พูดถึงเรื่องสารพันธุกรรม DNA และ RNA ก็เป็นอีกหนึ่งเรื่องที่ออกสอบบ่อยไม่แพ้กัน ทั้งยังเป็นเรื่องที่มีเนื้อหาเชื่อมกับบทอื่นด้วย โดยเฉพาะเบสใน DNA และ RNA เป็นเรื่องที่จำง่ายๆ ต่างกันแค่ 1 ตัว แต่ก็มักจะลืมในห้องสอบทุกที คอลัมน์ ‘รู้ไว้เผื่อออกสอบ’ สรุปมาให้แล้วว่า DNA กับ RNA ต่างกันอย่างไร? พร้อมทริคจำและแบบฝึกหัดลับฝีมือท้ายบทความ!
ว่าด้วยเรื่อง ‘สารพันธุกรรม’
อีกหนึ่งหน้าที่สำคัญของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด คือ การสืบพันธุ์ โดยจะมีการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมต่าง ๆ ของตนเองไปสู่รุ่นลูกรุ่นหลาน ซึ่งลักษณะทางพันธุกรรมนั้นจะถูกเก็บไว้ในสิ่งที่เรียกว่า “สารพันธุกรรม”
สารพันธุกรรมจะทำหน้าที่เก็บข้อมูลทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตไว้ เมื่อสิ่งมีชีวิตมีการสืบพันธุ์ สารพันธุกรรมก็จะถูกถ่ายทอดไปยังรุ่นต่อไปด้วย ซึ่งสารพันธุกรรมในเซลล์สิ่งมีชีวิต เรียกรวมว่า กรดนิวคลีอิก (nucleic acid) แบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ
- กรดดีออกซีโรโบนิวคลีอิก หรือ DNA (deoxyribonucleic acid)
- กรดไรโบนิวคลีอิก หรือ RNA (ribonucleic acid)
DNA และ RNA เป็นโมเลกุลที่มีบทบาทสำคัญในทางชีววิทยา ทั้งสองมีส่วนเกี่ยวข้องในการจัดเก็บและถ่ายทอดข้อมูลพันธุกรรม รวมถึงการสร้างโปรตีนที่จำเป็นต่อการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ แม้จะมีความคล้ายกันในบางด้าน แต่ DNA และ RNA ก็มีความแตกต่างที่น้องๆ ควรทำความเข้าใจ ซึ่งมีดังต่อไปนี้
ลักษณะโครงสร้าง Polynucleotide
DNA และ RNA มีลักษณะโครงสร้าง Polynucleotide ที่ต่างกัน ดังนี้
- DNA มีลักษณะเป็นพอลินิวคลีโอไทด์ 2 สายจับกันเป็นเกลียวคู่ (double helix) คล้ายบันไดเวียนวนขวา ที่เกิดจากการเชื่อมต่อกันระหว่างตำแหน่งของไนโตรจีนัสเบสที่ยึดกันด้วยพันธะไฮโดรเจน
- RNA มีลักษณะเป็นพอลินิวคลีโอไทด์สายเดี่ยว (single helix)
โครงสร้างของนิวคลีโอไทด์
นิวคลีโอไทด์ (nucleotide) เป็นหน่วยย่อยของกรดนิวคลีอิก ทั้ง DNA และ RNA มีลักษณะเป็นพอลิเมอร์ (polymer) ที่ประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์มาต่อกันเป็นสายยาว โดยนิวคลีโอไทด์ประกอบด้วย น้ำตาลเพนโทส (Pentose sugar), เบสไนโตรเจน (Nitrogenous base) และหมู่ฟอสเฟต (Phosphate group)
ทั้ง 3 ส่วนนี้จะประกอบกันโดยมีโมเลกุลของน้ำตาลเป็นแกนหลัก และมีไนโตรจีนัสเบสจับอยู่ที่คาร์บอนตำแหน่งที่ 1 (C1) และหมู่ฟอสเฟตจับอยู่ที่คาร์บอนตำแหน่งที่ 5 (C5)
จุดที่ต่างกันระหว่าง DNA และ RNA ในส่วนของ นิวคลีโอไทด์
จะมีอยู่ 2 องค์ประกอบ ได้แก่
1. น้ำตาลเพนโทส (Pentose sugar) เป็นน้ำตาลที่มีคาร์บอน 5 อะตอม มี 2 ชนิด คือ
- ดีออกซีไรโบส (Deoxyribose) เป็นองค์ประกอบของ DNA
- ไรโบส (Ribose) เป็นองค์ประกอบของ RNA
โดย Deoxyribose กับ Ribose จะมีจุดที่ต่างกันอยู่ที่คาร์บอนตำแหน่งที่ 2 (C2) น้องๆ จะเห็นว่าถ้าเป็นน้ำตาลไรโบสใน RNA จะเป็น OH (Hydroxyl) แต่ถ้าเป็นน้ำตาลดีออกซีไรโบสใน DNA จะเป็น H (Hydrogen)
2. เบสไนโตรเจน (Nitrogenous base) แบ่งเป็น 2 ชนิด คือ
- พิวรีน (Purine) ได้แก่ อะดินีน (Adenine, A) และกวานีน (Guanine, G) มีลักษณะเป็นวงแหวน 2 วงติดกัน
- ไพริมิดีน (Pyrimidine) ได้แก่ ไซโทซีน (Cytosine, C) ไทมีน (Thymine, T) และยูราซิล (Uracil, U) มีลักษณะเป็นวงแหวน 1 วง
จุดที่ต่างกันระหว่าง DNA และ RNA ในส่วนของ ไนโตรจีนัสเบส
คือ เบสที่อยู่ในกลุ่มของ Pyrimidine ซึ่งตัวที่ต่างกันคือ
- DNA มีเบส ไทมีน (Thymine, T)
- RNA มีเบส ยูราซิล (Uracil, U)
ในขณะที่เบสตัวอื่นๆ อย่าง อะดินีน (Adenine, A) กวานีน (Guanine, G) และไซโทซีน (Cytosine, C) พบทั้งใน DNA และ RNA
สรุป
เบสใน DNA ได้แก่ A G C T
เบสใน RNA ได้แก่ A G C U
โดยเบสเหล่านี้จะจับคู่กันด้วย hydrogen bond อย่างมีแบบแผน คือ A = T (สองพันธะ)
และ C ≡ G (สามพันธะ) เสมอ เรียกว่า เบสคู่สม (complementary base pair)
แจกทริคจำ!
ทริคจำ เบสใน DNA / RNA
น้องๆ จะเห็นว่าเบสต่างกันแค่ 1 ตัว ใครที่สับสนว่า T อยู่ในไหน U เป็นของใคร ลองท่องแบบนี้ดูค่ะ
“R U ready?” หรือ “R U racil”
เพื่อเป็นการจำว่า ใน RNA มีเบส Uracil อยู่นั่นเอง
___________________________________________________________
ทริคจำ โครงสร้าง Nitrogenous base
"พิวรีน ชื่อสั้น ตัวยาว / ไพริมิดีน ชื่อยาว ตัวสั้น"
หมายถึง พิวรีนชื่อสั้นแต่มีวงแหวน 2 วงติดกัน ส่วนไพริมิดีนชื่อยาวแต่มีวงแหวนวงเดียว
DNA และ RNA มีหน้าที่อะไรบ้าง?
หน้าที่ DNA
- เก็บข้อมูลพันธุกรรม: DNA ทำหน้าที่เป็นคลังข้อมูลพันธุกรรมที่สำคัญ โดยเก็บข้อมูลที่จำเป็นสำหรับการสร้างโปรตีนและการควบคุมกระบวนการชีววิทยา
- ถ่ายทอดข้อมูลสู่รุ่นต่อไป: ข้อมูลพันธุกรรมจาก DNA จะถูกถ่ายทอดไปยังเซลล์ลูกผ่านการจำลองตัวเอง (replication)
หน้าที่ RNA
- สื่อสารข้อมูลจาก DNA: RNA ทำหน้าที่นำข้อมูลจาก DNA ไปยังไรโบโซมในกระบวนการสร้างโปรตีน
- การสร้างโปรตีน: mRNA (messenger RNA) นำข้อมูลจาก DNA ไปยังไรโบโซม ส่วน tRNA (transfer RNA) นำกรดอะมิโนมาประกอบเป็นโปรตีน
Note : RNA แบ่งออกเป็น 3 ชนิด ได้แก่
1. mRNA (messenger RNA): นำส่งข้อมูลในการสังเคราะห์โปรตีน โดยถอดรหัสพันธุกรรมจาก DNA
2. tRNA (transfer RNA): นำกรดอะมิโนไปยังตำแหน่งที่จำเพาะบนสาย mRNA ที่ไรโบโซมในกระบวนการแปลรหัส
3. rRNA (ribosomal RNA): เป็นองค์ประกอบของไรโบโซมในส่วนที่เกิดการสังเคราะห์โปรตีน
DNA กับ RNA เกี่ยวข้องกันอย่างไร?
นอกจาก DNA จะมีหน้าที่ในการเก็บและถ่ายทอดข้อมูลทางพันธุกรรมแล้ว ยังทำหน้าที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมลักษณะทางพันธุกรรมผ่านการสังเคราะห์โปรตีนด้วย โดยการสังเคราะห์โปรตีนจะเกิดขึ้นที่ไรโบโซมซึ่งอยู่ภายนอกนิวเคลียส
ดังนั้น DNA จึงไม่ใช่แม่แบบในการสังเคราะห์โปรตีน แต่เป็นแม่แบบในการสังเคราะห์ mRNA ขึ้นมา เพื่อนำส่งข้อมูลการสังเคราะห์โปรตีนไปยังไรโบโซมนั่นเอง
กระบวนการที่เกี่ยวข้อง กับ DNA และ RNA
- การจำลอง DNA (DNA replication) : เพื่อเพิ่มจำนวน DNA เป็น 2 เท่า ในกระบวนการแบ่งเซลล์
- การถอดรหัส (transcription) : การสังเคราะห์ mRNA โดยใช้ DNA เป็นแม่แบบ
- การแปลรหัส (translation) : การสังเคราะห์โปรตีนโดยแปลรหัสพันธุกรรมจากลำดับเบสบน mRNA
สรุปความแตกต่างระหว่าง DNA vs RNA
มาทดสอบความรู้กัน!
อย่างที่พี่แป้งบอกไปว่า DNA และ RNA ออกผสมกับอีกหลายบท ถ้าน้องๆ แม่นเรื่องนี้ก็สามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้กับบทอื่นๆ ได้ โดยเฉพาะเรื่องการ การถอดรหัส (transcription) และการแปลรหัส (translation) เพราะฉะนั้นมาลองทดสอบความเข้าใจจากแนวข้อสอบกันค่ะ!
1. ข้อใดกล่าวไม่ถูกต้องเกี่ยวกับ DNA และ RNA
ก. ใน DNA จะไม่มีเบสไทมีนแต่จะใช้ยูราซิลแทน
ข. DNA และ RNA ต่างก็ประกอบด้วยน้ำตาลเพนโทส ทั้งคู่
ค. พอลินิวคลีโอไทด์ใน DNA เป็นสายคู่ ส่วน RNA เป็นสายเดี่ยว
ง. คาร์บอนตำแหน่งที่ 2 ของน้ำตาลเพนโทสใน DNA ไม่มีธาตุออกซิเจน
________________________________________________________
2. นิวคลีโอไทด์ของ DNA ประกอบด้วยอะไรบ้าง
ก. น้ำตาลไรโบส ไนโตรจีนัสเบส และหมู่ฟอสเฟต 2หมู่
ข. น้ำตาลไรโบส ไนโตรจีนัสเบส และหมู่ฟอสเฟต 1 หมู่
ค. น้ำตาลดีออกซีไรโบส ไนโตรจีนัสเบส และหมู่ฟอสเฟต 1 หมู่
ง. น้ำตาลดีออกซีไรโบส ไนโตรจีนัสเบส และหมู่ฟอสเฟต 2 หมู่
น้องๆ ชาว Dek-D คิดว่าแต่ละข้อตอบอะไรบ้าง มาคอมเมนต์คำตอบด้านล่างได้เลย!
สำหรับน้องๆ ที่อยากอัปเลเวลเพิ่มความมั่นใจในการสอบชีวะ พี่แป้งขอเสิร์ฟ คอร์สพิชิต TCAS – สรุปเนื้อหาชีวะ กับ “อ.อุ้ย - ผศ.ดร.ศุภณัฐ ไพโรหกุล” ผู้แต่งหนังสือปลาหมึก คอร์สสรุปเนื้อหาชีวะ ม.ปลาย ตามหลักสูตร สสวท. ใหม่ล่าสุด! เนื้อหาครอบคลุมทุกการสอบของ TCAS อธิบายละเอียด กระชับ ตรงจุด มีสรุปเนื้อหาเป็นคอนเซ็ปต์สั้นๆ เข้าใจง่าย จบใน 10 นาที พร้อมรับหนังสือประกอบการเรียน สรุปเนื้อหาจบใน 1 หน้า ที่ อ.อุ้ย จัดทำขึ้นใหม่โดยเฉพาะ
นอกจากนี้ยังมี คอร์สพิชิต TCAS – ตะลุยโจทย์ชีวะ คอร์สนี้นอกจากน้องๆ จะได้ตะลุยโจทย์ชีวะ แนวข้อสอบออกใหม่ 665 ข้อแล้ว ยังมีเฉลยละเอียดแบบจัดเต็ม เพื่อให้น้องๆ ได้ทบทวน เรียนรู้เทคนิคการทำโจทย์ต่างๆ และฝึกทำข้อสอบลับฝีมือก่อนลงสนามจริงด้วย
น้องๆ ที่สนใจอยากติวออนไลน์กับ Dek-D School สามารถปรึกษาพี่ๆ เพิ่มเติมได้ที่ Line @SchoolDekD หรือ ติดตามข้อมูลข่าวสาร และเทคนิคการติวต่างๆ เพิ่มเติม ได้ที่ Facebook Dek-D School ได้เลยค่ะ
สำหรับคอลัมน์ ‘รู้ไว้เผื่อออกสอบ’ วิชาชีววิทยาบทความต่อไปจะเป็นเรื่องราวเกี่ยวกับอะไร ฝากติดตามกันด้วยนะคะ ถ้าน้อง ๆ มีประเด็นที่น่าสนใจ หรือความรู้จากวิชาอะไร ที่อยากให้นำมาเล่า หรือแจกทริคการจำ ก็สามารถคอมเมนต์เอาไว้ด้านล่างได้เลย!
0 ความคิดเห็น