20 พ.ค. 2020 เวลา 23:17 • การศึกษา
โมเลกุลแห่งชีวิต ตอน กรดนิวคลีอิก(Nucleic Acid)
 
เมื่อพิจารณาโมเลกุลของโปรตีนที่เป็นส่วนประกอบหลักๆของเซลล์สิ่งมีชีวิตแล้ว จะทราบว่า เกิดจากโพลิเพปไทด์ และโพลิเพปไทด์ เกิดจากการเรียงต่อกันของกรดอะมิโน แล้วกรดอะมิโนเกิดขึ้นได้อย่างไร
Cr.Pixabay
สิ่งที่เป็นตัวกำหนดว่ากรดอะมิโนจะเป็นชนิดใดนั้น มีที่มาจากตัวกำหนดลักษณพันธุกรรม คือ ยีน(Gene) ซึ่งประกอบด้วยดีเอนเอ(DNA ย่อมากจาก Deoxyribonucleic acid) ที่เป็นกรดนิวคลีอิกชนิดหนึ่งนั่นเอง โดยกรดนิวคลีอิกนี้ จัดเป็นโพลิเมอร์ ที่เกิดจากนิวคลีโอไทด์(Nucleotide)เรียงต่อกัน
หน้าที่ของกรดนิวคลีอิก
 
หน้าที่หลักของกรดนิวคลีอิกในสิ่งมีชีวิต คือ เป็นตัวกำหนดการแสดงออกของยีนหรือลักษณะทางพันธุกรรม และยังสามารถถ่ายทอดจากพ่อแม่ ไปยังลูกหลานได้อีกด้วย โดย ดีเอ็นเอ สามารถเพิ่มจำนวนได้ด้วยตัวมันเอง และยังทำให้เกิดอาร์เอนเอ(RNA ย่อมาจาก Ribonucleic acid) ซึ่งทำหน้าที่หลัก ในการสังเคราะห์กรดอะมิโนนั่นเอง
DNA Cr.Pixabay
ดีเอ็นเอหนึ่งสายที่อยู่ภายในเซลล์แต่ละเซลล์ของเรานั้น จะแพ็คตัวแน่นเป็นหนึ่ง โครโมโซม(Chromosome) ซึ่งจะบรรจุยีนเป็นร้อยหรือมากว่าที่จะกำหนดลักษณะต่าง ๆของเราไว้ อย่างไรก็ตาม ดีเอ็นไม่ได้ทำให้เกิดลักษณะ ต่าง ๆ โดยตรง จำเป็นจะต้องส่งผ่านข้อมูลหรือถอดรหัสผ่านทาง อาร์เอ็นเอ เรียกว่า เมสเซนเจอร์อาร์เอ็นเอ(Messenger RNA หรือ mRNA) แล้วไปแปลรหัสทางพันธุกรรมเป็นโปรตีน ซึ่งโปรตีนนี่เองที่เกี่ยวข้องกับการทำให้เกิด ลักษณะต่าง ๆ โดยตรงตามที่ดีเอ็นเอต้องการ
องค์ประกอบของกรดนิวคลีอิก
กรดนิวคลีอิก เรียกอีกชื่อหนึ่งว่า โพลินิวคลีโอไทด์ เป็นโพลิเมอ์ที่เกิดจากการเรียงต่อกันของโมโนเมอร์ คือ นิวคลีโอไทด์ โดยนิวคลีโอไทด์ ประกอบ ด้วย น้ำตาลโพนโทส(Pentose)หนึ่งโมเลกุล เบสที่มีในโตรเจน(Nitrogenous Base)หนึ่งโมเลกุล และหมู่ฟอสเฟส(Phosphate group) หนึ่งถึงสามโมเลกุล นิวคลีโอไทด์ในสายโพลินิวคลีโอไทด์ชนิดที่เป็นดีเอ็นเอ จะมีสี่ชนิดแบ่งตามหมู่เบสที่มีไนโตรเจนเกาะอยู่ คือ อะดีนีน(Adenine ไซโตซีน(Cytocine) กัวนี่(Guanine) และไทมีน(Thymine) ซึ่งในอาร์เอนเอจะไม่มีไทมีน แต่จะมี ยูราซิล(Uracil) แทน
Cr.Wikimedia commons
เพราะฉะนั้น การเกิดสายโพลินิวคลีโอไทด์จะเป็นการต่อเรียงกันของนิวคลีโอไทด์ทั้งสี่ชนิดนี้ สลับกันไปหรืออาจซ้ำ ๆก็ได้ เป็นเหมือนรหัส โดยใช้ตัวย่อ ของเบสที่ต่างกันนี้เขียนแสดงการจัดเรียงตัวนิวคลีโอไทด์ในสายดีเอ็นเอหรืออาร์เอ็นเอ นั่นเอง
โครงสร้างของโมเลกุลดีเอ็นเอและอาร์เอ็นเอ
ดีเอ็นเอจะเกิดจากสายโพลินิวคลีโอไทด์สองสายเป็นเกลียวคู่(Double Helix) เรียงสลับหัวหางเหมือนภาพสะท้อนกันและกัน(Antiparallel) โดยทั้งสองสายจะยึดกันด้วยพันธะไฮโดรเจน ระหว่างหมู่เบสของแต่ละสาย
Cr.Wikimedia commons
ขณะที่อาร์เอนเอจะเป็นโพลินิวคลีโอไทด์สายเดี่ยว อย่างไรก็ตามอาจจะมี การเกิดพันธไฮโดรเจนขึ้นภายในสายได้ ทำให้มีรูปร่างบิดงอ(Transfer RNA หรือ tRNA) ซึ่งเป็นอีกหนึ่งโมเลกุลที่ทำหน้าที่ ร่วมกับ mRNA ที่ช่วยในการสังเคราะห์โปรตีน
โฆษณา