មេរៀនទី1 ADN ជាទម្រព័ត៌មានសេនេទិច

មេរៀនទី1 ADN ជាទម្រព័ត៌មានសេនេទិច

     ធាតុបង្ករបស់ក្រូម៉ូសូមគឺ ADN និង ប្រូតេអ៊ីន។ ធាតុបង្កដែល​ជាទម្រព័ត៌មានសេនេទិចគឺ ADN ។ ព័ត៌មានសេនេទិច​ ជាព័ត៌មាន​សម្រាប់សាងសង់លក្ខណៈរបស់សារពាង្គកាយ។

អាស៊ីតនុយក្លេអ៊ិច (AN) មាន គឺៈ

-   អាស៊ីតដេអុកស៊ីរីបូនុយក្លេអ៊ិច (ADN = Acid Deoxyribo Nucleic)

-   អាស៊ីតរីបូនុយក្លេអ៊ិច (ARN = Acid Ribo Nucleic)

1.     សមាសធាតុគីមីនៃព័ត៌មានសេនេទិច

1.1.  ពិសោធន៍របស់លោកគ្រីភីត

លោកគ្រីភីតកើតឆ្នាំ 1931 ជាបាក់តេរីវិទូអង់គ្លេសបានពិសោធ លើបាក់តេរីភ្នឺម៉ូកូកក្នុងគោលបំណងចង់ដឹងថា អ្វីជាព័ត៌មានសេនេទិច?

ភ្នឺម៉ូកូក​ ជាបាក់តេរីបង្កជម្ងឺរលាកសួតយ៉ាងធ្ងន់ធ្ងរដល់ថនិកសត្វ ។ វាមានរូបរាង​ 2 បែបគឺៈ

-   រូបរាង S (Smooth: រលីង) មានស្រោម បង្កជម្ងឺ

-   រូបរាង R (Rough: គគ្រាត) គ្មានស្រោម មិនបង្កជម្ងឺ។

                                    ការពិសោធលោកគ្រីភីត 4 ដំណាក់គឺៈ

                    -   ចាក់បាក់តេរី S រស់ទៅក្នុងកណ្ដុរ កណ្ដុរងាប់

                    -   ចាក់បាក់តេរី R រស់ទៅក្នុងកណ្ដុរ កណ្ដុររស់

                    -   ចាក់បាក់តេរី S ងាប់ (កម្ដៅ) ទៅក្នុងកណ្ដុរ កណ្តុររស់

             -   ចាក់ល្បាយ (S ងាប់ + R រស់) ទៅក្នុងកណ្ដុរ កណ្ដុរនោះងាប់​ដោយជម្ងឺរលាក​​សួត។ ក្នុងឈាម​កណ្ដុរដែលងាប់មានបាក់តេរី S​ មាន​ជីវិត។

គ្រីភីតសនិ្នដ្ឋានថា

-   បាក់តេរី R គ្មានស្រោម​បំប្លែង​ជាបាក់តេរីS ​មានស្រោមបង្កជម្ងឺ។

-   ព័ត៌មានសេនេទិចនៃពូជបាក់តេរី R ត្រូវបានបំប្លែងដោយ​សារ​ធាតុ​​ម្យ៉ាងដែលបានពីបាក់តេរី S ។

គ្រីភីតពុំបានអះអាងថា សារធាតុបំប្លែងនោះជាអ្វីឡើយ។

1.2.  ពិសោធន៍របស់លោកអាវឺរី ម៉ាកឡេអូដ ម៉ាកកាធី (1944)

ការពិសោធលោកអាវីរីៈ

           -   ដំបូងគាត់កិនបាក់តេរី S រួចលាយនឹងបាក់តេរី R រស់។ បន្ទាប់មក​គាត់ចាក់ល្បាយ​នេះទៅក្នុងកណ្ដុរ កណ្ដុរងាប់ដោយជម្ងឺរលាកសួត ។ ក្នុងឈាមកណ្ដុរមានបាក់តេរី S មានជីវិត។

     -   គាត់ទាញ ADN ពីបាក់តេរី ​ S ​តាមបច្ចេកទេសគីមី រួច​លាយជា​មួយ​បាក់តេរី R ។ បន្ទាប់មកចាក់ល្បាយនេះទៅកណ្ដុរ កណ្ដុរងាប់ ដោយជម្ងឺរលាកសួតព្រោះឈាមវាមានបាក់តេរី S រស់។

គាត់សនិ្នដ្ឋានថាៈ

        - ADN បាក់តេរី​ S ជ្រៀតចូលបាក់តេរី​ R ធ្វើអោយបាក់តេរី R មាន​ស្រោម រួចក្លាយជាបាក់តេរី S បង្កជម្ងឺរលាកសួត។

                - ADN បាក់តេរី S ជាម៉ូលេគុលបំប្លែង។    

                - ADN ជាទម្រព័ត៌មានសេនេទិច។

                           1.3.  ពិសោធន៍របស់លោកហឺស៊ី និងឆាស

              ទម្រង់របស់វីរុសបាក់តេរីយ៉ូផាស

ហ៊ឺស៊ី និងឆាសបានប្រើវីរុសមួយប្រភេទឈ្មោះថា វីរុសបាក់​តេរី​យ៉ូផាស ដែលរស់ជាបរាសិតលើបាក់តេរី។ វា​បង្កដោយស្នូល កណ្ដាល​ជា ADN និងប្រូតេអ៊ីននៅខាងក្រៅ។ វាវីរុសភ្ជាប់ខ្លួនលើបាក់ តេរីវា​បញ្ចូលសម្ភារៈ​តំណ​ពូជ​ក្នុងបាក់តេរី។

ពិសោធលោកហឺស៊ី និងឆាសគឺៈ គាត់រៀបចំវីរុស 2 ក្រុម

-   1 ក្រុមភ្ជាប់ស្ពាន់ធ័រវិទ្យសកម្ម 35 (S 35) ទៅនឹងស្រោមប្រូតេអ៊ីន

-   1 ​ក្រុម​ទៀតភ្ជាប់ផូស្វ័រវិទ្យុសកម្ម 32 (P 32) ទៅនឹង ADN។

គាត់ភ្ជាប់​វីរុសទាំង 2  ក្រុមនេះ​នឹងបាក់តេរី។ ក្រោយពិសោធន៍ គាត់​ឃើញ S 35 ស្ទើរតែទាំងអស់សល់ក្នុងវីរុស ឯ P 32 ស្ទើរតែ​ទាំង​អស់​​​បញ្ចូល​ក្នុង​​បាក់តេរី​។ គាត់​សន្និដ្ឋានថា វីរុសបញ្ចូល ADN ទៅក្នុងបាក់​តេរី។ ដូចនេះ ADN ពិត​ជា​ទម្រ​ព័ត៌មានសេនេទិច។

2.     ទម្រង់ម៉ូលេគុល ADN

2.1.     ធាតុបង្ករបស់ ADN

គេធ្វើអ៊ីដ្រូលីសទៅលើម៉ូលេគុល  ADN គេទទួលបានធាតុបង្ក 3 គឺៈ

-      ស្ករដេអុកស៊ីរីបូស  (C₅H₁₀O₄)

-      អាស៊ីតផូស្វរិច (H₃PO₄)

-      បាសអាសូត ឬបាសនីទ្រិច (មាន 4 ប្រភេទគឺ A T C G)។

បាសអាសូតមាន 2 ក្រុមគឺៈ

-      បាសពួរីន

·   អាដេនីន  (A = Adenine)

·   កានីន (G = Guanine)

-      បាសពីរីមីឌីន

·   ទីមីន (T = Thymine)

·   ស៊ីតូស៊ីន (C = Cytosine)

ងាយចងចាំៈ ដើម្បីចាំថា បាសប្រភេទ 2 ណាស្ថិតក្នុងក្រុមណា យើងគ្រាន់តែទន្ទេញ​តាមគោល​ការណ៍​បំពេញ​បាសគឺ ATCG ដែល TC  នៅចំកណ្ដាលជា​បាសពីរីមីឌីន  និងនៅសល់ AG ជា​បាស​ពួរីន​​។

នុយក្លេអូទីត 1 = H₃PO₄ 1 ម៉ូ. + C₅H₁₀O₄ 1 ម៉ូ. + បាសអាសូត 1 ម៉ូ.

ដោយ​សារបាសអាសួតមាន​ 4 ​ប្រភេទ ដូចនេះ នុយក្លេអូទីតរបស់ ADN ក៏មាន 4 ប្រភេទដែរគឺ

-   នុយក្លេអូទីត A = H₃PO₄ + C₅H₁₀O₄ + A

-   នុយក្លេអូទីត T = H₃PO₄ + C₅H₁₀O₄ + T

-   នុយក្លេអូទីត C = H₃PO₄ + C₅H₁₀O₄ + C

-   នុយក្លេអូទីត G = H₃PO₄ + C₅H₁₀O₄ + G

2.2.     លក្ខណៈបាសអាសូត

នៅឆ្នាំ 1951 សាហ្កាវ គីមីជីវវិទូជនជាតិអាមេរិកបានបង្ហាញនូវ បរិមាណបាសអាសូតក្នុង ADN នៃភាវរស់មួយ​ចំនួន។

ប្រភេទភាវរស់	A	T	C	G
ស្វា	31,0	31,5	19,1	18,4
ដ្រូសូភីល	27,3	27,6	22,5	22,5
ថ្លើមមនុស្ស	30,3	30,3	19,8	19,5

លក្ខណៈពិសេសបាសអាសូតក្នុងម៉ូលេគុល ADN នៃភាវៈរស់​មួយ​​​គឺៈ

- បរិមាណបាសអាសូតប្រែប្រួលទៅតាមប្រភេទភាវៈរស់។

- បាស A និង T ប្រហាក់ប្រហែលគ្នាគឺ A=T បាស C និង G ប្រហាក់ប្រហែលគ្នាគឺ C=G។

- បាសអាសូតមានពីរក្រុមគឺ ក្រុមពួរីន (A; G) និងពីរីមីឌីន (T; C)។​

- ផលបូករវាងបាសក្នុងក្រុមពួរីន (A+G)មាន 50% និងបាសក្នុង ក្រុម​ពីរីមីឌីន (T+C) មាន 50%។

2.3.     គំរូម៉ូលេគុល ADN 

-   ជាប៉ូលីមែនៃនុយក្លេអូទីត

-    ADN កើតពីច្រវាក់នុយក្លេអូទីតពីរខ្សែស្របគ្នារុំជារង្វេលជុំវិញ​អ័ក្ស​​មួយដែលមានអង្កត់ផ្ចិត 2nm។

-    ក្នុងច្រវាក់ម្ខាងៗ​នុយក្លេ​អូទីត​ភ្ជាប់គ្នា ដោយសម្ព័ន្ធកូវ៉ាឡង់រឹងមាំ​រវាង​អាស៊ីតផូស្វរិចនៃ​នុយក្លេអូទីត​មួយទៅ​នឹង​ស្ករ​​ដេអុកស៊ីរីបូស​នៃ​​នុយ​​ក្លេអូទីត​មួយ​ទៀត​​នៅជិតគ្នា ។

-    ច្រវាក់ទាំងពីរនៃ ADN ភ្ជាប់គ្នាដោយសារសម្ព័ន្ធអ៊ីដ្រូសែន​ខ្សោយ​ត្រង់​បាសពីរបំពេញគ្នាគឺ A​ បំពេញ T ភ្ជាប់​ដោយសម្ព័ន្ធអ៊ីដ្រូ​សែន​ 2 (A=T)​ និង C បំពេញ G ភ្ជាប់​ដោយសម្ព័ន្ធអ៊ីដ្រូសែន 3 (C G)។

-   បើគេពន្លាត ADN ឲ្យ​រាបស្មើ ADN មានរាងជាជណ្ដើរ​មួយ​ដែល​​មានមេជណ្ដើរពីរ។ 1​រង្វេល​ស្មើ 34 A⁰ ហើយមាន​ 10 ​គូ​នុយក្លេអូ​ទីត​។ ប្រវែងពី​នុយ​ក្លេ​អូទីត​​មួយ​ទៅនុយក្លេអូទីតមួយគឺ 3.4 A⁰។  

ក្នុងម៉ូលេគុល ADN មួយមានសម្ព័ន្ធ 3 គឺៈ

                         -   សម្ព័ន្ធគីមីៈ កើតឡើងត្រង់ H₃PO₄ នៃនុយ 1 ទៅនឹង C₅H₁₀O₄ នៃនុយ 1 ទៀត។

                         -   សម្ព័ន្ធគ្លីកូស៊ីតៈកើតឡើងត្រង់ C₅H₁₀O₄ ទៅនឹងបាសអាសូត។

                         -   សម្ព័ន្ធអ៊ីដ្រូសែនៈ កើតឡើងត្រង់បាសអាសូតពីរបំពេញគ្នា។

3. ស្វ័យដំឡើងទ្វេ ADN

3.1.  បរិមាណ ADN ក្នុងកោសិកា

តាងបរិមាណ ADN ក្នុងកោសិកា

បរិមាណ ADN	មនុស្ស	ឆ្កែ	ដ្រូសូភីល
ថ្លើម	7,3	5,8	0,4
ស្ពែម៉ាតូសូអ៊ីត	3,65	2,9	0,2

ADN មានលក្ខណៈពិសេសដូចតទៅៈ

-      ឯកត្តៈក្នុងប្រភេទមួយមាន ADN ខុសៗគ្នា ដោយ​សារ​តំណ​លំដាប់ នុយក្លេអូទីត (ចំនួន ប្រភេទ និងទីតាំង) ។

-      បរិមាណ ADN ប្រែប្រួលពីប្រភេទមួយទៅប្រភេទ​មួយទៀត ។

-      បរិមាណ  ADN ប្រែប្រួលទៅតាមប្រភេទកោសិកា​( ADN កោសិកា​​​បន្ត​ពូជថយចុះពាក់កណ្ដាល​បើធៀបនឹង​កោសិកា​លូតលាស់) ។

-      ឯកត្តៈក្នុងប្រភេទតែមួយបរិមាណ ADN ថេរជានិច្ច ​។

ឧៈ មនុស្ស 2n=46 ទោះមនុស្សណាក៏ដោយក៏មានចំនួននេះដែរ  ករណីមិនកើតមុយតាស្យុងផ្សេងៗ។

រំលឹកៈ មុយតាស្យុង ជាការផ្លាស់ប្ដូរសម្ភារៈសេនេទិចដែលធ្វើឲ្យ កោសិកានោះខុសពីទម្រង់ដើម។ ឧៈ មនុស្ស 2n=46 តែរង​មុយ​តាស្យុងដោយករណីលុបក្រូម៉ូសូមគូទី 5 នាំឲ្យបុគ្គលនោះកើត​ជម្ងឺ (សម្លេងដូចឆ្មារ)។

​          មុយតាស្យុងបណ្ដាលមកពីកាំរស្មី​ X កាំរស្មីស្វាយអ៊ុលត្រា VU កាំ​រស្មី  អាស៊ីតនីទ្រឺ ឬអាស៊ីតអាគ្រីឌីន។ វាមាន 2 គឺៈ 

            -   មុយតាស្យុងក្រូម៉ូសូម

                              + មុយតាស្យុងទម្រង់ក្រូម៉ូសូម

                              + មុយតាស្យុងចំនួនក្រូម៉ូសូម

          -   មុយតាស្យុងសែន

3.2.     ស្វ័យដំឡើងទ្វេ ADN

ស្វ័យដំឡើងទ្វេ ADN ជាបាតុភូតដែលម៉ូលេគុល ADN ​មេ​មួ​យ​អាច​បង្កើតដោយខ្លួនឯងនូវ ADN កូនពីរ​ដែលដូចគ្នាបេះបិទ ហើយ​ដូច​ទៅ​នឹងម៉ូលេគុល ADN​ មេ។​

ក. ដំណើរស្វ័យដំឡើងទ្វេ ADN

ចលនការស្វ័យដំឡើងទ្វេ​ ADN គឺៈ

- ដំបូងច្រវាក់ទាំងពីរនៃ ADN រលា។

- ច្រវាក់ទាំងពីររបស់ ADN មេ​ត្រូវបែកចេញពីគ្នា​ដោយ​ផ្ដាច់សម្ព័ន្ធ​អ៊ីដ្រូសែន។

    នុយក្លេអូទីតសេរីក្នងណ្វៃយ៉ូ រត់ទៅភ្ជាប់តាមគោលការណ៍បំពេញ បាស​ (A-T; C-G) លើច្រវាក់នុយក្លេ​អូទីតមេនីមួយៗរបស់ ADN​។ សំណុំ​​​ប្រតិកម្មទាំងនេះស្ថិតក្រោមអំពើនៃអង់ស៊ីម ADN​ ប៉ូលី​មេរ៉ាស​​។ សម្គាល់ៈ

-     អេលីកាស អង់ស៊ីមដែលផ្ដាច់សម្ព័ន្ធ H₂ រវាងគូបាសបំពេញ​គ្នា​​នៃ ADN ធ្វើឲ្យច្រវាក់​ទាំងពីរ​បែក​ចេញ​ជា​ច្រវាក់​ទោល។

-   អង់ស៊ីម ADN​ ប៉ូលី​មេរ៉ាស​ ជាអង់ស៊ីមភ្ជាប់នុយក្លេអូទីត ADN ថ្មីៗឲ្យជាប់គ្នា ពេលវាចាប់គូបាសនឹងច្រវាក់ ADN មេ។

-   ADN លីកាស ជាអង់ស៊ីមភ្ជាប់នុយក្លេអូទីតក្បែរគ្នាឲ្យជាប់គ្នា​ដោយជម្រុញការ​បង្កើត​សម្ព័ន្ធ​ស្ករ-ផូស្វាត​ក្នុង​ច្រវាក់ AND 1។ 

ខ. ដំឡើងទ្វេ ADN ក្នុងប្រូការីយ៉ូត

ស្វ័យដំឡើងទ្វេប្រព្រឹត្តទៅដោយចេញពីចំណុចតែមួយ រួច​ញែក ទៅ​តាមទិសដៅពីរ​ផ្ទុយ​គ្នា។ បាក់តេរី​អាច​ដំឡើងទ្វេល្បឿនប្រហែល 10⁶ គូ​បាស​​​​​​ក្នុង​មួយនាទី។

គ.ដំឡើងទ្វេ ADN ក្នុងអឺការីយ៉ូត

ស្វ័យដំឡើងទ្វេប្រព្រឹត្តទៅ ដោយចេញពីចំណុចជាច្រើនក្រោម រូបភាព ភ្នែកស្វ័យដំឡើងទ្វេ រួចញែក​តាមទិសដៅផ្ទុយគ្នារហូតដល់វា​ជួប​គ្នា។ ដំឡើងទ្វេមានសភាពយឺតល្បឿនប្រហែល500-500​0 ​គូបាស​ក្នុង​មួយ​នាទី។

3.3.     នាទីស្វ័យដំឡើងទ្វេ

ស្វ័យដំឡើងទ្វេ ADN មាននាទីៈ

-   រ៉ាប់រងដំឡើងទ្វេក្រូម៉ូសូម។

-   រ៉ាប់រងចំនួន និងរូបរាងក្រូម៉ូសូមអោយនៅថេរ។

-   រក្សាព័ត៌មានសេនេទិចអោយនៅថេរ។

ចប់