Home
Education
Classroom
Knowledge
Blog
TV
ธรรมะ
กิจกรรม
โครงการทรูปลูกปัญญา

อณูพันธุศาสตร์

Posted By Plookpedia | 21 มิ.ย. 60
2,346 Views

  Favorite

อณูพันธุศาสตร์

๑. จีโนมและจีโนมิกส์  

      จีโนม หมายถึง หน่วยพันธุกรรมหรือยีนทั้งหมดที่มีสมบัติควบคุมลักษณะกรรมพันธุ์ในสิ่งมีชีวิตชนิดใดชนิดหนึ่ง เช่น ในมนุษย์มียีนประมาณ ๓๔,๐๐๐ -๔๐,๐๐๐ ยีน ซึ่งน้อยกว่าที่คาดกันไว้ก่อนหน้านี้ว่ามนุษย์น่าจะมีมากถึง ๑๐๐,๐๐๐ ยีน ในแมลงหวี่ชนิด Drosophila melanogaster มียีนประมาณ ๑๓,๖๐๑ ยีน ในพยาธิชนิด Caenorhabditis elegans มียีนประมาณ ๑๙,๐๙๙ ยีน ในยีสต์ชนิด Saccharomyces cerevisiae มียีนประมาณ ๕,๘๐๐ ยีน และในพืชชนิด Arabidopsis thaliana มียีนประมาณ ๒๕,๔๙๘ ยีน การศึกษาหาลำดับของเบส (A, T, C, G) ทั้งหมดที่มีอยู่ใน DNA ในจีโนมของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดเป็นสาขาวิชาการยุคใหม่ที่เรียกว่า จีโนมิกส์ (genomics) จากการดำเนินงานตามโครงการจีโนมมนุษย์ (Human Genome Project หรือ HGP) ที่เริ่มโครงการตั้งแต่ พ.ศ. ๒๕๓๓ โดยการสนับสนุนทางด้านการเงินจากหน่วยงานต่าง ๆ ของประเทศสหรัฐอเมริกาได้มีการหาลำดับเบสของดีเอ็นเอในจีโนมมนุษย์ซึ่งมีทั้งหมดประมาณ ๓,๐๐๐ ล้านคู่เบส ปรากฏว่าในแต่ละคนจะมีดีเอ็นเอที่คล้ายคลึงกันมากถึงร้อยละ ๙๙.๙๕ ยิ่งไปกว่านั้น นักวิทยาศาสตร์ยังพบว่าหน่วยพันธุกรรมจำนวนหลายร้อยหน่วยที่ปรากฏในจีโนมมนุษย์นั้นแท้จริงแล้วมีต้นตอมาจากหน่วยพันธุกรรมของแบคทีเรียที่เข้าไปสอดแทรกแอบแฝงอยู่ในจีโนมของสัตว์ที่เป็นบรรพบุรุษของมนุษย์  โดยกระบวนการตัดต่อพันธุกรรมตามธรรมชาติซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตทุกชนิดหน่วยพันธุกรรมจากแบคทีเรียที่แปลกปลอมเข้าไปแอบแฝงอยู่ในจีโนมดังกล่าวนั้นได้พัฒนาปรับตัวและมีวิวัฒนาการร่วมกันมากับจีโนมของสัตว์บรรพบุรุษดั้งเดิมของมนุษย์เหล่านั้นจนกลายมาเป็นส่วนประกอบของจีโนมมนุษย์ในปัจจุบัน 

๒. โปรตีโอมและโปรตีโอมิกส์ 

      ความก้าวหน้าทางวิชาการด้านจีโนมและจีโนมิกส์นำมาสู่การวิจัยในแนวลึกที่เชื่อมโยงกันมากขึ้นนั่น คือ การศึกษาโปรตีนชนิดต่าง ๆ ที่สร้างขึ้นมาภายในเซลล์ภายใต้การควบคุมของยีนทั้งหมด ที่มีอยู่ในจีโนมซึ่งสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดจะมีโปรตีนจำนวนมากมายหลากหลายชนิดรวมกันทั้งหมดเรียกว่า โปรตีโอม (proteome) การศึกษาหาโปรตีนชนิดต่าง ๆ ที่มีอยู่ทั้งหมดในสิ่งมีชีวิตชนิดใดชนิดหนึ่งเป็นสาขาวิชาการแขนงใหม่ในทางวิทยาศาสตร์ชีวภาพที่เรียกว่า โปรตีโอมิกส์ (proteomics) ซึ่งเป็นผลสืบเนื่องจากความรู้ความเข้าใจในการศึกษาการทำงานด้านจีโนมิกส์ (functional genomics) อย่างละเอียดดังที่กล่าวมาแล้ว  จากข้อมูลเบื้องต้นสะท้อนให้เห็นว่าโปรตีนชนิดต่าง ๆ ที่มีอยู่ทั้งหมดในสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งน่าจะมีจำนวนมากกว่าและมีความสลับซับซ้อนมากกว่าจำนวนยีนหลายร้อยเท่าตัวทีเดียว  จากความจริงที่ว่าเนื้อเยื่อในอวัยวะต่าง ๆ ของร่างกายไม่ว่าจะเป็นสมอง หัวใจ ตับ ไต ไขกระดูก ฯลฯ ต่างก็มีหน่วยพันธุกรรมเหมือนกันและเท่ากันแต่ในเนื้อเยื่อต่าง ๆ เหล่านั้น จะมีชนิดและจำนวนโปรตีนที่แตกต่างกันอย่างชัดเจน  โมเลกุลโปรตีนต่าง ๆ เช่น เฮโมโกลบิน และอินซูลินในเม็ดเลือด โดพามิน (dopamine) และเซอโรโทนิน (serotonin) ในเซลล์สมองฮอร์โมนเพศเทสทอสเทอโรน (testosterone) และเอสโทรเจน (estrogen) ตลอดจนเอนไซม์จำนวนมากมายที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการเมแทบอลิซึมของเซลล์และกิจกรรมการทำงานของร่างกายแตกต่างกันไปในเนื้อเยื่อแต่ละชนิด  นอกจากนั้นความแตกต่างในชนิดและปริมาณของโปรตีนก็ยังขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมและสุขภาพของเซลล์นั้นด้วย  ถ้าเป็นเซลล์ปกติอาจมีโปรตีนรูปแบบหนึ่งแต่ถ้าเป็นเซลล์ที่ติดเชื้อหรือเป็นโรคก็อาจมีโปรตีนอีกรูปแบบหนึ่งมีการคาดคะเนกันว่าน่าจะมีโปรตีนมากมายและหลากหลายรูปแบบ ประมาณ ๕๐๐,๐๐๐ - ๑,๐๐๐,๐๐๐ ชนิด ในสิ่งมีชีวิตชนิดต่าง ๆ ในโลกนี้ยีนหรือดีเอ็นเอเป็นตัวกำหนดโครงสร้างของโปรตีนแต่โปรตีนต่าง ๆ เหล่านั้นอาจรวมตัวกันในรูปแบบต่าง ๆ กัน ทำให้เกิดเป็นโปรตีนชนิดใหม่ ๆ ได้

 

 อณูพันธุศาสตร์
โปรตีนชนิดต่าง ๆ ที่เกิดจากการควบคุมโดยยีน (ดีเอ็นเอ)

 

๓. ชีวสารสนเทศหรือไบโออินฟอร์เมติกส์ 

      ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีชีวภาพด้านจีโนม จีโนมิกส์ และโปรตีโอมิกส์ ดังที่ได้กล่าวโดยสังเขปไว้ข้างต้นประกอบกับการพัฒนาวิทยาการทางด้านคอมพิวเตอร์และด้านฐานข้อมูลที่เกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตหลายชนิดทั้งจุลินทรีย์ พืช สัตว์ และคนที่มีอยู่มากมายมหาศาลนั้น  ทำให้มีการพัฒนาระบบการเก็บข้อมูลการวิเคราะห์และสังเคราะห์ข้อมูลตลอดจนการแปลผลจากข้อมูล โดยการผสมผสานกับงานวิจัยทางด้านคณิตศาสตร์ด้านสถิติและวิทยาการคอมพิวเตอร์ยุคใหม่ที่พัฒนาก้าวหน้าไปอย่างรวดเร็วจนเกิดเป็นวิชาการด้านวิทยาศาสตร์ชีวภาพแขนงใหม่ที่มีชื่อว่า ชีวสารสนเทศหรือไบโออินฟอร์เมติกส์ (bioinformatics)  ซึ่งคาดว่าจะเป็นวิชาการที่สำคัญที่สุดอีกแขนงหนึ่งในการศึกษาวิทยาศาสตร์ของสิ่งมีชีวิตในคริสต์ศตวรรษที่ ๒๑ นี้  ชีวสารสนเทศจะเป็นเครื่องมือสำคัญที่ช่วยให้นักวิจัยได้สร้างมาตรฐานการเก็บข้อมูลพื้นฐานทางด้านโมเลกุลโปรตีโอมและจีโนมของสิ่งมีชีวิตชนิดต่าง ๆ เพื่อพัฒนาให้เกิดความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับความโยงใยทางพันธุกรรมกับโมเลกุลชีวภาพในระดับต่าง ๆ สำหรับเป็นฐานในการสร้างรูปแบบจำลองสามมิติของโมเลกุลที่มีความสลับซับซ้อนได้  โดยใช้โปรแกรมการสร้างรูปแบบจำลองจากคอมพิวเตอร์อันจะเป็นพื้นฐานสำคัญในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ยา รักษาโรค การวิเคราะห์ความเสี่ยงที่อาจจะเกิดโรคทางพันธุกรรม การวินิจฉัยโรคทางพันธุกรรมได้ล่วงหน้าก่อนที่จะแสดงอาการของโรคนั้น โดยการตรวจหาความผิดปกติทางพันธุกรรมในระดับโมเลกุลอย่างละเอียด

เว็บไซต์ทรูปลูกปัญญาดอทคอมเป็นเพียงผู้ให้บริการพื้นที่เผยแพร่ความรู้เพื่อประโยชน์ของสังคม ข้อความและรูปภาพที่ปรากฏในบทความเป็นการเผยแพร่โดยผู้ใช้งาน หากพบเห็นข้อความและรูปภาพที่ไม่เหมาะสมหรือละเมิดลิขสิทธิ์ กรุณาแจ้งผู้ดูแลระบบเพื่อดำเนินการต่อไป
  • Posted By
  • Plookpedia
  • 15 Followers
  • Follow