Tip:
Highlight text to annotate it
X
ไง วันนี้ครูแอนเดอสันกับวิดีโออันนี้จะพูดถึงเรื่อง"การกลายพันธุ์"
การกลายพันธุ์ก็คือการเปลี่ยนแปลงที่เกิดกับดีเอ็นเอ แล้วทำไมการเปลี่ยนแปลงของดีเอ็นเอถึงไม่ดี? ก็คิดดู .. ดีเอ็นเอนั้น
จะเอามาใช้ในการถอดรหัสเพื่อสร้างสิ่งที่เรียกว่าเอ็มอาร์เอ็นเอ ซึ่งก็จะ
เอามาแปลรหัสเพื่อใช้ในการสร้างโปรตีน เป็นโปรตีนที่เอาสร้างเป็นร่างกายของเรา
ดังนั้นถ้าเกิดการการเปลี่ยนแปลงในดีเอ็นเอ ก็จะเกิดการเปลี่ยนแปลงในเอ็มอาร์เอ็นเอ
และในที่สุดก็จะไปเปลี่ยนโปรตีนต่างๆ และในที่สุด
ก็จะเปลี่ยนตัวเราด้วย ..การกลายพันธุ์จึงดูจะเป็นเรื่องที่ไม่ดีนัก แต่การกลายพันธุ์ก็อาจเป็นเรื่องดีได้
ที่จริงแล้ว สิ่งมีชีวิตทั้งหลายในโลกนี้ล้วนแต่เริ่มมาจากการเปลี่ยนแปลงของดีเอ็นเอทั้งสิ้น เป็นการเปลี่ยนแปลงที่
สร้างความหลากหลายที่น่ามหัศจรรย์ที่เกิดขึ้นบนโลกของเรา ดังนั้น พอเรานึกถึง
การกลายพันธุ์และผลกระทบของการกลายพันธุ์ที่มีต่อโปรตีน ก็อาจจะเทียบได้กับตัวอย่างเรื่อง
สูตรอาหาร ..และที่เห็นนี่ก็คือสูตรโปรดอันนึงของครุเอง เป็นสูตรการทำคุ๊กกี้ Nestle Tollhouse Chocolate Chip
จากอันนี้ สิ่งที่ครูจะทำก็คือครูจะ
แปลงสูตรที่ได้มานี้ ..ถ้าเราสังเกตดีๆ จะเห็นว่ามีอะไรบางอย่างที่เปลี่ยนไป
ให้ครูดูใกล้อีกที นี่ไงการแปลงสูตรที่ครูพูดถึง เอาเป็นว่าเรามีจุดที่ทำให้เกิดการแปลงสูตร
อยู่ตรงนี้ คำว่าเนย "stiqk" นึง ได้เปลี่ยนมาจากเดิมว่า เนย "stick" นึง
ครยังสามารอ่านสูตรได้อยู่ แล้วก็ยังสามารถทำคุ๊กกี้ออกมาได้อร่อยอยู่
ที่นี้ลองมาดูการแปลงสูตรอีกตัวอย่างนึง ..ครูจะลองเปลี่ยนอะไรสักอย่างในสูตรนี้
ไม่รู้ว่าพวกเราจะเห็นมั้ย ..ถ้าครูเปลี่ยนดูอีกที ตกลงสิ่งที่ครูได้เปลี่ยนไปก็คือ จำนวนของช้อนชา
จาก 1 ช้อนชา เป็น 9 ช้อนชา ตอนนี้คุกกี้จะมีรสเป็นยังงัยล่ะ?
คงจะอร่อยตายละ แล้วครูก็คงจะได้เบคกิ้งโซดามโหฬารอยู่ในนั้น
ก็คงจะมีรสชาติเหลือทนเต็มที ชิมดูคงคล้ายๆกับอัลคาไลน์นะ ครูว่า เพราะงั้นเราลองมาดู
ตัวอย่างการแปลงสูตรอีกอันนึงกัน เอาเป็นว่าเรามีอันนี้ อีกทีนะ สองอันแรกคือจะมีตัวหนังสือ
เปลี่ยนไปตัวนึง แล้วมาดูการแปลงสูตรกัน ครูว่าพวกเราคงเห็นแล้วแน่ๆ ทวนอีกทีก่อน
เรากำลังทำอะไรนะ? ที่เราทำไป ก็คือเราเลื่อนขั้นตอนที่บอกว่า เอาเข้าเตาอบ ไปไว้ตอนท้าย
แทนที่จะเป็นที่เดิมที่มันควรจะอยู่ คือตรงนี้น่ะ อันนี้จะทำให้คุ๊กกี้ของเราเปลี่ยนไปมั้ย?
ก็แน่อยู่แล้ว แทนที่จะได้คุ๊กกี้ เราก็คงจะได้แป้งดิบออกมาแทน
ลองทบทวนเรื่องราวทั้งหมดให้ดี การเปลี่ยนแปลงของดีเอ็นเอ ก็เหมือนกับการเปลี่ยนแปลงสูตรอาหาร
สิ่งที่เกิดขึ้นไม่ใช่การพิมพ์ผิด หลักๆ แล้วมีสาเหตุสองประการที่ทำเกิดการกลายพันธุ์
สาเหตุอันแรกเรียกว่าการกลายพันธุ์ที่เกิดขึ้นเอง เกิดขึ้นเมื่อบางสิ่งบางอย่างในกระบวนการ
การคัดลอกดีเอ็นเอหรือการสร้างเซลล์สืบพันธุ์เกิดผิดเพี้ยนไป เป็นแบบที่เกิดขึ้นได้บ้าง แม้จะไม่พบเห็นบ่อยนัก
แบบที่เห็นบ่อยกว่าคือแบบสายเลื่อน (strand slippage) คือการที่สายพันธุกรรมสองเส้น
สายแม่กับสายลูกเกิดเลื่อนผ่านกัน แล้วเกิดการสร้างพันธะ
ที่ไม่สมบูรณ์ขึ้น ..ทั้งหมดนี้คือตัวอย่างการกลายพันธุ์แบบเกิดเอง
มีการกลายพันธุ์หลายอย่างที่เกิดจากสิ่งแวดล้อม เราเรียกการกลายพันธุ์พวกนี้ว่าการกลายพันธุ์ที่ถูกชักนำ (induced mutations)
อย่างการฉายรังสีก็ตัวอย่างของการกลายพันธุ์อันนี้ และเป็นสาเหตุของโรคมะเร็งผิวหนัง นี่ก็เป็นตัวอย่างการกลายพันธุ์ที่ถูกชักนำ
หรืออย่างบุหรี่ เป็นสารเคมีที่ทำให้เกิดการกลายพันธุ์แบบนี้ และเราก็ไม่เคยรู้เลย
ว่าเกิดอะไรขึ้น เรารู้ว่าการสูบบุหรี่ทำให้เกิดโรคมะเร็ง แต่เราไม่รู้สาเหตุที่แท้จริง
ว่ามันเกิดได้อย่างไร จนกระทั่งมีการศึกษาที่ออกมาเมื่อเร็วๆนี้ บ่งชี้ว่าสารเคมีในบุหรี่เป็นตัวอย่างของตัวที่ทำให้เกิดการกลายพันธุ์ (มิวตาเจน - mutagen)
พบอยู่ในควันบุหรี่ เรียกว่า เบนโซไพรีน (enzo pyrene) ทีนี้ถ้าเราดู
ที่วงกลมตรงนี้ มันเหมาะเจาะพอดีกับเกลียวคู่ และนี่ก็เป็นสาเหตุ
ของการกลายพันธุ์ในดีเอ็นเอ ทีนี้ ถ้ามันไปอยู่ตรงที่ที่ไม่มียีนก็แล้วไป ไม่มีอันตราย
แต่ถ้าบังเอิญไปอยู่ตรงที่ที่เรามียีนที่ต้านมะเร็ง ก็จะเป็นสาเหตุ
ที่จะนำไปสู่การเกิดมะเร็ง และนี่ก็เป็นสาเหตุแบบที่เกิดจากสิ่งแวดล้อม
ก็เหมือนกับตัวอย่างของสูตรการทำอาหาร เราอาจจะเกิดการกลายพันธุ์เพียงที่เดียว
เราเรียกว่าการกลายพันธุ์เฉพาะจุด หรืออาจจะเกิดการกลายพันธุ์แบบที่กว้างขวางกว่า เมื่อโครโมโซมจำนวนมาก
เกิดการเปลี่ยนแปลง .. ลองมาดูแบบแรกที่เป็นแบบเฉพาะจุดดู ครูจะลองเปลี่ยนตรงนี้
ไม่รู้ว่าดูกันทันหรือเปล่า มาลองกันดูีกที อันนี้เรียกว่าการกลายพันธุ์แบบแทนที่
อย่างตรงจุดนี้ เราเอา C มาแทนที่ T เราอาจจะนึกว่าตายแน่ตรู
ก็ไม่เชิงนัก เพราะว่าในเซลล์ของเรามีการป้องกันกับเรื่องแบบนี้อยู่ จะมีโปรตีนบางอย่าง
ที่จะคอยลาดตระเวนขึ้นล่องอยู่บนดีเอ็นเอ พอเห็นว่ามี A สร้างพันธะอยู่กับ C ก็พอจะรู้ได้ว่า
ไม่น่าจะเข้ากันได้ ก็รู้แล้วว่ามีสิ่งผิดปกติเกิดขึ้น
เอนไซม์พวกนี้ก็จะเอา C ออกไปแล้วก็เอา A ใส่กลับเข้ามาเหมือนเดิม
โนพลอบเบลม แต่ทีนี้สมมติว่าพวกเอ็นไซม์กำลังลาดตระเวนไปมาแล้วก็มาเจอเอา C ตัวนึงเข้า
มี A อีกตัวนึงอยู่ด้านนี้ มันก็อาจจะนึก ... เออคงไม่ใช่นึกหรอก มันก็อาจจะเห็นว่าจะต้อง
กำจัด A ตัวนี้ออกไป แล้วก็เอา G มาใส่แทน ก็มีโอกาสถึงห้าสิบ ห้าสิบ
ว่ามันจะใส่ค่าผิดเข้าไป ถ้าไอ้ค่านี้ไม่ได้อยู่ในยีนก็แล้วไป
โนบิ๊กดีล ..แต่ถ้าบังเอิญตรงนี้ เป็นที่ที่เราใช้กรดอะมิโนมาสร้างเป็นโปรตีน
ก็อาจเกิดเรื่องใหญ่ขึ้นมาได้ ..อันนี้ก็คือการแทนที่ เราก็ยังอาจจะมีการฉายรังสี
หรือสารเคมีที่เป็นสาเหตุทำให้เดีเอ็นเอเกิดความเสียหายอย่างที่เห็น เราอาจจะมีโปรตีนหลายตัว
ที่จะมาซ่อมแซมอันนี้ได้ แต่บางทีพอซ่อมไปๆ ก็อาจจะเติมเอาตัวอื่นเข้าไป
อย่างเส้นนี้เราก็เห็นว่าทุกอย่างเป็นปกติดี ทีนี้พอเราเพิ่มตัวนี้เข้าไป
พอเซลล์นี้เกิดการคัดลอกเซลล์ มีการสร้างเซลล์ใหม่ขึ้นมา สายพันธุกรรมนี้
ก็จะมีตัวอักษรพิเศษเพิ่มขึ้นมา แล้วก็อาจจะทำให้ข้อมูลของทั้งสาย
เลื่อนไปหมด แล้วทำให้ข้อมูลการสร้างโปรตีนทั้งหมดเสียไปเลย หรือถ้าเรากลับมาดูที่ดีเอ็นเอของเราอีกที
มีอะไรอีกบ้างที่อาจจะเกิดขึ้นได้? ก็อาจจะเป็นสารเคมีหรือรังสีที่
เป็นเหตุให้นิวคลีโอไทด์ตัวใดตัวนึงหายไป พอหายไปแล้ว ดีเอ็นเอก็จะพยายาม
เข้าไปซ่อมแซม มันก็จะพับตัวเองเข้าไป แต่เนื่องจากเรายังมีข้อมูลหายไปตัวนึง
ก็จะเกิดเป็นการขาดหาย (deletion) ขึ้น และกับทางด้านนี้ ถ้ามีการคัดลอกดีเอ็นเอขึ้น ก็จะไม่เป็นปัญหาใดใด
แต่ถ้าเราจะทำสำเนาคัดลอกทางด้านนี้ เราก็จะมีข้อมูลหายไป อย่างน้อยก็ตัวนึง
ในยีนนี้ เราอาจจะมีการเปลี่ยนแปลงขนาดใหญ่ และนี่อาจจะเกิด
ในช่วงไมโตซีส หรืออาจจะเกิดในช่วงไมโอซีส และโดยทั่วไป สิ่งที่มักจะเกิดขึ้นก็คือ
แทนที่จะเสียข้อมูลไปตัวเดียว ก็อาจจะเสียไปทั้งยีน หรืออาจจะเสียบางส่วน
ของโครโมโซมและยีนทั้งหมดในส้วนนั้น อันนีเรียกว่าการขาดหาย (deletion)
เกิดในกรณีที่เราสูญเสียบางส่วนของโครโมโซม ซึ่งอาจจะหมายถึงยีนนับร้อย หรืออาจจะนับพันเลยทีเดียว
หรือไม่ก็อาจจะเป็นการทำซ้ำซ้อน เกิดเมื่อมีบางส่วนเกิดขึ้นซ้ำกันในช่วง
S เฟส หรืออาจจะเกิดการกลับด้าน (inversion) ซึ่งเป็นกรณีที่มีการสลับลำดับเกิดขึ้น
แล้วก็ยังอาจจะมีการแทรก (insertion) อันเป็นกรณีที่โครโมโซมอันนึง
อาจจะหลุดเข้าไปไปในโครโมโซมอีกตัวนึง อาจจะฟังดูแปลกๆ และดูเหมือนว่าเราคงล้มหายตายจากไปแล้ว
ด้วยกรณีต่างๆเหล่านี้ แต่ลองมาคืดดูดีๆ .. ยีนพวกนี้มีโครโมโซม ก็เลยหมายความว่า
ไม่จำเป็นว่าคนคนนี้จะต้องล้มหายตายจากไป กรณีพวกนี้อาจจะเกิดขึ้นระหว่างไมโตซีส ก็เลย
อาจจะไม่ได้เป็นเรื่องใหญ่โตอะไรเลย หรืออาจจะเกิดขึ้นระหว่างไมโอซีส แต่เราก็ยังคง
มียีนอื่นๆที่เราต้องการครบถ้วนดีอยู่ อย่างอันนี้อาจจะเป็นการแทรกเข้ามา (insertion) เราก็อาจจะมีการ
สับเปลี่ยน (translocation) ซึ่งจะเอาส่วนนี้ย้ายข้ามมาที่นี่ แล้วเอาอันนี้
กลับมาที่เดิม .. ตกลงเราก็อาจจะมีการกลายพันธุ์แบบต่างๆมากมายเกิดขึ้นในโครโมโซม
และนี่ก็อาจจะเป็นวิธีการที่โครโมโซมถูกออกแบบให้เป็นมาตั้งแต่ต้น บางอันก็ดี บางอันก็ไม่
แต่ทั้งหมดก็คือการเแลี่ยนแปลงในดีเอ็นเอทั้งสิ้น ก็หวังว่าทั้งหมดนี้จะเป็นประโยชน์บ้าง