พันธุกรรม

บทที� 4 การถ่ายทอดลกัษณะทางพนัธุกรรม

Biology (40214)

บทที� 4 การถ่ายทอดลกัษณะทางพนัธุกรรม

� 4.1 ลกัษณะทางพนัธุกรรม

� 4.2 โครโมโซมและสารพนัธุกรรม

� 4.3 ศึกษาการถ่ายทอดทางพนัธุกรรม

� 4.4 การเปลี�ยนแปลงทางพนัธุกรรม

� 4.5 เทคโนโลยชีีวภาพ

4.1 ลกัษณะทางพนัธุกรรม

4.1 ลกัษณะทางพนัธุกรรม

� ลกัษณะของสิ�งมีชีวิตอาจเกิดขึ�นและเปลี�ยนแปลงไปไดโ้ดยปัจจยั 2 ประการ คือ� 1. พนัธุกรรม

� 2. สิ�งแวดลอ้ม

4.1 ลกัษณะทางพนัธุกรรม

ลกัษณะทางพนัธุกรรมของสิ�งมชีีวิตแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คอื� 1.1 ลกัษณะทางพนัธุกรรมที�มีความแปรผนัต่อเนื�อง (CONTINUOUS

VARIATION) เป็นลกัษณะทางพนัธุกรรมที�มีความลดหลั�นกนัทีละนอ้ย สามารถนาํมาเรียงลาํดบักนัได ้เช่น ความสูง นํ�าหนกั สีผวิ เป็นตน้

� 1.2 ลกัษณะทางพนัธุกรรมที�มีความแปรผนัไม่ต่อเนื�อง (DISCONTINUOUS VARIATION) เป็นลกัษณะที�แบ่งเป็นกลุ่ม ไดอ้ยา่งชดัเจน เช่นหมู่เลือดของคน ลกัษณะผวิเผอืก ลกัยิ�ม ติ�งหู การห่อลิ�นเป็นตน้

� ข้อสังเกต โดยทั�วไป ลกัษณะที�มีความแปรผนัแบบต่อเนื�อง เช่น สีผวิ นั�นสิ�งแวดลอ้มจะ

มีอิทธิพลต่อการแสดงลกัษณะในสัดส่วนที�มากกวา่ลกัษณะที�มีความแปรผนัแบบไม่ต่อเนื�อง เช่น หมู่เลือด

ตวัอยา่งลกัษณะทางพนัธุกรรม

http://www.2plastic.com/sur/pic-2lid.html

4.2 โครโมโซมและสารพนัธุกรรม

4.2 โครโมโซมและสารพนัธุกรรม

http://www.micro.utexas.edu/courses/levin/bio304/genetics/genetics.html

4.2 โครโมโซมและสารพนัธุกรรม

� 4.2.1 การแบ่งเซลลแ์บบไมโทซิส

� 4.2.2 การแบ่งเซลลแ์บบไมโอซิส

� 4.2.3 โครโมโซมและการถ่ายทอดลกัษณะทางพนัธุกรรม

Mitosis

Mitosis

Meiosis

http://www.bio.miami.edu/dana/250/meiosis.jpg

Meiosis

http://www.personal.psu.edu/faculty/w/x/wxm15/Online/Cyto_unit/images/comparison.gif

โครโมโซมและการถ่ายทอดลกัษณะทางพนัธุกรรม

http://www.ogm-info.com/adn.html

โครงสร้างพื�นฐานของ DNA

� หน่วยยอ่ยของ DNA คือ นิวคลีโอไทด ์(nucleotide) ประกอบดว้ย

� 1. นํ� าตาลเพนโทส

� 2. ไนโตรเจนเบส

� 3. หมู่ฟอสเฟต

โครงสร้าง DNA� JAMES D.WATSON และ FRANCIS H.C. CRICK ได้

ศึกษาคน้ควา้รวบรวมหลกัฐานต่างๆและสรุปโครงสร้างของ DNA วา่มีลกัษณะดงัต่อไปนี�

� 1. โมเลกลุของ DNA ประกอบดว้ยสายสองสายที�พนักนัเป็นเกลียวคลา้ยบนัไดเวยีน

� 2. แต่ละสายประกอบดว้ยนิวคลีโอไทดห์ลายโมเลกลุเกาะกนั� 3. โมเลกลุของนิวคลีโอไทด ์แต่ละโมเลกลุประกอบดว้ยส่วนสาํคญั 3 ส่วน คือ

กลุ่มฟอสเฟต นํ�าตาลดีออกซีไรโบส (DEOXYRIBOSE) และเบส� 4. ระหวา่งนิวคลีโอไทดส์ายเดียวกนัเชื�อมกนัดว้ยกลุ่มฟอสเฟต� 5. สายทั�งสองสายเกาะกนัดว้ยพนัธะไฮโดรเจนซึ� งเป็นพนัธะที�ไม่มั�นคงนกั

ดงันั�นสายทั�งสองของ DNA จึงแยกจากกนัไดง้่าย การเกาะกนัของสายทั�งสองนี�จะใชด้า้นที�เป็นเบสเกาะกนัโดย ADENINE (A) จบักTัHYMINE (TP) (จบักนั 2 พนัธะ) CYTOSINE(C) จบักนั GUANIN (G) (จบักนั 3 พนัธะ)

http://www.ogm-info.com/adn.html

Nucleotide

Polynucleotides

http://io.uwinnipeg.ca/~simmons/1115/cm1503/nucleicacids.htm

1. นํ� าตาลเพนโทส

2. ไนโตรเจนเบส

2. ไนโตรเจนเบส

http://www.genome.bnl.gov/Pictures/nucleotide.gif

3. หมู่ฟอสเฟต

http://mil.citrus.cc.ca.us/cat2courses/bio104/ChapterNotes/Chapter08notesLewis.htm

http://anthro.palomar.edu/biobasis/bio_2.htm

4.3 ศึกษาการถ่ายทอดทางพนัธุกรรม

4.3 ศึกษาการถ่ายทอดทางพนัธุกรรม

� ลกัษณะทางพนัธุกรรมที�ถ่ายทอดโดยยนีที�อยูบ่นโครโมโซมร่างกาย (Autosome)� thalassemia

� ลกัษณะทางพนัธุกรรมที�ถ่ายทอดโดยยนีที�อยูบ่นโครโมโซมเพศ (Sex chromosome)�Colorblindness

http://mil.citrus.cc.ca.us/cat2courses/bio104/ChapterNotes/Chapter08notesLewis.htm

http://mil.citrus.cc.ca.us/cat2courses/bio104/ChapterNotes/Chapter08notesLewis.htm

http://mil.citrus.cc.ca.us/cat2courses/bio104/ChapterNotes/Chapter08notesLewis.htm

http://www.thaiclinic.com/thalassemia.html

http://www.thalassemia.com/thal_trait.html

http://www.thaiclinic.com/thalassemia.html

http://www.thaiclinic.com/thalassemia.html

http://www.thaiclinic.com/thalassemia.html

http://www.thaiclinic.com/thalassemia.html

Colorblindness

http://www.mcw.edu/cellbio/colorvision/cvb.htm

http://www.mcw.edu/cellbio/colorvision/cvb.htm

แผน่ทดสอบตาบอดสี

http://www.kmitl.ac.th/health/art49-01.html

http://mil.citrus.cc.ca.us/cat2courses/bio104/ChapterNotes/Chapter08notesLewis.htm

หมู่เลอืด

4.4 การเปลี�ยนแปลงทางพนัธุกรรม

4.4 การเปลี�ยนแปลงทางพนัธุกรรม

� 4.4.1 มิวเทชนั (mutation)� 4.4.2 การคดัเลือกตามธรรมชาติ

� 4.4.3 การคดัเลือกพนัธุ์และปรับปรุงพนัธุ์โดยคน

4.4.1 MUTATION

� การผ่าเหล่า (MUTATION)หมายถึง การเปลี�ยนแปลงสภาพของยนีจากยนีหนึ�งเป็นอีกยนี

หนึ�งอยา่งฉบัพลนั การเปลี�ยนแปลงนี� เป็นการเปลี�ยนแปลงอยา่งถาวร แบ่งเป็น 2 ระดบั คือ ระดบัโครโมโซม และ ระดบัยนี

� สาเหตุที�ทาํใหเ้กิดมิวเทชนั ตวักระตุน้ที�ทาํใหเ้กิดการกลายพนัธุ์หรือเรียกวา่สิ�งก่อกลายพนัธุ์ (MUTAGEN) ไดแ้ก่�1.รังสีเช่น รังสี X,UV,คอสมิก,นิวตรอน,เบตา,แกมมา เป็นตน้

�2.สารเคมี เช่น โคลชิซิน ไดโคลวอส พาราควอทเป็นตน้

"เก้งเผอืก" สมาชิกใหม่สวนสัตว์ดุสิต (เขาดนิ)

http://www.siamanimal.com/news/00122.html

งูเผอืก

http://www.2snake2fish.com/clinic/albino.html

4.4.2 การคดัเลอืกตามธรรมชาติ

� Charles Darwin บิดาแห่งววิฒันาการ เรียกสิ�งมีชีวติที�อยูร่อดทั�งหลายวา่ เป็นสิ�งมีชีวติที�ไดร้ับ การคดัเลอืกตามธรรมชาติ

http://www.bio.miami.edu/dana/160/darwin.jpg

Galapagos Islands

http://www.galapagos.com/map4.html

นกฟินซ์ (finches)

� ดาร์วิน อนุมานวา่ "...จากนกที�เดิมมีอยูเ่พียงนอ้ยนิด นกชนิดหนึ�งมีอนัตอ้งปรับเปลี�ยนตวัเพื�อจุดหมายที�แตกต่างกนั"

� นกฟินซ์ (นกกระจาบปีกอ่อน) เป็นนกบกชนิดเดียวที�อาศยัอยูอ่ยา่งแพร่หลายบนหมู่เกาะ ดว้ยเหตุที�ไม่โดนล่าและไม่ตอ้งแยง่อาหารกบันกชนิดอื�น พวกมนัจึงมีวิวฒันาการที�แพร่หลายไปทั�วทั�งหมู่เกาะ

� แต่ละเกาะจะมีนกฟินซ์เป็นพนัธุ์เฉพาะของเกาะนั�นๆ ซึ�งพฒันาการเพื�อเอื�ออาํนวยใหอ้ยรูอดไดต้ามสภาพแวดลอ้มใหม้ากที�สุด แลว้จึงถ่ายทอดลกัษณะทางพนัธุกรรมนั�นใหน้กรุ่นต่อ ๆ ไป

� ถา้นกชนิดใดปรับตวัไม่ได ้กต็อ้งสูญพนัธุ์ไปในที�สุด

นกฟินซ์ (finches)

http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/F/Finches.jpg

นกฟินซ์ (finches)

http://pages.britishlibrary.net/charles.darwin2/beagle_images/pl77.jpg

นกฟินซ์ (finches)

http://www.barklinhouse.com/birds.htm

Theory of Natural Selection

http://www.mediaincorporated.com/html/life_and_the_theory.html

the Theory of Natural Selection

� Synopsis: In 1831, 22-year-old Charles Darwin set sail on a five-year survey expedition for the British Empire.

� Toward the end of his journey he explored the Galapagos Islands and studied their exotic plant and animal life.

� 25 years later, this research contributed to the development of Darwin’s theory of Natural Selection.

� He was the first to offer a plausible naturalistic mechanism that produced biological change.

� Today however, as scientists uncover the incredible complexity of life the following question arises. Does Natural

4.4.3 การคดัเลอืกพนัธุ์และปรับปรุงพนัธุ์โดยคน

� การคดัเลือกพนัธุ์ปลาทบัทิม

� การปรับปรุงพนัธุ์ขา้ว�ขา้วพนัธุ์ กข6

�ขา้วพนัธุ์ กข15

ปลานิลสีแดงหรือปลาทบัทิม (Red tilapla) � ปลานิลสีแดงหรือปลาทบัทิม (Red tilapla) เกิดจากแนวพระราชดาํริของ

พระบาทสมเดจ็พระเจา้อยูห่วั ที�พระราชทานแก่ คุณธนินท ์เจียรวนนท ์แห่ง C.P. ใหป้รับปรุงสายพนัธุ์ปลานิลที�ไดร้ับจาก พระมกฎุราชกมุาร แห่งประเทศญี�ปุ่นเมื�อปี พ.ศ.2508

� ปลานิลจิตรลดาไดถ้กูคดัสายพนัธุ์เด่น ๆ ในปลาสกลุเดียวกนัทั�วโลก มีสายพนัธุ์หลกั เช่น สายพนัธุ์จากอเมริกา อิสราเอล และไตห้วนั นาํมาผสมขา้มพนัธุ์ และคดัเลือกลกัษณะเด่นเพื�อวตัถุประสงคใ์นเชิงเศรษฐกิจและการพาณิชย ์เพื�อให้เกษตรกรสามารถประกอบอาชีพได้

� จนเป็นผลสาํเร็จ...ไดร้ับพระราชทานนามจากพระบาทสมเดจ็พระเจา้อยูห่วั วา่ "ปลาทบัทิม" เมื�อวนัที� 22 มกราคม 2541

ปลานิลสีแดงหรือปลาทบัทิม (Red tilapla)

http://www.thairath.co.th/thairath1/2546/farming/apr/15/farm1.asp

4.5 เทคโนโลยชีีวภาพ

4.5 เทคโนโลยชีีวภาพ (biotechnology)

� 4.5.1 พนัธุวิศวกรรม (genetic engineering)�GMOs

� 4.5.2 การโคลน (cloning)�การเพาะเลี�ยงเนื�อเยื�อ

�Gene mapping�Genome mapping

พนัธุวศิวกรรม (genetic engineering)

� พนัธุวศิวกรรมหมายถึง กระบวนการตดัต่อยนีจากการสงัเคราะห์ขึ�น หรือ

สิ�งมีชีวิตจากแหล่งต่าง ๆ หลายแหล่งเขา้ดว้ยกนัตามความเหมาะสม แลว้ใส่เขา้ไปในสิ�งมีชีวิตอีกชนิดหนึ�ง (HOST) เพื�อใหผ้ลิตสารโปรตีนตามที�ตอ้งการ

genetic engineering

genetic engineering

การโคลน (cloning)

� การโคลน หรือ การขยายจาํนวนเซลลห์รือ สิ�งมีชีวิตที�มีลกัษณะทางพนัธุกรรมเหมือนกนัทุกประการ

� เป็นเทคนิคที�ใชไ้ดโ้ดยทั�วไป ไม่จาํเป็นตอ้งใชก้บัสิ�งมีชีวิตที�มียนีพิเศษในตวัเท่านั�น

� ธรรมชาติมีการผลิตสิ�งมีชีวิตที�มีลกัษณะทางพนัธุกรรมเหมือนกนัอยู่แลว้ เช่น กรณีแฝดเหมือน หรือ แฝดที�เกิดจากไข่ใบเดียวกนั

� การโคลนมนุษยท์ี�เกิดขึ�นตามธรรมชาติ กล่าวคือ ตวัอ่อนมีการแบ่งตวั ออกเป็นสองชีวิต หรือ มากกวา่นั�น

Dolly

http://www.millerandlevine.com/cloning/dolly.jpg

การโคลน (cloning)

http://cmgm.stanford.edu/biochem118/images/Stem%20Cell%20Slides/09.%20Cloning%20Sheep%20Method.jpg

http://www.accessexcellence.org/RC/VL/GG/plasmid.html

http://whyfiles.org/148clone_clash/

cloning

การเพาะเลี�ยงเนื�อเยื�อ (tissue culture)� การเพาะเลี�ยงเนื�อเยื�อพืช (Plant tissue culture) เป็นศาสตร์ดา้น

biotechnology สาขาหนึ�ง โดยนาํเซลลเ์นื�อเยื�อ หรืออวยัวะส่วนที�เป็นเนื�อเยื�อเจริญของพืชมาเลี�ยงในอาหารสงัเคราะห์ (synthetic medium) ในสภาพปราศจากเชื�อ (aseptic condition) ภายใตก้ารควบคุมสภาวะแวดลอ้มที�เหมาะสม ไดแ้ก่ อุณหภูมิ แสงสวา่ง และความชื�นเป็นตน้

� โดยทั�วไปการเพาะเลี�ยงเนื�อเยื�อนิยมเนื�อเยื�อจากตน้อ่อนที�ไดจ้ากการเพาะเมด็แบบปราศจากเชื�อ (aseptic technique) เพราะทุกชิ�นส่วนของตน้อ่อนสามารถนาํมาใชเ้ป็นเนื�อเยื�อตั�งตน้ในการเพาะเลี�ยงส่วนเนื�อเยื�อหรือชิ�นส่วนต่าง ๆ ที�ไดจ้ากพืชตอ้งนาํมาฆ่าเชื�อที�บริเวณผวิ (surface sterilization) ก่อนนาํไปใชใ้นการเพาะเลี�ยงเนื�อเยื�อพืช

� สามารถทาํไดบ้นอาหารวุน้กึ�งแขง็ (agar medium) และในอาหารเหลว (liquid medium) ซึ� งอยา่งหลงันิยมทาํบนเครื�องเขยา่ (shaker) เพื�อเพิ�มออกซิเจนใหแ้ก่เซลลห์ลงัจากเลี�ยงเนื�อเยื�อไปไดส้กัระยะเวลาหนึ�ง ตอ้งมีการถ่ายเนื�อเยื�อลงอาหารใหม่ (subculturing) เนื�องจากอาหารเดิมลดนอ้ยลง และของเสียที�เซลลข์บัออกมาเพิ�มมากขึ�น

การเพาะเลี�ยงเนื�อเยื�อ (tissue culture)

http://www.chicagobotanic.org/research/breeding/tissue_culture.html

การเพาะเลี�ยงเนื�อเยื�อ (tissue culture)

http://www.iamtonyang.com/0410/tissue_culture.jpg

ความกา้วหนา้ทางพนัธุศาสตร์และเทคโนโลยี

� Gene mapping / genome mapping� การบาํบดัรักษาดว้ยยนี Gene therapy

Gene mapping

http://www.cgen.com/news/press/press030200back.html

Gene mapping

http://www.cgen.com/news/press/press030200back.html

Gene mapping

http://www.cgen.com/news/press/press030200back.html

http://www.causes-of-hemophilia.com/html/hemophilia-research.php3

http://www.jeansforgenes.com/images/2070_illustration.gif

http://fig.cox.miami.edu/Faculty/Dana/germinalsomatic.jpg

Reference

� http://www.accessexcellence.org/RC/VL/GG/index.html

� http://www.ripb.ac.th/Benjaporn/the%20leason2.html?Category=javascripts

� http://www.darksound.th.gs/web-d/ylan/index.htm� http://mil.citrus.cc.ca.us/cat2courses/bio104/Chapt

erNotes/Chapter08notesLewis.htm� http://www.learn.in.th/articles/biot/bio_t.html

Thank you

Miss Anutra TongphooMajor of biology

Department of scienceSt. Louis College Chachoengsao

Gregor Mendel and the Foundation of Genetics

� Gregor Johann Mendel (1822 - 1884) was a member of an Augustinian order (Monastic) in Brunn Austria (Now part of Czechoslovakia).

http://io.uwinnipeg.ca/~simmons/1115/cm1503/mendel.htm

http://io.uwinnipeg.ca/~simmons/1115/cm1503/dihybrid.htm

http://mil.citrus.cc.ca.us/cat2courses/bio104/ChapterNotes/Chapter08notesLewis.htm

http://mil.citrus.cc.ca.us/cat2courses/bio104/ChapterNotes/Chapter08notesLewis.htm

http://io.uwinnipeg.ca/~simmons/1115/cm1503/nucleicacids.htm

http://courses.cm.utexas.edu/jrobertus/ch339k/overheads-2.htm

http://www.micro.utexas.edu/courses/levin/bio304/genetics/genetics.html