จากยีนสู่โปรตีน - จากจีโนมสู่โปรตีโอม
(From gene to protein - from genome to proteome)

    ความสำเร็จของโครงการถอดรหัสพันธุกรรมมนุษย์ (human genome project) เพิ่งจะประกาศให้โลกรับรู้ไปไม่นานนี้ แต่การรู้ลำดับเบสทั้งหมดของจีโนมมนุษย์ ยังไม่ใช่ยาวิเศษรักษาได้สารพัดโรค นี่เป็นเพียงความสำเร็จขั้นต้น เหมือนเพิ่งจะได้ตำราฟิสิกส์มาเล่มหนึ่ง ก็ต้องให้เวลานั่งอ่านไป วิเคราะห์กันไป จึงจะเข้าใจถึงที่มาที่ไปของสูตรและกฎเกณฑ์ต่างๆ จนสามารถนำไปประยุกต์ใช้เป็น

จากยีนสู่จีโนม

    ยามเมื่อส่องกล้องจุลทรรศน์ดูเซลล์ที่กำลังแบ่งตัว จะเห็นสาย DNA ที่พันอยู่กับโปรตีน ขมวดพันหาเข้ากัน ขดติดเป็นแท่งโครโมโซม (chromosome) สาย DNA ประกอบด้วย "นิวคลีโอไทด์" (nucleotide) แต่ละตัวมาเรียงต่อกันเป็นสาย เรียกว่า "โพลีนิวคลีโอไทด์" (polynucleotide) คล้ายลูกปัดที่มาร้อยเป็นสร้อย นิวคลีโอไทด์แต่ละตัวจะแตกต่างกันในส่วนที่เป็น "เบส" (base) ที่มีอยู่ 5 ชนิด คือ อะดีนีน-Adenine, กวานีน-Guanine, ไซโตซีน-Cytosine, ไทมีน-Thymine และ ยูราซิล-Uracil แต่พบใน DNA เพียง 4 ชนิด (A, G, C, T) การที่นิวคลีโอไทด์มาเรียงต่อกันจึงเกิดเป็น "ลำดับเบส" ขึ้นมา เหมือนนำตัวอักษรมาเรียงร้อยเป็นถ้อยความ เบส 3 ตัวเรียงกันเป็นเสมือนคำ 1 คำ เรียกว่า "รหัสพันธุกรรม" (genetic code) และจะถูกแปลรหัส (translation) เป็นกรดอะมิโน 1 ตัวในระหว่างกระบวนการสังเคราะห์โปรตีน (รูปที่ 1)

    "ยีน" เป็นเพียงลำดับเบสในบริเวณหนึ่งบนสาย DNA ประมาณกันว่า มนุษย์มียีนประมาณ 25,000-35,000 ยีน ในขณะที่แบคทีเรียยอดฮิตอย่าง Eschericia coli (E. coli) มีประมาณ 4,000 ยีน ยีนจำนวนมากมายเหล่านี้เป็นเพียงส่วนหนึ่งของ ข้อมูลทางพันธุกรรมทั้งหมดที่บรรจุไว้ภายเซลล์ 1 เซลล์ ที่เรียกกันว่า "จีโนม" (genome) จีโนมของ E. coli มีเพียง DNA แบบวงแหวน (circular DNA - ลักษณะคล้ายยางวงที่ใช้รัดของ) เพียง 1 โมเลกุล หรือ 1 โครโมโซม สิ่งมีชีวิตชั้นสูงจะมีโครโมโซมเป็นคู่ๆ ที่มียีนเหมือนกัน (diploid) ยกเว้นโครโมโซมเพศที่จะมียีนแตกต่างกัน จีโนมของมนุษย์ขนาดประมาณ 3.2 พันล้านคู่เบสประกอบด้วยโครโมโซม 24 แท่ง (22 ออโตโซม + โครโมโซม X และ Y) ดังในรูปที่ 2

รูปที่ 1 ลำดับของกรดอะมิโนในสายโพลีเปปไทด์ถูกกำหนดโดยตรงจากลำดับเบสในยีน

ตารางรหัสพันธุกรรม

รูปที่ 2 จีโนมของมนุษย์

ข้ามไปอ่านหน้า [1] [2] [3] [4]