ดีน่า
ดีน่า ไม่ใช่นมถั่วเหลือง
แต่เป็นคำแสลงกวนตีนของ DNA ซึ่งมีชื่อเต็มๆ แบบเป็นวิชาการว่า
DeoxyRibonucleic Acid (กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก)
เป็นโครงสร้างของโปรตีนที่ควบคุมรหัสพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตบนโลกนี้
ใครๆ ก็รู้จักดีเอ็นเอ
ป้าช้อย : อีมวน เอ็งรู้รึเปล่านังแช่ม ลูกตาขื่นท้องไม่มีพ่อ
ป้ามวน : เอ็งไปมุดหัวที่ไหนมา เขารู้กันทั้งตำบลแล้ว
ป้าช้อย : เหวย … เห็นเขาว่าไปตรวจดีเอ็นเอ แล้วว่ายังไงหรือ
ป้ามวน : ไม่ได้ไปตรวจหรอก เขาลือกันไปอย่างนั้นเอง นังแช่มมันอ้วนขึ้นต่างหาก
การตรวจ DNA กลายเป็นเรื่องสามัญของชาวบ้านทั่วไป
โดยมีคุณหญิงคุณหมอพรทิพย์ โรจนสุนันท์ เป็นตัวแทนของความรู้ในเรื่องนี้โดยชอบธรรม (555)
ความเข้าใจของคนส่วนใหญ่ก็คือ เราสามารถเอาเลือด หรือชิ้นส่วนของร่างกาย
ไปตรวจหาไอ้ที่เขาเรียกว่า DNA เพื่อพิสูจน์ความเป็นแม่ลูก หรือหาฆาตกรได้
แต่ก็จะมีความเข้าใจผิดๆ เกี่ยวกับ DNA อยู่เช่นว่า
เราสามารถตัดผมของคนไปตรวจ DNA ได้
โว้ว… จริงๆ แล้วเราไม่สามารถตรวจ DNA จากปลายเส้นผมของมนุษย์ได้นะครับ
ทำไมน่ะหรือ … ลองอ่านสิ่งที่ผมจะเขียนต่อไปนี้ดูสิ
ภาพที่ 1.1 โครงสร้างของ DNA
DNA เป็นโครงสร้างโปรตีนที่มีอยู่ในนิวเคลียสของเซลล์ทุกเซลล์ในร่างกายครับ
นั่นหมายความว่าเราสามารถนำเซลล์อะำไรก็ได้ในร่างกายที่มีนิวเคลียส ไปตรวจหา DNA ครับ
ที่ผมบอกว่าเส้นผมเอาไปตรวจไม่ได้ ผมหมายความว่า
เราจะไม่พบ DNA ในเส้นผมเลยครับ เพราะมันไม่ใช่เซลล์ เป็นเพียงโปรตีนที่งอกขึ้นมา
จากเซลล์ที่โคนผมซึ่งอยู่ตรงหนังศีรษะนั่นเอง ดังนั้นถ้าจะเอาไปตรวจก็จะต้องเอาโคนผมไปด้วยนะครับ
แล้วก็คงจะต้องดึงผมออกมากระจุกใหญ่ทีเดียว เพื่อให้ได้ DNA ปริมาณเยอะๆ โดยไม่ต้องไปเสียเวลา
จำลอง DNA เพิ่มครับ
เราจึงนิยมตรวจ DNA จากเลือด หรืออสุจิ หรืออะไรที่มันมีเยอะๆ จัดเก็บง่ายๆ ครับ
ภาพที่ 1.2 โครงสร้างของนิวคลีโอไทดหนึ่งหน่วย
โครงสร้างของ DNA ประกอบไปด้วยนิวคลีโอไทด์จำนวนมากเรียงต่อกันเป็นสาย
อาจเรียกสาย DNA อีกชื่อหนึ่งว่าสายพอลีนิวคลีโอไทด์
นิวคลีโอไทด์หนึ่งหน่วยประกอบไปด้วย
1.น้ำตาลดีออกซีไรโบส (Deoxyribose sugar) ที่เป็นห้าเหลี่ยมสีฟ้าๆ
2. หมู่ฟอสเฟต ที่เป็นวงกลมกลมสีส้ม
3. เบส ที่เป็นหกเหลี่ยมสีเขียวๆ
เบสที่มีแบ่งออกเป็น 2 ประเภทนะครับ คือ
Purine ประกอบด้วยสองชนิดคือ Adenine(A) และ Guanine(G)
Pyrimedine ประกอบด้วยสองชนิดคือ Thymine(T) และ Cytosine(C)
ตัวย่อของเบสเหล่านี้คือตัวกำหนดรหัสพันธุกรรมครับ
นิวคลีโอไทด์เหล่านี้จะมาเชื่อมต่อกันเป็นสายยาวๆ
จากนั้นจะจับคู่กับอีกสาย โดยแต่ละนิวคลีโอไทด์จะเข้าคู่กับนิวคลีโอไทด์ที่มีเบสคู่สม
นั่นคือเบสซึ่งเป็นคู่กัน โดย A คู่กับ T และ C คู่กับ G
ภาพที่ 1.3 DNA สามารถบิดเป็นเกลียว
พอได้คู่ที่เข้ากันแล้วมันก็จะบิดเป็นเกลียวแบบนี้ครับ
ภาพที่ 1.4 ชื่ออะไรก็ได้ช่างมันเถอะ
หากสังเกตเพิ่มอีกหน่อย ก็จะเห็นว่ามีตัวเลขเขียนกำกับว่า 5′ กับ 3′ ครับ
อ่านว่า ห้าพาย กับ สามพาย
ความหมายก็คือว่า น้ำตาลดีออกซีไรโบสซึ่งมีคาร์บอน 5 อะตอมเนี่ยมีหมู่ฟอสเฟตเกาะที่ คาร์บอนตำแหน่งที่ 5
แล้วเจ้าฟอสเฟตก็จะไปเกาะกับนิวคลีโอไทด์อีกหน่วยหนึ่งที่ตำแหน่ง คาร์บอนตัวที่ 3 ไปเรื่อยๆ เป็นสายยาวครับ
ปลายที่ไม่มีนิวคลีโอไทด์มาต่อกับหมู่ฟอสเฟตอีกแล้ว เราก็เรียกว่าปลาย 5′
ส่วนปลายที่ไม่มีหมู่ฟอสเฟตมาต่ออีกแล้ว ก็เรียกว่า ปลาย 3′ ครับ
ลักษณะที่เหมือนบันไดนั้นก็คือ มีเบสเป็นขั้นบันไดที่เชื่อมกับอยู่ด้วยพันธะไฮโดรเจน
ส่วนราวบันไดก็คือน้ำตาลดีออกซีไรโบสกับหมู่ฟอสเฟตที่ยึดกันอยู่นั่นเอง
ภาพที่ เท่าไหร่ก็ไม่รู้
โอ้วววว…
เห็นมั้ยครับ มันมีอยู่เท่านี้เอง
หลายปีมานี้เทคโนโลยี DNA ก้าวหน้าไปรวดเร็วมากครับ
ส่วนหนึ่งมาจากความสามารถในการศึกษาสิ่งที่เล็กลงเรื่อยๆ อย่าง นาโนเทคโนโลยี
เพราะว่าไอ้นิวคลีโอไทด์ที่ว่าเนี่ย แต่ละคู่เบสมันอยู่ห่างกันตั้ง 3.4 อังสตรอมแหนะครับ
อังตรอมนึงใหญ่ขนาดไหนก็ใหญ่ตั้ง 0.1 นาโนเมตรเลยนะครับ (ใหญ่คอดดด)
นิวคลีโอไทด์ 10 คู่ก็จะหมุนได้ครบรอบ 1 เกลียว
ดังนั้นเกลียวหนึ่งรอบก็จะมีขนาด 34 อังสตรอมครับ ตั้ง 0.34 นาโนเมตรแหนะ
หรือเปรียบเทียบง่ายๆ ก็คือ มันมีขนาดเล็กเท่า
ความก้าวหน้าที่ว่านี้ทำให้เราสามารถตัดต่อพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตที่มีความซับซ้อนน้อยๆ ได้นานแล้ว
เราเรียกสิ่งมีชีวิตที่ถูกตัดต่อพันธุกรรมเช่น ข้าวสีทอง มะละกอสุดนิ้ง ฯลฯ ว่า GMOs (Genetically Modified Organism)
โดยในการตัดต่อนี้ก็แสนจะง่ายดายนะครับ นักวิทยาศาสตร์ใช้ restriction enzyme (เอ็นไซม์ตัดจำเพาะ)ในการ
ตัดสาย DNA เป็นชิ้นๆ จากนั้นก็นำไปยิงใส่นิวเคลียสของสิ่งมีชีวิตเจ้ากรรมตามเรื่องตามราวว่ากันไป
หลายคนตั้งคำถามว่า นี่คือการละเมิืดงานของพระเจ้าหรือเปล่า
หากว่าวันหนึ่งเราสามารถศึกษาแผนที่พันธุกรรมของมนุษย์ได้ทั้งหมดเราจะกำหนดหน้าตา
และรักษาโรคทุกอย่างได้หรือไม่ … ใครจะเป็นเจ้าของเทคโนโลยีนี้ ?
(ปัจจุบันมีความเป็นไปได้แล้ว ที่เราจะรักษามะเร็ง และโรคทางพันธุกรรมโดยอาศัยยีนบำบัำด
หรือที่เรียก Gene therapy)
สุดท้ายครับ
ในการตรวจ DNA นั้นมีสองวิธี วิธีแรกจะใช้รังสีในการสร้างลายพิมพ์ดีเอ็นเอ (DNA fingerprint)
เรียกว่าการทำ
Southern blot hybridization จะได้ผลการตรวจออกมาแบบที่เราคุ้นเคยกันแบบนี้ครับ
พอได้แบบนี้แล้วก็เอามาเทียบกับลายพิมพ์ที่ได้มาจากหลักฐาน คราบอสุจิ คราบเลือดในที่เกิดเหตุ
เพื่อชี้ตัวคนร้าย หรือหาตัวพ่อได้อย่างไม่มีข้อสงสัย
อีกวิธีคือการใช้สารเรืองแสงซึ่งอันตรายน้อยกว่า นำDNA ดังกล่าวไปทำ PCR ซึ่งจะทำให้ DNA เพิ่มจำนวนขึ้น
ในอัตราก้าวหน้าเรขาคณิต (exponential)เพื่อให้มีมากพอที่จะตรวจโดยเครื่องอ่านอัตโนมัติ
เป็นวิธีที่รวดเร็วกว่า แม่นยำ และง่ายกว่ามากเลย
วิธีหลังนี่สามารถอ่านผลออกมาในคอมพิวเตอร์แล้วก็เซฟเก็บไปเป็นไฟล์ๆ ได้เลย
คิดดูนะครับ
ถ้าเกิดวันนึงเราศึกษารหัสพันธุกรรม AACTGCCGAT ทั้งหลายทั้งปวงนี่จนปรุโปร่ง
เราก็เซฟคนเป็นคนๆ ไว้ในไฟล์ ก๊อปปี้ใส่แฟลชไดรฟ์ได้เลยนะ
A : นี่ เราขอเลือดเธอหยดนึงดิ
B : จะบ้าเหรอ เอาไปทำอะไร
A : เอาไปตรวจ DNA
B : ??
A : อยากรู้ว่ารหัสพันธุกรรมของนางฟ้าเป็นยังไง
B : =_=”
ธีร(T) : เธอเห็นอะไรนั่นมั้ย
เอ(A) : เห็นอะไร ?
ธีร(T) : พันธะไฮโดรเจนที่เชื่อมหัวใจเราสองคน
เอ(A) : … ฮึ … แฟนชั้นชื่อยูราซิลย่ะ
(เมื่อ DNA สังเคราะห์ RNA เบส Adenine จะไปจับกับ Uracil แทน Thymine)
ซี(C) : จี … เธอดีเกินไป
จี(G) : เธอจะใช้RNAพอลิเมอรืเรสสลายพันธะระหว่างเราสองคนเหรอ ทำไมอ่ะซี
ซี(C) : เพราะแกชอบเล่นมุกอย่างนี้นี่แหละ
จี(G) :T-T
(RNA polymerase คือ enzyme สำหรับสลายพันธะไฮโดรเจน)