสตร์นั้นได้มีการพิสูจน์แล้วว่าเป็นจริง ใน central dogma นี้ หน้าที่ของ ดีเอ็นเอนั้นคือ เป็นพิมพ์เขียว ในกระบวนการ replication เพื่อที่จะสร้าง ดีเอ็นเอเพิ่มขึ้น กระบวนการ replication นั้นก็คล้ายวิธี ถ่ายเอกสารในแง่ที่เราเพิ่มจำนวน ของสิ่งที่เรามีอยู่ให้มีมากขึ้นโดยอาศัยข้อมูลที่บรรจุในเอกสารอันเก่านั้น ในกระบวนการ replication นั้นเราไม่ใช้เครื่องถ่ายเอกสาร หากเราใช้สิ่งที่เรียกว่า enzymes ซึ่ง ก็คือโปรตีนที่สามารถก่อให้เกิดหรือเร่ง ปฏิกิริยาทางเคมีต่าง ๆ ได้แบบเฉพาะตัว ใน replication เอ็นไซม์ที่ทำหน้าที่ก็ได้รับชื่อเฉพาะว่า DNA polymerase (สร้างโพลิเมอร์ของ ดีเอ็นเอ โดยที่คำว่าโพลิเมอร์หมายถึงสิ่งหรือสารที่สร้างมาจากการเรียงตัวกันหลาย ๆ อันของสิ่งใดสิ่งหนี่งที่มีขนาดเล็กกว่า) นอกเหนือ จากเป็นพิมพ์เขียว สำหรับ replication ดีเอ็นเอ ยังเป็นพิมพ์เขียว ในขบวนการ transcription (transcript เป็นคำนามของสิ่งที่ผ่านการ transcribe ซึงก็คือการแปลข้อมูลนั่นเอง) ดังนั้น transcription ในที่นี้ก็คือการแปลข้อมูลจากภาษา ดีเอ็นเอ เป็น ภาษา อาร์เอ็นเอ โดยใช้ เอ็นไซม์ RNA polymerase (สร้างโพลิเมอร์ของ อาร์เอ็นเอ)

"อาร์เอ็นเอ" นั้นย่อมาจาก ribonucleic acid (จะเห็นได้ว่า คำเต็มคล้ายๆ กับของดีเอ็นเอ ต่างกันตรงที่ ดีเอ็นเอมี Deoxy- เติมอยู่ตรงข้างหน้า ซึ่งมาจากความที่ ดีเอ็นเอมี -H เกาะอยู่กับ C ตัวที่ 2 ในน้ำตาล หาก อาร์เอ็นเอมี -OH เกาะอยู่) โครงสร้างของ อาร์เอ็นเอนั้นคล้ายกับ ดีเอ็นเอ หากต่างกันตรงที่ ชนิดของ น้ำตาล (อาร์เอ็นเอนั้นเป็นน้ำตาล ribose แต่ ดีเอ็นเอเป็น Deoxyribose ต่างกันตรว -OH กับ -H) และ T ใน ดีเอ็นเอจะถูกแปรเป็น U (Uracil) ในอาร์เอ็นเอ หน้าที่ของอาร์เอ็นเอ ก็คือเป็นพิมพ์เขียว ในการสร้าง โปรตีน โดยที่จะสร้างโปรตีนอะไรนั้นขึ้นอยู่กับว่าอันดับของเบส (A, T, G or C) บนสายอาร์เอ็นเอ (ซึ่งเป็นอันดับเดียวกับบน ดีเอ็นเอ) และขบวนการสร้างโปรตีนนี้เรียกว่า translation โดยอาศัยกลุ่มเอ็นไซม์ที่ชื่อว่า ribosome ส่วนของ ดีเอ็นเอ ที่เมื่อผ่านการ transcription และ translation แล้ว ได้ โปรตีน 1 โปรตีนเรียกว่า 1 ยีน (gene) โดยส่วนมากแล้วจะตั้งชื่อของ ยีน ต่าง ๆ ตามหน้าที่ของโปรตีนที่สร้างมาจากข้อมูลในยีนนั้น ๆในเซลล์ ดีเอ็นเอของสิ่งมีชีวิตต่างชนิด จะมีปริมาณและจำนวนของยีน ต่างกัน ส่วนมากปริมาณของดีเอ็นเอจะพูดกันในหน่วยที่ เรียกว่า basepair (bp) โดยที่ 1 bp หมายถึง 1 คู่ของ nucleotide หรือ 1 คู่ของเบส (อย่าลืมว่า ดีเอ็นเอเป็นสายสองเส้นขนานกัน 1 คู่ในที่นี้หมายถึง คู่ของ A-T หรือ คู่ของ G-C) นั่นเอง (เพราะ 1 nucleotide มี 1 เบส) มนุษย์เรานั้น มีดีเอ็นเอประมาณ 3x10^9 bp สิ่งที่น่ารู้อีกอย่างหนึ่งก็คือ ดีเอ็นเอในสิ่งมีชีวิตนั้นมีการจัดเรียงต่างกัน เช่นในแบคทีเรีย ดีเอ็นเอจะเรียงตัวเป็นวงกลม (นึกถึงยางวงที่เราเล่นเป่ากบกัน) แต่ในมนุษย์ ยีสต์หรือสัตว์ที่สูงขึ้นมา ดีเอ็นเอจะจัดตัวเป็นเส้น ๆ เรียกว่า โครโมโซม (chromosome) แล้วจำนวนของโครโมโซมเนี่ยก็จะจำเพาะในแต่ละ สปีชี (specie) มนุษย์เราจะมี 46 โครโมโซม (22 คู่ และ 2 โครโมโซมที่ควบคุมลักษณะทางเพศ โดยที่ X ควบคุมลักษณะเพศหญิง และ Y ควบคุมลักษณะเพศชาย) ในรูปด้านซ้ายมือ แต่ละโครโมโซมได้ผ่านการ replication แล้วเราจึงเห็น โครโมโซม 2 เส้นติดกันอยู่แต่ถ้านับแล้วควรจะครบ 46 อัน

แต่ในแมลงหวี่ จะมี 8 โครโมโซม (3 คู่ และ 2 โครโมโซมที่ควบคุมเพศ) สิ่งมีชีวิตที่มีโครโมโซม 2 ชุด (copy) เช่น มนุษย์ และแมลงหวี่ โดยที่หนึ่งชุดมาจากพ่อ และอีกหนึ่งชุดมาจากแม่ เรียกว่า เป็นพวก diploid แต่ในสิ่งมีชีวิตที่มี แค่ 1 copy เช่น แบคทีเรียซึ่งมีโครโมโซมเป็นวงกลม 1 วง จะ จัดเป็นพวก haploid เนื่องจากเซลล์ของ มนุษย์ พืช และ สัตว์อื่นๆ โดยทั่วไป นั้นมีขนาดเล็กมาก (1-10 micrometer ) ดีเอ็นเอจึงต้องมีการ จัดตัวให้ดี (ดีเอ็นเอของมนุษย์มีความยาวประมาณ 2 เมตร) และการจัดตัวของ ดีเอ็นเอนี้สำเร็จล่วงไปได้ด้วยเจ้า โปรตีนที่ชื่อ ฮิสโตน (histone)

หน้าถัดไป -> เทคโนโลยีที่ใช้