การถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม
1) มีคนบอกว่า มนุษย์รู้ว่าสามารถถ่ายทอดลักษณะต่างๆไปสูลูกหลานได้ แต่ยังไม่รู้จักพื้นฐานของการถ่ายทอดลักษณะเหล่านั้น จนกระทั้งวันหนึ่ง มีคนชื่อ เกรเกอร์ โยฮัน เมลเดล ที่สามารถอธิบายลักษณะต่างๆ เหล่านี้ได้ และได้ค้นพบกฎเกี่ยวกับการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม
เมลเดล เกิดในปี พ.ศ.2365 เป็นชาวออสเตรีย เขาสนใจที่จะศึกษาเล่าเรียน จึงได้ไปเรียนที่โบสถ์แห่งหนึ่งในกรุงบรุนน์ หรือเมืองเบรอโน ในสาธารณรัฐเช็ค เมลเดลได้เริ่มทำการทดลองผสมพันธุ์ถั่วลันเตา และสังเกตเห็นว่าลักษณะในรุ่นพ่อแม่จะปรากฏออกมาในรุ่นลูกเสมอ และเขาก็ค้นพบกฎการถ่ายทอดทางพันธุกรรม จนได้รับการยกย่องว่าเป็นบิดาแห่งวิชาพันธุศาสตร์ สาเหตุที่เขาเลือกถั่วลันเตาเป็นพืชทดลอง เนื่องจากสามารถควบคุมได้ง่าย โดยเลือกถั่วลันเตาที่มีลักษณะที่แตกต่างกัน 7 ชนิด ที่ชัดเจน คือ ความสูงของลำต้น รูปร่างของฝัก สีของเมล็ด ตำแหน่งของดอก รูปร่างของเมล็ด สีของดอก สีของฝัก หลังจากได้ทำการเลือกแล้วเขาก็ได้ทำการทดลองโดยการนำเอา ถั่วลันเตารุ่นพ่อแม่ เมล็ดสีเหลือง และเมล็ดสีเขียวมาผสมพันธุ์กัน พบว่าได้รุ่นลูกออกมาเป็นถั่วลันเตาเมล็ดสีเขียวทั้งหมด ทำให้เขาสงสัยว่าทำไมจึงเป็นเช่นนั้น แล้วเมล็ดสีเหลืองหายไปไหนหมด ต่อมาเขาก็นำรุ่นลูกไปผสมต่อ และผลก็ได้ว่า จากทั้งหมด 580 ต้น ได้ต้นเมล็ดสีเขียว 428 ต้น และได้ต้นเมล็ดสีเหลือง 152 ต้น คิดเป็น 2.8 ต่อ 1 เมื่อเขาได้ทำการทดลองกับอีก 6 ลักษณะ ผลก็เป็นเหมือนเดิม ในอัตราส่วนที่เท่ากัน ดังนั้นเมลเดลจึงได้ค้นพบว่าถั่วลันเตามีหน่วยควบคุม และเรียกมันว่า แฟกเตอร์ โดยเมล็ดสีเขียวพันธุ์จะมีแฟกเตอร์ 2 แฟกเตอร์ควบคุม และถ่ายทอดไปสู่รุ่นลูก รุ่นที่ 1 เป็นพันธุ์แท้ และ แฟกเตอร์นี้ก็จะถ่ายทอดไปยังรุ่นที่ 2 จึงทำให้เกิดเมล็ดสีเหลือกเป็นพันธุ์ทาง เพราะแฟกเตอร์เจอแฟกเตอร์ ต่อมานักวิทยาศาสตร์ได้เปลี่ยน คำว่า แฟกเตอร์ เป็น ยีนแทน โดยยีนควบคุมเมล็ดสีเขียวเป็นยีนเด่น และยีนควบคุมเมล็ดสีเหลืองเป็นยีนด้อย โดยใช้สัญลักษณ์ดังนี้ G แทนฝักเขียว และ g แทนฝักเหลือง Rแทนเมล็ดกลม และ r แทนเมล็ดขรุขระ โดยจะควบคุมเป็นคู่ๆ เช่น GG, Gg ,gg เป็นต้น โดยยีนที่เข้าคู่เดียวกันอยู่ตำแหน่งเดียวกันเรียกว่า แอลลีส เช่น Gกับg ที่ควบคุมฝักเขียวและฝักเหลืองเป็นแอลลีสกัน และ GG Gg จะแสดงออกในลักษณะฝักสีเขียว แต่ gg จะแสดงออกในฝักสีเหลือง เรียกว่า จีโนไทป์ และลักษณะที่แสดงออกเรียกว่า ฟีโนไทป์ และเรียกลักษณะที่มี 2 ยีนเหมือนกัน เรียกว่า ฮอมอไซกัสจีโนไทป์ หรือ พันธุ์แท้ ส่วนลักษณะ Gg เรียกว่า เฮเทอโรไซกัสจีโนไทป์ หรือลูกผสม นั้นเอง
2 ความน่าจะเป็นและกฎแห่งการแยก
จากการทดลองของ เมลเดล จะเห็นได้ว่าอัตราส่วนของของลักษณะเด่นต่อลักษณะด้อยเป็น 3;1 ซึ่งอัตราส่วนนี้ไม่ใช่ เมลเดลที่พบคนแรก แต่คนที่พบก่อนไม่สามารถอธิบายได้ และเพราะเมลเดล เก่งในเรื่องของสถิติ และเลข จึงสามารถคำนวณเกี่ยวกับความน่าจะเป็นเหล่านี้ได้ อาจจะเปรียบเทียบกับการโยนเหรียญก็ได้ ถั่วลันเตาที่มีฟีโนไทป์เป็นสีเขียวและมี จีโนไทป์เป็น Gg เหมือนกับการโยนเหรียญ 2 เหรียญพร้อมกัน ซึ่งโอกาสเข้าคู่ก็จะเป็น GG Gg gg ได้เป็นอัตราส่วน 1;2;1 หรืออัตราส่วนของจีโนไทป์ เป็น 3;1 นั้นเอง ซึ่งอัตราส่วนดังกล่าว G และ g ต้องแยกออกจากกันไปสู่เชลล์สืบพันธุ์ ซึ่งเมลเดลยังไม่สามารถอธิบายได้ว่าทำไมเชลล์ต้องแยกออกจากกัน และการแบ่งเชลล์แบบไม่โอซิส แต่เนื่องจากความสามารถทางด้านคณิตศาสตร์จึงทำให้ เมลเดล ค้นพบกฎแห่งการแยก ซึ่งเป็นกฎที่สำคัญในวิชาพันธุศาสตร์ และจากการทดลอง
3 กฎแห่งการรวมกลุ่มอย่างอิสระ
ต่อมาเมลเดลก็ได้เริ่มทำการทดลองเกี่ยวกับการผสมโดยที่มี 2 ลักษณะไปพร้อมๆกัน เรียกว่า การผสมพิจารณาสองลักษณะ โดยเขาได้ทดลองนำ ถั่วลันเตาเมล็ดกลม สีเขียว ซึ่งเป็นลักษณะเด่น ผสมกับ เมล็ดขรุขระ สีเหลือง ซึ่งเป็นลักษณะด้อย ได้ลูกรุ่นที่ 1 เป็นเมล็ดกลมสีเหลือง และลูกรุ่นที่ 2 เป็นอัตราส่วน 9;3;3;1 และจากอัตราส่วนของเมล็ดกลมต่อเมล็ดขรุขระ เป็น 3;1 และ เมล็ดสีเขียวต่อสีเหลือง เป็น 3;1 ซึ่งเป็นไปตามกฎที่น่าจะเป็น ยีนที่ควบคุมลักษณะสีและลักษณะรูปร่างของเมล็ด ที่แยกกันแล้วกลับมารวมกันได้ภายหลัง จึงเกิดเป็น กฎข้อที่ 2 คือ กฎแห่งการรวมกลุ่มอย่างอิสระ สรุปได้ว่ายีนที่แยกออกจากันเป็นคู่ๆ จะสามารถรวมกลุ่มกลับยีนอื่นแล้วไปอยู่ในเชลล์สืบพันธุ์ ทำให้สามารถทำนายอัตราส่วนได้
โดยการนำเอายีน RY rY Yr ry มาผสมกันแล้วได้ลูกรุ่นที่ 1 ในอัตราส่วน 1;1;1;1 และสามารถรวมกลุ่มกันอย่างอิสระ ได้อัตราส่วน 9;3;3;1
4 การผสมเพื่อทดสอบ
เมื่อนำสิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะเด่นไปผสมกับสิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะด้อย ถ้าลูกที่ออกมาเป็นเด่นหมดเรียกว่าเป็น ฮอมอไซกัสกัน แต่ถ้าลูกที่ออกมาเป็นเด่นต่อด้อย 1;1 เรียกว่าเป็น เฮเทอโรไซกัสกัน วิธีทดสอบนี้เรียกว่า การผสมเพื่อทดสอบ
5 ลักษณะทางพันธุกรรมที่นอกเหนือกฎของเมลเดล
จากกฎของเมลเดล ก็ไม่สามารถอธิบายลักษณะของบางอย่างได้ เช่น ดอกบานเย็นสีแดงผสมกับดอกบานเย็นสีขาว ไม่ว่าแดงหรือขาวจะเป็นยีนเด่นหรือยีนด้อยต่อกัน ลูกออกมาก็จะเป็นสีขาวและสีแดง เท่านั้น แต่ คาร์ล คอร์เรนส์ นักพฤกษาศาสตร์ชาวเยอรมัน ได้ทำการผสมดอกบานเย็นสีแดงกับสีขาวปรากฏว่าได้ดอกบานเย็นสีชมพู ซึ่งไม่เป็นไปตามกฎของเมลเดล
5.1 ลักษณะเด่นไม่สมบูรณ์
เมื่อลองนำสิ่งมีชีวิตบางชนิดที่มีดอกสีแดง และสีขาวที่เป็นพันธุ์แท้ทั้งหมดมาผสมกัน ปรากฏว่าได้ลูกรุ่นที่ 1 เป็นสีชมพู และรุ่นที่ 2 เป็นสีแดง สีชมพู และสีขาว นอกจากนี้ยังเกิดขึ้นกับสีผมของคนอีกด้วย เช่นกรณีที่ พ่อแม่ ผมหยักศกและ ผมหยิก ที่มีจีโนไทป์เป็น HH จะได้ผมรุ่นลูกในอัตราส่วนของผมหยิก ต่อ ผมหยักศก ต่อ ผมตรง เป็น 1;2;1
5.2 การข่มร่วมกัน
หมู่เลือด A มีแอนติเจนA และหมู่เลือด B มีแอนติเจน B ดังนั้น พ่อแม่ที่หมู่เลือด AและB ตามลำดับลูกออกมาจะมีหมู่เลือด AB
5.3 มัลติเปิลแอลลีส
ลักษณะพันธุกรรมของหมู่เลือด ABO มีแอลลิลมากกว่า 2 แบบ คือ IA ,IB ,และ หมู่ i จากการทดลองของ เอฟ เบรินสไตน์ ซึ่งเป็นคนแรกที่สามารถอธิบายเกี่ยวกับหมู่เลือก ABO ได้
เช่น พ่อกับแม่ที่มีหมู่เลือด A และAB ตามลำดับ อัตราส่วนที่ลูกออกมาจะมีหมู่เลือด AและB เป็น 1;1
5.4 พอลิยีน
จากการทดลองนำยีน 3 คู่มาผสมกัน โดยให้ สีแดงเป็นยีนเด่นและสีขาวเป็นยีนด้อย ลูกรุ่นที่ 1 ออกมานะมีสีชมพูทั้งหมด และพอนำลูกรุ่นที่ 1 มาผสมกันเอง จะได้ลูกรุ่นที่ 2 เป็น 7 ลักษณะด้วยกัน เรียกว่า ความแปรผันทางพันธุกรรม
5.5 ยีนในโครโมโซมเพศ
โครโมโซมในร่างกายมีทั้งหมด 23 คู่ และ 22 คู่จะควบคุมลักษณะต่างๆของร่างกายและ อีก 1 คู่จะควบคุมลักษณะของเพศ โดยเพศชาย คือ XY ผู้หญิง มี XX
5.6 ยีนในโครโมโซมเดียวกัน
ยีนที่ควบคุมลักษณะต่างๆมีอยู่หลายยีน เช่น แมลงหวีมียีน 5,000 ยีน บนโครโมโซม 4 คู่ โดยมีนักวิทยาศาสตร์ได้เสนอว่ายีนมีมากมาย การที่ยีน 2 ตำแหน่งหรือมากกว่า จะมีการถ่ายทอดไปพร้อมๆกัน เรียกว่า ลิงค์เกจ โดยได้ศึกษาลักษณะต่างๆ ของแมลงหวี ตั้งแต่ ความยากส่วนต่างๆของร่างกาย ได้ข้อสรุปว่า แมลงหวี่ที่สร้างเซลล์สืบพันธุ์ได้สี่แบบ ลูกออกมาจะมีด้วยกัน 4 ลักษณะเช่นกัน
5.7 พันธุกรรมที่ขึ้นกับอิทธิพลของเพศ
ลักษณะต่างของพันธุกรรมก็ขึ้นอยู่กับเพศ และฮอร์โมนเพศนั้น เช่นลักษณะร่างกาย ลักษณะของเส้นผม ลักษณะของสีผม เป็นต้น โดยลักษณะต่างๆเหล่านี้ เพศชายและเพศหญิงจะแสดงออกไม่เหมือนกัน
5.8 พันธุกรรมจำกัดเพศ
ลักษณะพันธุกรรมที่ควบคุมด้วยยีนบนออโทโซม บางลักษณะขึ้นอยู่กับสิ่งแวดแล้วและลักษณะของแต่ละเพศนั้นๆ เช่นลักษณะต่างๆของผู้ชายกับลักษณะต่างๆของผู้หญิง ซึ่งจีโนไทป์และฟีโนไทป์จะไม่เหมือนกัน เรียกลักษณะจำเพราะต่อเพศนี้ว่า ลักษณะจำกัดเพศ
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น