Transcript การเกิดมิวเทชัน (mutation)

mutation
• DNA เปลี่ยนแปลงไปจากเดิม
• เช่น เบสเปลี่ยนจากชนิดเดิมเป็นเบสชนิด
อื่น, nucleotide ขาดหายไป,
nucleotide มีจานวนเพิ่มขึ้น หรือ
ลาดับของ nucleotide เปลี่ยนไป เป็ น
ต้น
mutation
• การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นเป็นมิวเทชันเฉพาะที่
(point mutation) ส่งผลให้
• รหัสพันธ ุกรรมเปลี่ยนไปจากเดิม
• ลาดับและชนิดของกรดอะมิโนหลังจากตาแหน่งนี้
เปลี่ยนไปด้วย
• สมบัติของโปรตีนหรือ polypeptide ที่
สังเคราะห์ข้ ึนแตกต่างไปจากเดิม
ระดับการเกิดมิวเทชัน
แบ่งเป็น 2 แบบ คือ
1. ยีนมิวเทชัน (gene mutation หรือ
point mutation)
2. มิวเทชันระดับโครโมโซม
(chromosomal mutation)
Gene mutation
แบ่งออกเป็น 2 ประเภทใหญ่ๆ คือ
1. การแทนที่คเู่ บส (base-pair
mutation)
2. การเพิ่มขึ้นของ nucleotide
(insertion) หรือการขาดหายไปของ
nucleotide (deletion)
การแทนที่คเู่ บส
(base-pair mutation)
• เกิดจากมีเบสใดเบสหนึ่งใน DNA ปกติ ถูก
แทนที่โดยเบสอีกชนิดหนึ่ง จึงทาให้ลาดับ
การเรียงตัวของเบสใน DNA เปลี่ยนแปลง
ไป ทาให้มีลาดับการเรียงตัวของเบสใน
codon เปลี่ยนแปลงไป โปรตีนที่ถ ูก
สังเคราะห์ข้ ึนจะเปลี่ยนแปลงไป
การแทนที่คเู่ บส
(base-pair mutation)
• แบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ
- transition
- transversion
transition
• การเปลี่ยนแปลงของเบสจาก
pyrimidine
pyrimidine
Ex
C = G
T = A
• การเปลี่ยนแปลงของเบสจาก
purine
Ex
G = C
A = T
purine
transversion
• การเปลี่ยนแปลงของเบสจาก
pyrimidine
purine
• การเปลี่ยนแปลงของเบสจาก
purine
pyrimidine
Ex
C = G
A = T
ผลของการเกิดมิวเทชัน
1. ได้โปรตีนที่ผิดไปจากเดิม
2. ได้โปรตีนที่เหมือนเดิม
3. ได้โปรตีนที่ไม่สมบูรณ์ เนื่องจาก
เปลี่ยนไปมาได้
การเพิ่มขึ้นของ nucleotide (insertion)
หรือการขาดหายไปของ nucleotide
(deletion)
•มีผลทาให้ลาดับ nucleotide ที่อยูใ่ นโมเลก ุล
DNA เกิดการเคลื่อนตัวไปหรือมีรหัสพันธ ุกรรม
เปลี่ยน ส่งผลกระทบต่อการสังเคราะห์สาย
polypeptide
insertion หรือ deletion
DNA : AAC GAA GCG TGA
mRNA : UUG CUU CGC ACU
Leu – Leu – Arg – Thr
ถ้า A ตัวแรกหายไป (deletion) จะได้
DNA : ACG AAG CGT GA
mRNA : UGC UUC GCA CU
Cys – Phe – Ala –
การเกิด mutation แบบนี้เรียกว่า Frameshift mutation
insertion หรือ deletion
• ถ้ามีการแทรก GC เข้าไป (insertion) จะ
เกิด mutation ทาให้สาย polypeptide
เปลี่ยนไปหมด เรียกว่า Frameshift
mutation เช่นกัน
mutagen
สิ่งที่สามารถกระตน้ ุ หรือชักนาให้เกิดมิวเทชัน
1. Chemical mutagen
2. Physical mutagen
3. Biological mutagen
Mutagen หลายชนิดเป็นสารก่อมะเร็ง
(carcinogen)
มิวเทชันระดับโครโมโซม
(chromosomal mutation)
• สิ่งมีชีวิตมีความผิดปกติมกั แสดงอาการ
มากกว่า 1 อาการ จึงเรียกว่า ความผิดปกติที่
เกิดจากการมิวเทชันระดับโครโมโซมว่า กลมุ่
อาการ (syndrome)
• การมิวเทชันแบบนี้สามารถเห็นได้จากลักษณะฟี
โนไทป์
มิวเทชันระดับโครโมโซม
(chromosomal mutation)
แบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท คือ
1. การเปลี่ยนแปลงร ูปร่างโครงสร้างภายในของโครโมโซม
แบ่งออกเป็น 4 ประเภท คือ
1.1 การขาดหายไปของชิ้นส่วนโครโมโซม (deletion หรือ
deficiency)
มีสว่ นใดส่วนหนึ่งของโครโมโซมขาดหายไป ทาให้ยนี ขาด
หายไปด้วย ชนิดของยีนและจานวนยีนที่ขาดหายไป ทาให้
สิ่งมีชีวิตต่างกัน
การขาดหายไปของชิ้นส่วนโครโมโซม
a b c d
e f g h i
a b c d
e f
Ex กลมุ่ อาการคริด ูชาต์ (cri-du-chat, cat cry
syndrome)
1.2 การเพิ่มขึ้นของชิ้นส่วนโครโมโซม (addition หรือ
duplication)
มีช้ ินส่วนโครโมโซมเพิ่มเข้ามามีผลต่อสิ่งมีชีวิตร ุนแรงน้อย
กว่าพวกที่มีโครโมโซมขาดหายไป
a b c d
e fg h i
a b c d
e fe f g h i
Ex การศึกษาลักษณะตาบาร์ (bar) ในแมลงหวี่
Fig. 13.10
1.3 การขาดแล้วต่อกลับชิ้นส่วนโครโมโซม
(inversion)
ชิ้นส่วที่หกั มาต่อกับชิ้นส่วนเดิมแบบกลับหัวท้าย ทาให้
ลาดับยีนเปลี่ยนไป
a b c d
e fg h i
a b c d
e h g f i
1.4 การเคลื่อนย้ายชิ้นส่วนของโครโมโซม
(translocation)
ชิ้นส่วนหักแล้วไปต่อแทรกภายในโครโมโซมแท่ง
เดียวกัน หรือไปต่อกับโครโมโซมแท่งอื่น
a b c d
e fg h i
a b c d
h e f g i
2. การเปลี่ยนแปลงจานวนโครโมโซม
การเปลี่ยนแปลงจานวนโครโมโซม
แบ่งออกได้ 2 ลักษณะ คือ
1. แอนูพลอยดี (aneuploidy) การ
เปลี่ยนแปลงจานวนโครโมโซมเพิ่มขึ้นหรือ
ลดลงจากปกติ 1-2 แท่ง (2n+1 หรือ
2n+2) เช่นโรคทางพันธ ุกรรมที่เกี่ยวข้องกับ
การเปลี่ยนแปลงจานวนโครโมโซม
แอนูพลอยดี (aneuploidy)
• กลุ่มอาการ trisomy 21 หรืออาการดาวน์ (Down
syndrome)
กลุ่มอาการ trisomy 13 หรือพาทัว ซินโดรม
(Patau syndrome)
กลุ่มอาการ trisomy 18 หรือกลุ่มอาการเอ็ดวาร์ ด
ซินโดรม (Edward syndrome)
กลุ่มอาการ เทอร์ เนอร์ ซินโดรม (Turner
syndrome)
กลุ่มอาการไคลน์ เฟลเทอร์ (Klinefelter
syndrome)
2. ยูพลอยดี (euploidy)
• การเปลี่ยนจานวนโครโมโซมเพิ่มหรือลดเป็น
จานวนช ุด (2n + n หรือ 2n + 2n)
• การเปลี่ยนแปลงจานวนของโครโมโซมเป็นช ุด
มากกว่า 2 ช ุด เรียกว่า พอลิพลอยดี
(Polyploidy)
อาจจะเกินหรือขาดทัง้ ช ุด
เช่น 3n (Triploidy) หรือ 4n
(Tetraploidy)
Autopolyploid
• เกิดจากการผสมในชนิดเดียวกันจึงมีช ุดของโครโมโซมที่มี
จีโนมเดียวกัน ดังเช่นในกล้วยหอม ซึ่งเป็นทริพพลอยด์ มีช ุด
ของจีโนมเป็น AAA เกิดจากกล้วยป่าที่มีจีโนมเป็น AA
เป็นต้น พืชที่เป็นออโตโพลีพลอยด์ นอกจากกล้วยแล้วยังมี
มะเขือเทศ ข้าวโพด ลาโพง กาแฟ ถัว่ ลิสง และมอส เป็นต้น
Allopolyploid
• เกิดจากการผสมข้ามชนิดจึงทาให้มีจีโนมต่างกัน ดังเช่น
กล้วยน้าว้า เป็นทริพพลอยด์ มีช ุดของโครโมโซมหรือจีโนม
เป็น AAB เพราะเกิดจากกล้วยป่าที่มีจีโนม AA และกล้วย
ป่าตานีที่มีจีโนมเป็น BB นอกจากนี้ยงั มียาสูบ มันฝรัง่ และ
กาแฟ เป็นต้น
การทาให้เกิด polyploidy
1. พ่อแม่สร้างเซลล์สืบพันธท์ ุ ี่ไม่ลดจานวนโครโมโซม
ส่วนมากแล้วเป็นเซลล์สืบพันธจุ์ ากฝ่ายแม่มากกว่า
พ่อ
2. เกิดจากการแบ่งเซลล์ในไมโทซิสผิดปกติ โดยอาจ
เกิดจากเซลล์รา่ งกายหรือเกิดในช่วงของการแบ่ง
เซลล์สืบพันธ์ ุ ทาให้จานวนโครโมโซมเพิ่มขึ้นเป็น 2
เท่า
การทาให้เกิด polyploidy
3. การใช้สารเคมี
เกิดการยับยัง้ การเกิดผนังเซลล์กนั้ ในช่วงของการ
แบ่งเซลล์ จะไปทาให้จานวนโครโมโซมเพิ่มขึ้นเท่าตัว
สารเคมีที่นิยมใช้กนั มากได้แก่ colchicine
นอกจากนี้ยงั มี nitrous oxide,
Oryzalin Amiprophos methyl
และ Podophylin
การทาให้เกิด polyploidy
4. การรวมของเซลล์รา่ งกายหรือโปรโตพลาสต์
(somatic protoplast fusion) ของพืช
โดยใช้กระแสไฟฟ้าหรือสารเคมี
polyethylene glycol