Download
1 / 26
690 likes | 2.28k Views
การจำลอง DNA DNA replication. โดย ครูพัชมณฑ์ ชัย กูล. คุณสมบัติของสารพันธุกรรม. วอต สัน และค ริกค้นพบโครงสร้างทางเคมีของ DNA ขั้นตอนต่อไปก็คือ การพิสูจน์และตรวจสอบว่าโครงสร้างของ DNA นี้ มีสมบัติที่จะเป็นสารพันธุกรรมได้หรือไม่ ซึ่งสารพันธุกรรมต้องมีสมบัติสำคัญ ดังนี้.
E N D
การจำลองDNADNA replication โดย ครูพัชมณฑ์ ชัยกูล
คุณสมบัติของสารพันธุกรรมคุณสมบัติของสารพันธุกรรม วอตสันและคริกค้นพบโครงสร้างทางเคมีของ DNA ขั้นตอนต่อไปก็คือ การพิสูจน์และตรวจสอบว่าโครงสร้างของ DNA นี้ มีสมบัติที่จะเป็นสารพันธุกรรมได้หรือไม่ ซึ่งสารพันธุกรรมต้องมีสมบัติสำคัญ ดังนี้
คุณสมบัติของสารพันธุกรรมคุณสมบัติของสารพันธุกรรม ประการแรก ต้องสามารถเพิ่มจำนวนตัวเองได้โดยมีลักษณะเหมือนเดิมเพื่อให้สามารถถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมจากรุ่นพ่อแม่ไปยังรุ่นลูกได้ ประการที่สอง สามารถควบคุมให้เซลล์สังเคราะห์สารต่างๆเพื่อแสดงลักษณะทางพันธุกรรมให้ปรากฏ
คุณสมบัติของสารพันธุกรรมคุณสมบัติของสารพันธุกรรม ประการที่สาม ต้อง สามารถเปลี่ยนแปลงได้บ้าง ซึ่งอาจก่อให้เกิดลักษณะพันธุกรรมที่ผิดแปลกไปจากเดิมและทำให้เกิดสิ่งมีชีวิตสปีชีส์ใหม่ๆขึ้น หลังจากวอตสันและคริกได้เสนอโครงสร้างของ DNA แล้วในระยะเวลาเกือบ 10 ปี ต่อมา จึงสามารถพิสูจน์ได้ว่า DNA มีสมบัติเป็นสารทางพันธุกรรม
วอตสันและคริกจึงได้รับรางวัลโนเบลจากผลงานการค้นพบโครงสร้าง DNA ในปี พ.ศ. 2505 นับว่าเป็นความก้าวหน้าที่สำคัญยิ่งทางด้านวิทยาศาสตร์ และเป็นจุดเริ่มต้นให้กับนักวิทยาศาสตร์ที่จะค้นคว้าในระดับโมเลกุลต่อไป
DNA replication การที่ DNA สามารถเพิ่มจำนวนโดยการจำลองตัวเองได้ ( replication)ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่สำคัญมากในการทำหน้าที่ถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมจากสิ่งมีชีวิตรุ่นหนึ่ง ไปยังอีกรุ่นหนึ่ง
DNA replication การจำลองตัวของดีเอ็นเอเริ่มจากการคลายเกลียวออกจากกันแล้ว ใช้สายพอลินิวคลีโอไทด์สายใดสายหนึ่งใน 2 สายเป็นแม่พิมพ์ (template) ในการสร้างสายใหม่ ซึ่งสุดท้ายดีเอ็นเอที่จำลองใหม่จะประกอบด้วยสายพอลินิวคลีโอไทด์สายเดิม 1 สาย และสายใหม่ 1 สาย เรียกการจำลองตัวแบบนี้ว่า การจำลองแบบกึ่งอนุรักษ์ (semiconservative)
การจำลองแบบกึ่งอนุรักษ์การจำลองแบบกึ่งอนุรักษ์
DNA replication ดีเอ็นเอสายใหม่ถูกสร้างจากปลาย 5 ' ไปยัง 3 ' เส้นที่สามารถสร้างติดต่อกันไปเรื่อย ๆ โดยไม่หยุดเรียกว่าเส้นนำ (Leading strand) ส่วนดีเอ็นเอ เส้นที่สร้างแบบไม่ต่อเนื่อง ซึ่งก็จะมี การเชื่อมกันของดีเอ็นเอ เส้นสั้น ๆ ที่ไม่ต่อเนื่อง กันให้เกิดเป็นสายโพลีนิวคลีโอไทด์ ที่สมบูรณ์
DNA replication ดีเอ็นเอ เส้นสั้น ๆ ที่ถูกสร้างขึ้นมาโดยยังไม่ได้ต่อกันเรียกว่า Okazaki fragment และจะมีเอนไซม์ ดีเอ็นเอไลเกส (DNA ligase) มาเชื่อมทำให้ได้เป็นเส้นยาวเรียกว่าเส้นตาม (Lagging strand)
เอนไซม์ที่ใช้ในการสร้างDNAสายใหม่เอนไซม์ที่ใช้ในการสร้างDNAสายใหม่ ใน ยูคาริโอท มีการสร้าง เส้นนำ และเส้นตามเช่นกัน โดยเอนไซม์ที่ใช้ในการสร้าง เส้นตาม มีดังนี้ 1. Helicaseหรือ helix-destabilizing protein เป็นเอนไซม์ที่สลายพันธะไฮโดรเจน ทำให้โมเลกุลดีเอ็นเอมีการคลายเกลียวคู่ ออกจากกันเป็นสายเดี่ยว 2 สายโดยอาศัยพลังงานจากการสลาย ATP
เอนไซม์ที่ใช้ในการสร้างDNAสายใหม่เอนไซม์ที่ใช้ในการสร้างDNAสายใหม่ 2. โปรตีนเกาะสายเดี่ยว (single strand DNA binding protein : SSB หรือ DBP) จะจับกับดีเอนเอสายเดี่ยวที่แยกออกจากกันเป็นตัวป้องกันไม่ให้ ดีเอ็นเอสายเดี่ยวกลับไปจับกันอีก จะได้ไม่เกิดเป็นโมเลกุลดีเอ็นเอเกลียวคู่เหมือนเดิม และป้องกัน DNA สายเดี่ยวไม่ให้ถูกย่อยโดยเอนไซม์ nuclease
เอนไซม์ที่ใช้ในการสร้างDNAสายใหม่เอนไซม์ที่ใช้ในการสร้างDNAสายใหม่ 3. DNA gyraseหรือ topoisomeraseทำหน้าที่คลายปมเหนือจุดแยก (replication fork) โดยการตัด DNA สายใดสายหนึ่งออก เพื่อให้คลายเกลียวได้แล้วจึงต่อกลับใหม่ 4. Primaseทำหน้าที่สร้างอาร์เอ็นเอเริ่มต้น (RNA primer) (primosome : ไพรเมอร์และเอนไซม์ที่รวมกันอยู่ที่จุดแยก )
เอนไซม์ที่ใช้ในการDNAสร้างสายใหม่เอนไซม์ที่ใช้ในการDNAสร้างสายใหม่ 5. DNA polymerase I ทำหน้าที่ในการต่อสายโพลีนิวคลีโอไทด์ให้ยาวขึ้นและตรวจสอบลำดับเบสที่ผิดพลาด และกำจัดลำดับเบสที่ผิดพลาดออกไป รวมถึงการกำจัด RNA primer
เอนไซม์ที่ใช้ในการDNAสร้างสายใหม่เอนไซม์ที่ใช้ในการDNAสร้างสายใหม่ 6. DNA polymerase III เป็นเอนไซม์หลักในการจำลองตัวของ DNA โดยต่อนิวคลีโอไทด์ทีละโมเลกุลจนได้สายยาว 7. DNA ligaseทำหน้าที่เชื่อมดีเอ็นเอเส้นสั้น ๆ เข้าด้วยกัน โดยการสร้างพันธะฟอสโฟไดเอสเทอร์เชื่อมจุดที่ขาด
กลไกการการจำลองDNA 1. DNA template คลายเกลียวโดยเอนไซม์DNA Gyrase ตัด DNA สายใดสายหนึ่งออก 2. Enzyme Helicaseเข้าไปสลายพันธะ H-bond โดยมี ATP เข้าช่วย พร้อมทั้งมีโปรตีน SSBจับสาย polynucleotide ไว้ไม่ให้กลับมาพันเกลียวกันอีกครั้ง
กลไกการการจำลองDNA 3. DNA Primaseจะสร้าง RNA Primer มาจับกับสาย Leading strand เพื่อเป็นตัวเริ่มต้นให้กับสายที่กำลังจะเกิดขึ้น 4. DNA polymerase จะเข้ามาเพิ่มความยาวของ DNA โดยกระตุ้นให้ nucleotide มาต่อกับ RNA primer โดยเบส A จับคู่กับ T และ เบส C จับคู่กับ G
ในการสังเคราะห์ Polynucleotideสายใหม่ มี 2 สาย คือ - สาย Leading Strandมีการต่อสายจาก5/ ไป 3/ - สาย Lagging Strand จะใช้ RNA Primer เป็นช่วง ๆ สร้างในทิศ 5/ ไป 3/ จึงได้สายใหม่เป็นท่อนๆ เรียกว่า “Okazaki fragment” หมายเหตุ : การต่อสาย Polynucleotide จะมีทิศจาก 5/ ไป 3/ ของสายใหม่ เท่านั้น
กลไกการการจำลองDNA 5. RNA Primer จะถูกนำออกไป แล้วเอนไซม์ DNA Polymerase จะนำ nucleotide มาต่อแทนที่ 6. สำหรับสาย Lagging Strand มี DNA Ligase เข้ามาเชื่อมช่องว่างนั้น ให้เป็นสายยาวได้ โดย อาศัย ATP เข้าช่วย ในที่สุดจะได้ DNA 2โมเลกุลที่เหมือนกันทุกประการ
บรรณานุกรม - www.kik5.com/index.php?option=com...6... – - www.mwit.ac.th/~ooy/e-replication/ biomolecule.htm - www.library.thinkquest.org - http://learners.in.th/blog/paradorn6-1/416420 - www.opencollege.com - www. weloveteaching.com
