สารานุกรมไทยสำหรับเยาวชนฯ / เล่มที่ ๒๘ / เรื่องที่ ๕ เทคโนโลยีชีวภาพทางการเกษตร / สารพันธุกรรม หรือดีเอ็นเอ (DNA)

โครโมโซม

สารพันธุกรรม หรือดีเอ็นเอ (DNA) สารพันธุกรรม หรือดีเอ็นเอ (deoxyribonucleic acid; DNA) เป็นกรดนิวคลิอิก (Nucleic acid) ที่ทำหน้าที่เก็บข้อมูลทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต ดีเอ็นเอส่วนใหญ่อยู่ในรูปโครโมโซม (chromosome) วางตัวอยู่ ในส่วนนิวเคลียส ภายในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต ดีเอ็นเอมีหน้าที่สำคัญ ๒ ประการ คือ ๑. การจำลองตัวเอง (DNA replication) ดีเอ็นเอของสิ่งมีชีวิต มีความสามารถสร้างและจำลองตัวมันเอง ขณะเกิดกระบวนการแบ่งเซลล์ เพื่อสร้างดีเอ็นเอที่เหมือนเดิม ทุกประการให้แก่เซลล์ใหม่ ๒. การถ่ายทอดข้อมูลผ่านอาร์เอ็นเอ (transcription) ดีเอ็นเอสามารถถูกถอดรหัส เพื่อสร้างเป็นอาร์เอ็นเอ (ribonucleic acid; RNA) อาร์เอ็นเอที่ได้นี้จะทำหน้าที่กำหนดการเรียงตัวของกรดอะมิโน ในกระบวนการสังเคราะห์โปรตีน ซึ่งโปรตีนจะถูกนำมาเป็นส่วนประกอบสำคัญ ในโครงสร้างขององค์ประกอบต่างๆ ภายในเซลล์ และเป็นสารเร่งปฏิกิริยาทางชีวเคมี หรือเอนไซม์ (enzyme) ในสิ่งมีชีวิต ด้วยหน้าที่ทั้ง ๒ ประการของดีเอ็นเอ ทำให้สิ่งมีชีวิตสามารถสืบทอดลักษณะประจำพันธุ์ และดำรงเผ่าพันธุ์อยู่ได้ ดีเอ็นเอประกอบด้วยหน่วยย่อยที่เรียกว่า นิวคลิโอไทด์ (nucleotide) ซึ่งเป็นสารประกอบไนโตรจีนัสเบส (nitrogenous base) แบ่งออกเป็น ๒ กลุ่มคือ กลุ่มพิวรีนเบส (purine) ได้แก่ ไทมีน (thymine; T) ไซโทซีน (cytosine; C) และกลุ่มไพริมิดีนเบส (pyrimidine) ได้แก่ อะดีนีน (adenine; A) กัวนีน (guanine; G) โดยสารประกอบไนโตรจีนัสเบสนี้จะรวมตัวกับน้ำตาลดีออกซีไรโบส (deoxyribose sugar) และกรดฟอสฟอริก (phosphoric acid) เป็นนิวคลิโอไทด์อยู่ในดีเอ็นเอ นิวคลิโอไทด์จึงมีอยู่ ๔ ชนิดตามชนิดของไนโตรจีนัสเบส คือ อะดีโนซีนไทรฟอสเฟต (adenosine triphosphate; ATP) กัวโนซีนไทรฟอสเฟต (guano sine triphosphate; GTP) ไซโทซีนไทรฟอสเฟต (cytosine triphosphate; CTP) และไทมิดีนไทรฟอสเฟต (thymidine triphosphate; TTP) การเรียงลำดับของนิวคลิโอไทด์ ทั้ง ๔ ชนิด ส่งผลต่อการเกิดความหลากหลาย และสร้างความแตกต่างในลำดับเบสบนสายดีเอ็นเอ ซึ่งมีความจำเพาะในสิ่งมีชีวิต แต่ละชนิด โครงสร้างของดีเอ็นเอประกอบไปด้วย สายพอลินิวคลิโอไทด์ ที่เกิดจากการเชื่อมต่อกันของนิวคลิโอไทด์หลายๆ หน่วย ด้วยพันธะ ฟอสโฟไดเอสเตอร์ โดยเกิดจากสายพอลินิวคลิโอไทด์จำนวน ๒ สายเรียงตัวขนานกันในทิศทางตรงกันข้าม เข้าคู่และพันกันเป็นเกลียวเวียนขวาคล้ายบันไดเวียน ที่เรียกว่า ดับเบิลเฮลิกซ์ (doublehelix) การเข้าคู่หรือเข้าจับกันของสายพอลินิวคลิโอไทด์ทั้ง ๒ สาย เกิดจากการเข้าคู่กัน ระหว่างเบสพิวรีน และเบสไพริมิดีน ด้วยพันธะไฮโดรเจน โดย A ทำการสร้างพันธะจำนวน ๒ พันธะเข้าจับกับ T (A = T) และ G ทำการสร้างพันธะ จำนวน ๓ พันธะ เข้าจับกับ C โดยมีน้ำตาล และหมู่ฟอสเฟตทำหน้าที่เป็นแกนอยู่ด้านนอกของโมเลกุล