วิชาชีววิทยา

ลำดับตอนที่ #3 : พันธุศาสตร์

พันธุศาสตร์

(genetics - มีรากศัพท์มาจากภาษากรีกคำว่า genno ซึ่งแปลว่า \"การให้กำเนิด\") คือศาสตร์แขนงหนึ่งของวิทยาศาสตร์ว่าด้วยการศึกษาหน่วยถ่ายพันธุ์ (ยีน,จีน/gene), การกรรมพันธุ์ (heredity), และวิวัฒนาการในสิ่งมีชีวิตต่างๆ โดยคำว่าพันธุศาสตร์นี้เริ่มแรกนั้นถูกประดิษฐ์ขึ้นมาเพื่อนำมาประยุกต์ใช้กับศาสตร์ใหม่ที่ว่าด้วยการศึกษาชาติพันธุ์และวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต ซึ่งคำว่า genetics นี้ถูกประดิษฐ์ขึ้นโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษวิลเลียม เบทสัน ซึ่งปรากฎอยู่ในสาส์นของเขาที่ส่งไปให้อดัม เซดจ์วิค ซึ่งจารึกไว้ในวันที่ 18 เมษายน พ.ศ. 2448 (ค.ศ. 1905)เผ่าพันธุ์มนุษย์เริ่มรับความรู้เกี่ยวกับพันธุศาสตร์ตั้งแต่สมัยก่อนประวัติศาสตร์ซึ่งว่าด้วยการเพาะพันธุ์และการดำเนินการสืบพันธุ์ให้แก่พืชและสัตว์ ซึ่งจากการวิจัยในปัจจุบันนี้, พันธุศาสตร์ยังเปิดทางให้กับอุปกรณ์ที่มีบทบาทขึ้นในการสืบหาระบบภายในของยีนดังกล่าว เช่นการวิเคราะห์การตอบสนองทางพันธุกรรม ซึ่งอยู่ภายในสิ่งมีชีวิต ข้อมูลทางพันธุกรรมส่วนใหญ่มักถูกบรรจุไว้ในโครโมโซม (chromosome), ซึ่งแสดงให้เห็นถึงโครงสร้างทางเคมีของโมเลกุลดีเอ็นเอ (DNA molecule)

ยีนสามารถถูกจำแนกรหัสทางพันธุกรรมซึ่งถือเป็นข้อมูลที่สำคัญยิ่งในการประกอบลักษณะทางเคมีของโปรตีน, ซึ่งตัวโปรตีนนี้เองกลับมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่ง, แต่ก็มีในหลายๆ กรณีอยู่ด้วยกันที่โปรตีนนั้นไม่อาจกำหนดสารประกอบทางพันธุกรรมได้ทั้งหมด แต่กลับอยู่ในฟีโนไทป์ตัวสุดท้ายของสิ่งมีชีวิตนั้นๆ วลีศัพท์ทางพันธุศาสตร์คำว่า \"เพื่อระบุรหัส\" มักใช้กับยีนที่สามารถสร้างโปรตีนเองได้, โดยจะถูกเรียกว่ารหัสถ่ายพันธุ์ของโปรตีน



เซลล์พันธุศาสตร์ (Cytogenetics) เป็นการศึกษาพันธุศาสตร์ในระดับเซลล์ ศึกษารูปร่าง ลักษณะ และจำนวน ของโครโมโซมในสิ่งมีชีวิต ตำแหน่งที่ตั้งของยีนบนโครโมโซม รวมถึงการศึกษาการแบ่งเซลล์ในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต



หน่วยพันธุกรรม หรือ ยีน (อังกฤษ: Gene) ปรากฏอยู่บนโครโมโซม ประกอบด้วยดีเอ็นเอ ทำหน้าที่กำหนดลักษณะทางพันธุกรรมต่าง ๆ ของสิ่งมีชีวิต หน่วยพันธุกรรมจะถูกถ่ายทอดจากสิ่งมีชีวิตรุ่นก่อนสู่ลูกหลาน เช่น ควบคุมกระบวนที่เกี่ยวกับกิจกรรมทั่ว ๆ ไปทางชีวเคมี ภายในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต ไปจนถึงลักษณะปรากฏที่พบเห็น หรือสังเกตได้ด้วยตา เช่น รูปร่างหน้าตาของเด็กที่มีบางส่วนเหมือนกับแม่, สีสันของดอกไม้, รสชาติของอาหารนานาชนิด ล้วนแล้วแต่เป็นลักษณะที่บันทึกอยู่ในหน่วยพันธุกรรมทั้งสิ้น



โครงการจีโนมมนุษย์ หรือ The Human Genome Project (HGP) เป็นอภิมหาโครงการทางเทคโนโลยีชีวภาพ ที่ได้ศึกษาจัดทำแผนที่ของจีโนมของมนุษย์ ซึ่งมีความละเอียดระดับนิวคลีโอไทด์ หรือ คู่เบส เพื่อที่จะวิเคราะตำแหน่งของหน่วยพันธุกรรม หรือ ยีนของมนุษย์



ดีเอ็นเอ (DNA) เป็นชื่อย่อของสารพันธุกรรม ที่มีชื่อวิทยาศาสตร์ว่า กรดดีออกซีไร



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



•    อสุจิมีโครโมโซม X หรื Y ซึ่งเป็นตัวกำหนดเพศของทารก

•    เซลล์ของร่างกายมีจำนวนโครโมโซม 46 แท่ง

•    เซลล์เม็ดเลือดแดง ไม่มีนิวเคลียส จึงไม่มียีนอยู่

•    อายุยืนยาวสามารถถ่ายทอดได้ทางพันธุกรรม



การถ่ายทอดลักษณะเด่น

มี 3 ประเภทคือ

1.การถ่ายทอดอย่างสมบูรณ์ คือ การที่ยีนเด่นข่มยีนด้อยอย่างสมบูรณ์เช่น Tt และ Rr เป็นต้น

2.การถ่ายทอดอย่างไม่สมบูรณ์ คือ การที่ยีนเด่นข่มยีนด้อยไม่สมบูรณ์ โดยยีนเด่นไม่แสดงลักษณะเด่นออกมาอย่างเต็มที่ เช่น สีดอกลิ้นมังกร(สีแดง+สีขาว แล้วได้ สีชมพู) เป็นต้น

3.การถ่ายทอดร่วมกัน คือ การที่ยีนเด่น 2 อันมาเข้าคู่กันแล้วต่างแสดงความเด่นของตัวเองออกมาพร้อมกันเช่น หมู่เลือด AB ซึ่งได้จาก พ่อแม่มีหมู่เลือด A กับ B ทำให้มีลูกหมู่เลือด AB ขึ้น



การถ่านทอดลักษณะที่เกี่ยวกับเพศ



หมายถึง การถ่ายทอดยีนที่ปรากฏบนโครโมโซมเพศเพียงเส้นใดเส้นหนึ่งเท่านั้น ส่วนใหญ่จะอยู่บน x มากกว่า y ซึ่งจะมีลักษณะเด่นและด้อยเมื่อประกอบเป็นเพศ จะได้ว่า

1.ชาย จะแสดงลักษณะยีนที่อยู่บน x หรือ y ออกมาไม่ว่าจะเป็นยีนเด่นหรือยีนด้อย

2.หญิง ในกรณีที่เป็นยีนด้อยจะแสดงลักษณะนั้นได้เมื่อเป็นฮอโมไซกัส ถ้าเป็นยีนเด่นจะแสดงออกมาได้ทันที



โรคทางพันธุกรรม

ฮีโมฟีเลีย

เป็นโรคเลือดออกไหลไม่หยุด เพราะเป็นความผิดปกติทางพันธุกรรมที่ทำให้เลือดไม่สามารถแข็งตัวได้  อาการที่สังเกตได้ เช่น เลือดออกมากผิดปกติ กำเดาไหลบ่อย ข้อบวม เกิดแผลฟกช้ำขึ้นเอง โดยโรคนี้จะทำให้ร่างกายขาดสารที่ทำให้เลือดแข็งตัว

โรคนี้สามารถรักษาโดยการใช้สารช่วยให้เลือดแข็งตัวทดแทน



ธาลัสซีเมีย

เป็นโรคโลหิตจางชนิดหนึ่งที่เกิดจากความผิดปกติของเลือดทางพันธุกรรม พบมากบริเวณเมดิเตอร์ริเนียน ไทย เป็นต้น ซึ่งไทยมีประชากรที่เป็นโรคนี้สูงที่สุดในโลก

ลักษณะของเซลล์เม็ดเลือดแดงที่เป็นโรคจะไม่กลมอย่างสม่ำเสมอ ทำเหนื่อยง่าย หัวใจ ตับ ม้ามโต และมักจะเสียชีวิต

รักษาโดยการให้เลือด



ตาบอดสี

เป็นโรคที่มองเห็นสีผิดปกติ เป็นโรคทางพันธุกรรมชนิดหนึ่ง ส่วนใหญ่มักเป็นพวกบอดสีแดง เขียว หรือทั้ง 2 สี จึงทำให้คนตาบอดสีไม่สามารถแยกสีได้อย่างถูกต้อง



ลักษณะทางพันธุกรรม

หมายถึง ลักษณะที่ถ่ายทอดจากพ่อแม่ไปยังลูกหลานหรือถ่ายทอดไปตามสายพันธุ์ ลักษณะที่เหมือนกันนี้ เป็นลักษณะเฉพาะในแต่ละสายพันธุ์เท่านั้น เช่น การห่อลิ้น ตาชั้นเดียว หรือ 2 ชั้น  การลักยิ้ม  เป็นต้น



การแปรผันทางพันธุกรรม



การแปรผันทางพันธุกรรมคือ ลักษณะที่แตกต่างกันของสิ่งมีชีวิต เนื่องจากพันธุกรรมที่แตกต่างกัน มี 2 ประเภทคือ

1.การแปรผันต่อเนื่อง คือ ลักษณะที่มีความแตกต่างกันเพียงเล็กน้อยอย่างต่อเนื่อง โดยสามารถวัดขนาดและปริมาณได้เช่น สีผม ตา ผิว ความสูง สติปัญญา ฯลณ

2.การแปรผันไม่ต่อเนื่อง คือ ลักษณะที่แสดงลักษณะต่างกันอย่างเด่นชัด เช่น หมู่เลือด หนังตา การห่อลิ้น ฯลฯ



***********

เนื้อหาอาจจะลองไม่ละเอียดพอน่ะค่ะ

แต่หวังว่าคงจะเป็นประโยชน์น่ะ