DNA

DNA เป็นสารพันธุกรรม (genetic material) ที่เก็บข้อมูลทางพันธุกรรม มีโมเลกุลที่ยาว โครงสร้างของ DNA ประกอบด้วยดีออกซีไรโบนิวคลีโอไทด์หลายพันหน่วยมาเชื่อมต่อกันด้วยพันธะฟอสโฟไดเอสเตอร์ ในโปรคาริโอติกเซลล์ (prokaryotic cell) โมเลกุลของ DNA เป็นวงแหวนสายคู่ (double stranded cyclic DNA) ไม่อยู่รวมกับโปรตีน และไม่มีเมมเบรน ล้อมรอบ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ในยูคาริโอติกเซลล์(eukaryotic cell) โมเลกุลของ DNA เป็นเกลียวสายคู่ (double stranded helix) อยู่รวมกับโปรตีนชนิดหนึ่ง คือ ฮีสโทน (histone) ด้วยพันธะนอนโควาเลนท์ คือ พันธะไอออนิก

DNA ที่อยู่รวมกับโปรตีนนี้เรียกว่า โครมาทิน (chromatin) โครมาทินนี้อยู่ในนิวเคลียสของเซลล์โดยมีเยื่อล้อมรอบ DNA ที่พบในไมโทคอนเดรียและในคลอโรพลาสต์ (chloroplast) มีลักษณะเป็นวงแหวนสายคู่และไม่อยู่รวม กับโปรตีนเหมือนกับ DNA ในโปรคาริโอติกเซลล์ 98% ของ DNA ทั้งหมดของยูคาริโอติกเซลล์พบในนิวเคลียส ซึ่งมีจำนวนโมเลกุลของ DNA สูง และแต่ละโมเลกุลมีขนาดใหญ่กว่าโมเลกุลของ DNA ของโปรคาริโอติกเซลล์ด้วย

ไวรัสมีกรดนิวคลีอิกเป็นสารพันธุกรรมเช่นกัน อาจจะเป็น DNA หรือ RNA ก็ได้แต่มีขนาด เล็กกว่า DNA ของแบคทีเรีย

 

คุณสมบัติของ DNA
ในสิ่งแวดล้อมปกติของเซลล์ DNA มีประจุเป็นลบ แสดงถึงคุณสมบัติการเป็นกรด DNA จึงสามารถจับกับไอออนหรือ สารอื่นที่มีประจุบวกได้

การเสียสภาพของ DNA หมายถึงการทำให้ DNA ซึ่งเคยเป็นสายคู่แยกตัวออกมาเป็นสายเดี่ยว สิ่งที่ทำให้เกิด การเสียสภาพธรรมชาติของ DNA ได้แก่ ความร้อน กรด ด่าง รังสีเอกซ์ ยูเรีย DNA ที่เสียสภาพธรรมชาติไปแล้ว ถ้าปรับสิ่งแวดล้อมใหม่ให้เหมาะสม มันสามารถคืนสภาพธรรมชาติได้ใหม่ นอกจากนี้การเพิ่มอุณหภูมิเพื่อทำให้ DNA เสียสภาพธรรมชาติยังสามารถทำให้เกิด การไฮบริไดเซชันของ DNA (DNA hybridization) ได้อีกด้วย

การดูดกลืนแสง ด้วยคุณสมบัติของเบส ที่สามารถดูดกลืนแสงได้มากที่สุดที่ 260 nm DNA ก็ดูดกลืนแสงที่ความ ยาวคลื่นนี้ได้ดีที่สุดเช่นกัน คุณสมบัตินี้ทำให้เราสามารถวัดหาปริมาณ DNA ด้วยการวัดการดูดกลืนแสง แต่สิ่งที่ ี่ต้องคำนึงในที่นี้คือ DNA ในปริมาณที่เท่ากัน ถ้าเป็นสายเดี่ยว (จากการทำให้เสียสภาพธรรมชาติ) จะดูดกลืนแสง ได้มากกว่า DNA สายคู่ คุณสมบัตินี้เรียกว่า ไฮเพอร์โครมิซึม (hyperchromism)

การเสียสภาพธรรมชาติของ DNA และไฮเพอร์โครมิซึมมีความสัมพันธ์กัน เช่นเมื่อเพิ่มอุณหภูมิให้แก่สารละลาย DNA บริเวณที่เป็น A-T rich region ซึ่งจับกันด้วย พันธะไฮโดรเจนน้อยกว่า G-C rich region จะเริ่มคลาย เกลียวออก หากยังเพิ่มอุณหภูมิให้แก่ ่สารละลาย DNA ต่อไป ในที่สุด DNA จะคลายเกลียวออกจนเป็นเส้นเดี่ยว ทั้งหมดในขณะที่ ี่เกิดการคลายตัวของ DNA นั้น หากเราวัดค่าการดูดกลืนคลื่นแสงที่ 260 nm ไปด้วย จะพบ ว่าสารละลาย DNA มีการดูดกลืนคลื่นแสงมากขึ้นตามปรากฎการณ์ไฮเพอร์โครมิซึม ซึ่งหาก เขียนกราฟความ สัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิ กับการดูดกลืนแสงที่ 260 nm จะได้กราฟที่เรียกว่า DNA melting curve ค่า Tm (melting temperature) ขึ้นกับปริมาณ G-C ใน DNA โดยที่ DNA ที่มี G-C สูง จะมีค่า Tm สูงกว่า DNA ที่มี G-C ต่ำ

HOME
http://www.alzheimers.org/unraveling/images/large/DNA-HIGH.jpg