เจนีติกส์

เจนีติกส์

เจนีติกส์ Genetics

การศึกษาความเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมของพืช Genetics เริ่มประสบความสำเร็จมากขึ้นเนื่องจากความเข้าใจเกี่ยวกับคุณสมบัติ totipotency ของพืชที่เซลล์ทุกเซลล์มีความสามารถในการพัฒนาไปเป็นพืชทั้งต้นที่สมบูรณ์ได้ภายใต้สภาวะแวดล้อมที่เหมาะสม จึงเกิดความพยายามในการเพาะเลี้ยงและชักนำให้พืชมีการพัฒนาดังกล่าวและสามารถประสบผลสำเร็จเพิ่มขึ้นต่อเนื่องอย่างรวดเร็ว แต่อย่างไรก็ตามบางครั้งพบว่ามีอุปสรรคที่ไม่สามารถแก้ปัญหาได้เนื่องจากกระบวนการเจริญ และการเปลี่ยนสภาพ differentiation ของพืชมีอิทธิพลมาจากปัจจัยสำคัญเกี่ยวข้องกับกฎการแสดงออกของยีนที่กล่าวว่า ยืนทั้งหมดอาจจะทำหน้าที่บางเวลาและมีบางยืนเท่านั้นที่ทำหน้าที่ตลอดเวลาแต่ไม่ใช้ทุกยีนที่ทำหน้าที่ตลอดเวลา” ซึ่งกฎดังกล่าวนี้มีผลต่อลักษณะฟิโนไทป์ของพืชที่ทำให้เกิดการผันแปรทั้งประเภทที่มีความคงที่และไม่คงที่

 

การเจริญของพืชและอิพิเจนีติกส์ Genetics คืออะไร

ศึกษากฎการแสดงออกของยืนโดยการแยกเอ็มอาร์เอ็นเอจากโพลีโซมของเนื้อเยื่อใบยาสูบแล้วนำมาทำการเข้าคู่ (hybridized) กับดีเอ็นเอที่มีการติดฉลากกัมมันตรังสี (radioactivity Iabeled) ซึ่งแสดงโครงสร้างทั้งหมดของยีนที่มีอยู่ในจีโนมของยาสูบ

 

 พบว่าชิ้นส่วนดีเอ็นเอประมาณ 5 เปอร์เซ็นต์ เท่านั้นที่เข้าคู่กันได้กับเอ็มอาร์เอ็นเอของจีโนมแสดงให้เห็นว่ามียีนเพียงส่วนน้อยเท่านั้นที่มีการแสดงออกในส่วนใบ ถึงแม้ว่าใบจะเป็นอวัยวะที่มีความซับซ้อนประกอบด้วยเซลล์ที่พัฒนาไปหลายรูปแบบแล้วก็ตามผลการทดลองดังกล่าวอาจสันนิษฐานว่าเป็นเพราะกิจกรรมการถอดรหัส (transcription)ของเซลล์พาเรงคิมา (parenchyma) ซึ่งเป็นเซลล์พื้นฐานที่มีอยู่เป็นจำนวนมากในใบแม้ว่ายีนที่แสดงออกในเซลล์ของใบส่วนใหญ่จะควบคุมการทำหน้าที่เกี่ยวกับปฏิกิริยาเคมีพื้นฐานในเซลล์ปกติที่พบได้ในเซลล์ทั่วไปแต่เอนไซม์ที่พบเฉพาะในใบมีเพียง 5เปอร์เซ็นต์ เท่านั้น 

 

จึงอาจกล่าวได้ว่าแต่ละระยะการเจริญหรือพัฒนาของพืชจะมียีนเพียงบางส่วนของจีโนมเท่นั้นที่ทำหน้าที่โดยยีนจะมีการแสดงออกอย่างเฉพาะเจาะจงกับเซลล์แต่ละประเภทหลักฐานที่แสดงถึงกระบวนการเจริญและพัฒนาของเซลล์ซึ่งเกี่ยวข้องกับการแสดงออกของยืนปรากฏขึ้นครั้งแรกในปี ค.ศ. 1932 โดย Haldane ให้ดำจำกัดความว่า

 

epigenesist” ถูกนำมาใช้กันอย่างกว้างขวางในการอธิบายเกี่ยวกับกิจกรรมของยืนที่ปรากฏระหว่างกระบวนการเจริญเนื่องจากระบบชีววิทยาของสิ่งมีชีวิตมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาซึ่งอาจเกี่ยวข้องกับการแสดงออกของยีน ต่อมาในปี ค.ศ. 1958 มีการให้ความ คำว่า “epigenetic” โดย Nancy  หมายถึงการเปลี่ยนแปลงทั้งหมดที่ยืนแสดงออกซึ่งอาจเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องตลอดกระบวนการแบ่งเซลล์ตามการเปลี่ยนแปลงของสภาวะชักนำลักษณะการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นแบบนี้เรียกว่า “epigenetic change” เป็นคุณสมบัติที่มีเสถียรภาพสามารถแบ่งแยกการเปลี่ยนแปลงทางสรีรวิทยาของเซลล์เหล่านี้ออกจากเซลล์ปกติในสภาวะที่มีสิ่งกระตุ้น แต่ลักษณะดังกล่าวอาจจะไม่ปรากฏเมื่อปราศจากสิ่งกระตุ้น

 

กลไกของอิพิเจนีติกส์

ลักษณะของการควบคุมกิจกรรมของยีนแบบอิพิเจติกส์อาจจะประสบความสำเร็จได้ด้วยการคัดเลือกอย่างสม่ำเสมอหลายๆ ขั้นตอนตลอดกระบวนการแบ่งเซลล์ตัวอย่างของการควบคุมการถอดรหัสในพืชมักพบได้เสมอโดยการสังเคราะห์เอนไซม์ไรบูโลส บิสฟอสเฟตคาร์บอกซิเลส (ribulose bisphosphate carboxylase; RUBPase) ในคลอโรพลาสต์ของข้าวโพด (Zoy mays)และพืช C. ชนิดอื่น ๆ พบว่าโพลีเปปไทด์ชนิดนี้จะปรากฏในส่วนคลอโรพลาสต์ของเยื่อหุ้มท่อลำเลียง (bundle sheath) ซึ่งประกอบด้วยเซลล์พาเรงดิมาและสเกลอเรงคิมา (sclerenchyma) แต่ไม่พบในเซลล์มีโซฟิลด์ (mesophyll)

 

นอกจากนี้มีรายงานเกี่ยวกับการตรวจสอบอาร์เอ็นเอของยาสูบโดยนำนิวคลี่โอไทด์เอกลักษณ์มาเข้าถูกับดีเอ็นเอสายเดี่ยวที่ทำการติดฉลากด้วยกัมมันตรังสีพบว่ามีเพียง 19 เปอร์เซ็นต์ เท่านั้นที่เข้าถูกันได้โดยมีส่วนของโพลีโซมัล เอ็มอาร์เอ็นเอ(polysomal mRNA) เพียง 5 เปอร์เซ็นต์ แสดงให้เห็นว่าส่วนประกอบของจีโนมพืชที่ลอกรหัสเป็นเอชเอ็นอาร์เอ็นเอ (HnRNA) ซึ่งเป็นสารตั้งตัน (precursor) ของเอ็มอาร์เอ็นเอนั้นก็มีเพียงส่วนน้อยเท่านั้นที่มีการลำเลียงไปยังไซโทพลาซึม ดังนั้นจึงปรากฏว่ามีอาร์เอ็นเอในนิวเคลียสลดลง และ/หรือมีการดัดเลือกการส่งผ่านเยื่อหุ้มนิวเคลียสซึ่งพบในพืชชั้นสูงเกิดขึ้นจากกิจกรรมของยีน

 

หากต้องการอ่านเรื่องอื่นๆเพิ่มเติม คลิกที่นี่

หรือ ที่นี่



ความรู้ทั่วไป