<script language="JavaScript" src="http://www.vcharkarn.com/javafeed/article/296" type="text/javascript"></script>

มหัศจรรย์ ดีเอ็นเอ (DNA) มีกี่คนที่ทราบว่า ดีเอ็นเอ ในร่างกายเรา รวมกันแล้วยาวกว่า ระยะทางไปกลับโลกดวงอาทิตย์ 50 รอบ รวมทุกเรื่องราว ทุกรายละเอียดของ “ดีเอ็นเอ (DNA)” ถ่ายทอดง่ายๆ อ่านกันได้ทุกคน ผู้เขียน: ดร. นำชัย ชีววิวรรธน์ ชมแล้ว: 216,741 ครั้ง post ครั้งแรก: Mon 4 July 2005, 10:37 am ปรับปรุงล่าสุด: Mon 4 July 2005, 10:37 am อยู่ในส่วน: ชีววิทยา

ดร.
นำชัย ชีววิวรรธน์

หน่วยปฏิบัติการวิจัยกลางไบโอเทค

ศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (BioTec)

วิชาการ.คอม (www.vcharkarn.com)

จะเห็นได้นะครับว่าในทั้งสามตอนที่ผ่านมา ผมพยายามแสดงให้เห็นด้วยวิธีการ และ ตัวอย่างต่างๆ
หลายรูปแบบด้วยกัน เพื่อที่จะเน้นย้ำว่า ดีเอ็นเอมีขนาดที่เล็กมากเสียเหลือเกิน แต่กระนั้น
ก็ยังได้ซ่อนความเป็นระเบียบ และ ข้อมูลพันธุกรรมเอาไว้อย่างเหมาะเจาะลงตัว ภายใต้รูปทรงเกลียวคู่ที่สวยสดงดงาม
ทำให้มีประโยชน์ ครบถ้วนต่อการก่อเกิด และถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม ซึ่งอาจจะเรียกให้
“อินเทรนด์” ก็ต้องว่า ดีเอ็นเอนั้น ไม่ได้สวยแต่อย่างเพียงอย่างเดียว แต่
“สวยอย่างมีคุณค่า” (แบบเดียวกับ สโลแกนนางงามสมัยนี้ นั่นแหละครับ)



ถ้ายังจำได้นะครับ ผมเคยกล่าวไว้แล้วว่า ดีเอ็นเอที่ครบชุดครบถ้วนสมบูรณ์ ซึ่งสามารถนำมาใช้เป็น
“ต้นแบบ” เพื่อสร้างสิ่งมีชีวิตได้ เรียกกันว่าเป็น “จีโนม (genome)” หนึ่งชุด
ซึ่งก็เป็นเรื่องที่น่าทึ่ง อีกนั่นแหละครับที่ จีโนมทั้งชุดจะสามารถบรรจุลงไปในเซลล์
ซึ่งมีขนาดเฉลี่ยในระดับที่สายตามนุษย์ แทบจะไม่สามารถมองเห็นได้

[รูปที่ 1] โครโมโซมที่ 1 ของมนุษย์ แสดงในรูปแบบของแผนที่ยีน

ความที่ว่า การจะสร้างสิ่งมีชีวิตที่มีความสลับซับซ้อนได้นั้น
จะต้องมีความยาวของดีเอ็นเอที่ยาวมากพอ (เพื่อเก็บข้อมูลทางพันธุกรรมให้ได้มากพอ)
ยกตัวอย่างเช่น เซลล์มนุษย์มีดีเอ็นเอที่เป็นองค์ประกอบในจีโนมมากถึง 3 พันล้านคู่เบส
หรือ 3 พันล้าน “หน่วยย่อยทางพันธุกรรม” โดยทั้งหมดที่ว่านี้ บรรจุอยู่ในโครงสร้างที่ชื่อ
“โครโมโซม” รวม 23 แท่ง (ของโครโมโซม) [รูป 1]




อ้อ … แค่เพียงหนึ่งชุดของโครโมโซมนี่ไม่เพียงพอนะครับ
ต้องมีถึงสองชุดด้วยกันนะครับ เพราะว่าหากมีความผิดพลาดเกิดขึ้นในยีนของโครโมโซมชุดหนึ่ง
จะได้มี “ยีนดี” หรือยีนที่ยังใช้งานได้ตามปกติ ในโครโมโซมอีกชุดหนึ่งมาชดเชยทดแทน
ทำให้คนเรามีโอกาสเป็นโรคหลายชนิดลดลง นี่เองเป็นสาเหตุที่ทำให้ต้องระบุว่า มนุษย์เรามีโครโมโซมรวม
23 คู่ นั่นเอง (กล่าวอีกนัยหนึ่งนั่นก็คือ มีรวมทั้งสิ้น 6 พันล้านคู่เบส หรือ
6,000,000,000 (6x10⁹) คู่เบส ทีเดียว)



จำนวนโครโมโซมที่ว่านี้ ถ้าหากมีเพียงชุดเดียวก็จะไม่เพียงพอ ที่จะทำให้เกิดเป็นมนุษย์ที่สมบูรณ์ได้นะครับ ส่วนหากมีมากกว่านี้ หรือ น้อยกว่านี้ เช่น โครโมโซมเกินมาหรือขาดไปสักแท่งหนึ่ง ไม่ว่าจะเป็นโครโมโซมร่างกาย หรือ โครโมโซมเพศ (โครโมโซม X หรือ โครโมโซม Y) หรือ บางครั้งพบแม้กระทั่งว่า เกินมาถึงหนึ่งชุดโครโมโซมก็มี ซึ่งล้วนแล้วแต่มีผลทำให้เป็นโรคลักษณะต่างๆ
ซึ่งบ้างก็มีอาการรุนแรง จนทำให้เสียชีวิตตั้งแต่ในครรภ์ หรือ บ้างก็ลืมตามมาดูโลกได้ไม่นานก็เสียชีวิตก็มี แต่ก็มีบ้างบางโรคที่ความผิดปกติมีน้อยจนแทบไม่สังเกตเห็น



ซึ่งหากมองแบบชาวพุทธทั่วไปก็คงต้องว่า ทุกอย่างก็เป็นไปตามคำที่พระท่านสอนนั่นแหละครับ … ที่ว่า “น้อยไปก็ไม่ดี มากไปก็ไม่ดี พอดีๆ นั่นแหละดี” (สาธุ)

[รูปที่ 2]ดีเอ็นเอที่อยู่ในเซลล์มนุษย์หนึ่งเซลล์นั้น ยาวกว่าความสูงของคนทั่วไปเสียอีก

[รูปที่ 3]ดีเอ็นเอหากกว้างเท่าคน จะยาวขนาดพันรอบโลกได้มากกว่า 12 ครั้ง

เมื่อพิจารณาจากข้อเท็จจริงที่ว่า ระยะห่างระหว่างเบส (หรือ ระหว่างห่างระหว่างหน่วยย่อยทางพันธุกรรม ดังที่ว่ามาข้างต้น) ของดีเอ็นเอนั้น มีขนาดราว 0.34 นาโนเมตร (หรือ เท่ากับ 0.34 x 10^-9 เมตร) ดังนั้น หากนำดีเอ็นเอทั้งหมดในจีโนมของมนุษย์มาคลี่ออก แล้วเรียงต่อกันไป จะพบว่ามีความยาวที่มากถึงราว 2 เมตร (ได้มาจาก 6 x 10⁹เบสคูณกับ 0.34 x 10^-9 เมตร) ดังปรากฏใน [รูป 2]




พูดให้เข้าใจง่ายๆ ก็คือ ดีเอ็นเอของมนุษย์เรา ที่บรรจุอยู่ในเซลล์เพียงเซลล์เดียว มีความยาวที่มากกว่าความสูงโดยเฉลี่ยของคนทั่วไปที่เป็นเจ้าของเซลล์นั้นๆ ด้วยซ้ำ




ความยาวขนาดนี้น่าทึ่งมากน้อยเพียงใด? ก็จะขอเปรียบเทียบให้เห็นกันชัดๆ อีกแบบหนึ่งนะครับ หากว่าเรามีอำนาจวิเศษที่สามารถเสกให้ดีเอ็นเอขยายขนาดขึ้น โดยให้ยังคงมี “สัดส่วน” ระหว่างความกว้างและ ความยาวคงเดิมไม่เปลี่ยนแปลง เมื่อขยายดีเอ็นเอจนมีขนาดความกว้างเท่าๆ กับ “ขนาดของช่วงไหล่” ของคนเรา มันก็จะมีความยาวในระดับที่ สามารถนำมาพันรอบโลกได้ถึง 12 รอบครึ่งเลยทีเดียว! ดูรูปประกอบดัง [รูป 3]




กล่าวอีกอย่างก็คือ หากพันดีเอ็นเอที่ว่าไปรอบโลกด้วยความเร็วประมาณ 30 วันต่อรอบ...
แม้จะพันอยู่ 1 ปีเต็มๆ ยังพันไม่เสร็จ (คือ ไม่หมดความยาวของดีเอ็นเอ) เลยครับ




แต่ว่า ... อย่าเชื่อกันง่ายๆ ครับ ลองคำนวณดูว่าผมมั่วนิ่มหรือเปล่า ดีเอ็นเอมีความกว้างประมาณ 2 นาโนเมตร (2 x 10^-9
เมตร) ส่วนความยาวก็ประมาณว่าสัก 2 เมตร (ดังที่คำนวณไว้ข้างบนนั่นนะครับ) ส่วนขนาดช่วงไหล่คนเรา ก็ประมาณให้เป็น 50 เซนติเมตรก็แล้วกัน เส้นผ่านศูนย์กลางของโลกวัดที่บริเวณศูนย์สูตร ก็มีค่าประมาณ 12,756 กิโลเมตร (ดังนั้น รัศมีก็มีค่าประมาณครึ่งหนึ่งของค่าดังกล่าว) และ ค่าเส้นรอบวง (รอบโลก) ก็คำนวณได้จากสูตร 2 x pi x r (ค่า pi มีค่าประมาณเท่ากับ 22/7 ส่วน r ก็ใช้ ค่ารัศมีโลก ดังที่กล่าวไปแล้ว)

[รูป 4] เซลล์ในร่างกายของเรามีมากว่าดวงดาวในกาแล็กซีทางช้างเผือกเสียอีก

คราวนี้ หากเรานำความมหัศจรรย์ในเรื่องของ “ความยาวของดีเอ็นเอ” มารวมกันเข้ากับความอัศจรรย์ในเรื่อง “จำนวนเซลล์ที่ประกอบกันเป็นร่างกายของเรา” ก็จะพบว่าเรื่องราวต่างๆ ดูจะน่าแปลกประหลาดใจมากยิ่งขึ้นไปอีก เพราะ มนุษย์เรามีเซลล์อยู่อย่างมากมายยิ่งคือ
มากถึง 10 ล้านล้านเซลล์ (10¹³ เซลล์) แต่อย่าไปซีเรียสกับตัวเลขที่ว่ามากนะครับ … เอาเป็นว่ามักจะประมาณกันว่าอยู่ในราว 10¹² – 10¹⁴เซลล์ แต่จุดที่น่าสนใจก็คือ เซลล์ในร่างกายของคนเรา ที่ประกอบกันเป็นเนื้อเยื่อและอวัยวะต่างๆ มีมากว่าดวงดาวในกาแล็กซีทางช้างเผือกเสียอีก ดูภาพ
[รูป 4] ประกอบนะครับ




หากนำดีเอ็นเอในทุกเซลล์ของร่างกายมาต่อรวมกัน ก็จะกลายเป็นเรื่องที่แทบไม่เชื่อว่า จะมีความยาวรวมกันแล้วมากกว่า ระยะทางจากโลกถึงดวงอาทิตย์ถึงกว่า 100 เท่าด้วยกัน

[รูป 5] ดีเอ็นเอทั้งหมดในร่างกายของคนเรายาวกว่า ระยะทางจากโลกถึงดวงอาทิตย์เป็น 100 เท่า

ใครไม่เชื่อก็ลองคำนวณดูนะครับ ระยะทางจากโลกถึงดวงอาทิตย์ ก็คือราว 150 ล้านกิโลเมตร (หรือ 1.5 x 10¹¹ เมตร) ดัง [รูป 5] หากเปรียบเทียบอีกอย่างหนึ่งก็คือ ความยาวดังกล่าวเทียบเท่ากับ ระยะทางที่แสง ซึ่งเป็นสิ่งที่เดินทางได้เร็วที่สุดเท่าที่เรารู้จักกันในปัจจุบัน ด้วยสถิติสุดยอดในจักรวาลคือ ราว 3 แสนกิโลเมตร (3 x 10⁸ เมตร) ต่อวินาที แต่ก็ยังต้องใช้เวลาเดินทางถึง 18 ชั่วโมงครึ่ง จึงจะสามารถผ่านพ้นความยาวขนาดนี้ไปได้!




นี่แหละครับ … ความมหัศจรรย์อย่างแท้จริงเรื่องหนึ่งของดีเอ็นเอ




อ่านต่อภาค 2 ได้ที่ มหัศจรรย์ดีเอ็นเอ
(DNA) ภาคจบ

(http://www.vcharkarn.com/include/article/showarticle.php?Aid=297
)

แนะนำหนังสืออ่านเพิ่มเติม คราวนี้จะขอแนะนำหนังสือภาษาไทยครับ เล่มแรกชื่อ “คู่คิด ครูวิทยาศาสตร์” (พิมพ์รวมเล่มครั้งแรก ม.ค. 2545, สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ) ส่วนอีกเล่มหนึ่งชื่อ “คู่หู ครูวิทย์” (พิมพ์รวมเล่มครั้งแรก ส.ค. 2546, สำนักพิมพ์ ส.ส.ท.) ทั้งสองเล่มเป็นผลงานของผู้เขียนคนเดียวกัน คือ ดร. บัญชา ธนบุญสมบัติ หนังสือทั้งสองเล่มนี้ นับเป็นขุมทรัพย์สำหรับคนไทยโดยแท้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สำหรับผู้ที่ใฝ่หากลยุทธ์ในการ “ทำเรื่องยากให้เป็นเรื่องง่าย” และการ “ทำเรื่องซับซ้อนให้สนุกสนาน” (โดยเฉพาะเรื่องทางวิทยาศาสตร์) ซึ่งก็แน่นอนว่า บรรดาครูบาอาจารย์ นักวิจัย ผู้ที่เกี่ยวข้องกับการสื่อสารทางวิทยาศาสตร์ (อย่างเช่น สื่อมวลชนสาขาต่างๆ) และ ห้องสมุด ไม่ควรพลาดเป็นอย่างยิ่ง แต่อันที่จริง ผมว่านักเรียน นิสิต นักศึกษาก็น่าจะเก็บเกี่ยวอะไรต่อมิอะไรได้ไม่น้อย จากหนังสือทั้งสองเล่มนี้นะครับ ท่านจะเห็นตัวอย่างจากภายในหนังสือทั้งคู่ดังกล่าวว่า นอกจาก เทคนิคการเปรียบเทียบ การยกตัวอย่าง การเลือกใช้สื่อที่เหมาะสม เช่น รูปภาพ (อย่างที่ผมเองใช้อยู่ในคอลัมน์นี้แล้ว) ยังมีเทคนิคอีกเยอะแยะมากมายที่นำมาใช้ได้

เกี่ยวกับผู้เขียน ดร.นำชัย ชีววิวรรธน์ จบ ม.ปลาย จากโรงเรียนเตรียมอุดมศึกษา และรับทุนการศึกษาโครงการ พสวท เพื่อศึกษาต่อ ป.ตรี ด้านชีววิทยา ที่คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย และ ป.โท ด้านชีวเคมี จากมหาวิทยาลัยมหิดล และสำเร็จปริญญาเอก Molecular Genetics จาก Kumamoto University ประเทศญี่ปุ่นจ๊ะ ดร.นำชัย ชีววิวรรธน์ ไม่เพียงแค่เป็นหนึ่งในนักวิทยาศาสตร์ฝีมือดีของ ศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ แต่ยังเป็นคนที่ถ่ายทอด เรื่องราววิทยาศาสตร์ได้อย่างดีเยี่ยม สนุกสนาน ฟังง่าย เข้าใจง่าย นอกเหนือจากผลงานวิจัย ดร.นำชัย มีผลงานด้านการเขียน เรื่องวิทยาศาสตร์ด้วยเช่นกัน ดังเช่น สู่ชีวิตอมตะ (เทคโนโลยีชีวภาพและการแพทย์ศตวรรษที่ 21), ดีเอ็นเอ ปริศนาลับรหัสชีวิต, จากอณูถึงอนันต์ วิทยาศาสตร์ต้องรู้, วิทยาศาสตร์ในสตาร์ วอร์ส เป็นต้น ดร.นำชัย เป็นอีกหนึ่งท่าน ที่ขอเป็นอีกแรง ช่วยผลักดัน การเผยแพร่เรื่องราววิทยาศาสตร์ดีๆ สู่ประเทศไทย ผ่านวิชาการ.คอม

---

บทความอื่น

บทความแนะนำ

Blog แนะนำ

Hot Links

คลังข้อสอบ | ข่าววิชาการ
เล่นกล/เกม | อ่านนิยาย
ข่าวทุนการศึกษา | ลิงค์

ขอบคุณผู้สนับสนุน