องค์ประกอบทางเคมีของ DNA
DNA เป็นสารพันธุกรรมของสารสิ่งมีชีวิต และบางส่วนของDNA ทำหน้าที่เป็นยีน คือสามารถควบคุมลักษณะทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตได้
DNA เป็นกรดนิวคลีอิกชนิดหนึ่ง ซึ่งเป็นพอลิเมอร์ (polymer) สายยาวประกอบด้วยหน่วยย่อยหรือมอนอเมอร์(monomer) ที่เรียกว่านิวคลีโอไทด์ซึ่งแต่ละคลีนิวโอไทด์ประกอบด้วย
1. น้ำตาลเพนโทสซึ่งมีคาร์บอน 5 อะตอม คือ น้ำตาลดีออกซีไรโบส
2. ไนโตรจีนัสเบส (nitrogenous base) เป็นโครงสร้างประกอบด้วยวงแหวนที่มีอะตอมของคาร์บอนและไนโตรเจนแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือเบสพิวรีน (purine) มี 2 ชนิด คือ อะดีนีน (adenineหรือA) และกวานีน(guanine หรือ G) และ เบสไพริมิดีน(pyrimidine) มี 2 ชนิด คือ ไซโทซีน (cytosineหรือ c) และ ไทมีน (tymineหรือ t)
3.หมู่ฟอสเฟต ( PO43- ) โครงสร้างของเบสและน้ำตาลที่เป็นองค์ประกอบของกรดนิวคลีอิก ดังภาพ
ภาพแสดงสูตรโครงสร้างของเบส และน้ำตาลที่เป็นองค์ประกอบของ DNA
การประกอบขึ้นเป็นคลีนิวโอไทด์นั้น ทั้งสามส่วนประกอบกันโดยมีน้ำตาลเป็นแกนหลัก มีไนโตรจีนัสเบส อยู่ที่คาร์บอนตำแหน่งที่ 1 และหมู่ฟอสเฟตมีคาร์บอนอยู่ที่ตำแหน่งที่ 5 ดังนั้นนิวคลีโอไทด์ใน DNA จึงมี 4 ชนิด ซึ่งจะแตกต่างกันตามองค์ประกอบที่เป็นเบส ได้แก่ A T C และ G ดังภาพ
ภาพแสดงนิวคลีโอไทด์ที่มีเบสชนิดต่างๆ ซึ่งเป็นองค์ประกอบของ DNA
จากการวิเคราะห์ส่วนประกอบทางเคมีของ DNA พบว่ามีเบสน้ำตาลดีออกซีไรโบสและหมู่ฟอสเฟตเป็นจำนวนวนมาก จึงเป็นไปได้ว่า DNAประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์จำนวนมากมาเชื่อมต่อกัน
นิวคลีโอไทด์จำนวนมากนี้มาเชื่อมต่อกันเป็นโมเลกุลของ DNA ได้โดย การเชื่อมดังกล่าวเกิดจากการสร้างพันธะโควาเลนซ์ระหว่างหมู่ฟอสเฟตของนิวคลีโอไทด์หนึ่งกับหมู่ไฮดรอกซิลอยู่ที่คาร์บอนตำแหน่งที่ 3 ของน้ำตาลในนิวคลีโอไทด์หนึ่ง เมื่อหลายๆนิวคลีโอไทด์มาเชื่อมต่อกันเกิดเป็นสายพอลินิวคลีโอไทด์ ดังภาพ ข.
ภาพแสดงนิวคลีโอไทด์ที่มีเบสชนิดต่างๆ ซึ่งเป็นองค์ประกอบของ DNA
จะเห็นว่าสายด้านหนึ่งมีจะมีหมู่ฟอสเฟตเชื่อมอยู่ กับน้ำตาลดีออกซีไรโบสที่คาร์บอนตำแหน่งที่ 5 เรียกปลายด้านนี้ว่าเป็นปลาย 5´ ( อ่านว่า 5ไพร์ม )และอีกปลายด้านหนึ่งจะมีหมู่ไฮดรอกซิลที่คาร์บอนตำแหน่งที่ 3 ที่เป็นอิสระ เรียกปลายด้านนี้ของสาย DNA ว่าปลาย 3´ ( อ่านว่า 3 ไพร์ม )
ต่อมานักเคมีในประเทศอังกฤษ พบว่าพอลิคลีนิวโอไทด์แต่ละสายจะแตกต่างกันที่จำนวนของนิวคลีโอไทด์และลำดับของนิวคลีโอไทด์
ในปี พ.ศ. 2492 เออร์วิน ชาร์กาฟฟ์ ( Erwin Chargaff ) นักเคมีชาวอเมริกัน ได้วิเคราะห์ปริมาณเบสที่เป็นองค์ประกอบทางเคมีของโมเลกุล DNA ในสิ่งมีชีวิตชนิดต่างๆพบว่าอัตราส่วนของเบส 4 ชนิด ใน DNA ที่สกัดจากสิ่งมีชีวิตต่างๆจะแตกต่างกัน
ข้อมูลที่ได้จากการทดลองของชาร์กาฟฟ์แสดงให้เห็นว่าในสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิด ปริมาณของเบส 4 ชนิด จะแตกต่างกันแต่จะมีปริมาณของเบสA ใกล้เคียงกับ T และเบส C ใกล้เคียงกับG เสมอ เรียกว่ากฎของชาร์กาฟฟ์ (Chargaff s’ Rule)และสิ่งมีชีวิตจะมีอัตราส่วนระหว่าเบส A:T และอัตราสวนระหว่างG:C คงที่เสมอ จากอัตราส่วนของเบสดังกล่าวอาจเป็นไปได้ว่าเบส A จับคู่กับTและเบสG จับคู่กับC จากอัตราส่วนนี้ชี้ให้เห็นว่า DNA จะต้องมีการจัดเรียงตัวของนิวคลีโอไทด์ 4 ชนิด ที่ทำให้จำนวนของชนิด A เท่ากับ T และชนิด C เท่ากับ G เสมอไป
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น