2.central dogma

สมบัติของ
สารพันธกุ รรม

นางสาวอาทิตยาภรณ์ บทนอก
ภาควิชาชีววทิ ยา คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยศรนี ครนิ ทรวิโรฒ

สมบตั ขิ องสารพนั ธกุ รรม

- เพ่ิมจานวนไดโ้ ดยมีลักษณะเหมอื นเดิม
- ถ่ายทอดลักษณะทางพันธกุ รรมจากรนุ่ พ่อแมไ่ ปยงั รนุ่ ลูกได้
- ควบคมุ ใหเ้ ซลล์สังเคราะห์สารต่าง ๆ เพ่ือแสดงลักษณะ
ทางพันธกุ รรม

Central dogma

Central = ใจกลาง หรอื ศูนยก์ ลาง, Dogma = การจดั การการควบคุมลักษณะท่ีแสดง

แบบแผนการควบคุม
ลักษณะทางพันธกุ รรม

หรอื กระบวนการ
ถ่ายทอดขอ้ มูลทาง
พันธกุ รรมออกมาเป็น
โปรตีน เพ่ือนาไปใชท้ า
หน้าท่ีต่าง ๆ ของเซลล์



การจาลอง DNA
DNA Replication

DNA replication เกิดเม่ือไร ?

เป็นกระบวนการสาคัญท่ีทาให้เซลล์มกี ารเพิ่มจานวน
ของDNA ภายในเซลล์ก่อนที่จะเกิดการแบง่ เซลล์

กระบวนการนี้จะเกิดในระยะ S (interphase)ของการแบง่ เซลล์

DNA replication เกิดแบบใด ?

DNA replication ทาใหม้ ีการเพ่มิ โมเลกุลของ DNA จาก 1 โมเลกลุ เป็น 2 โมเลกุล DNA แต่ละโมเลกลุ มโี พลินิ

วคลีโอไทด์ สายเดิม 1 สาย และสายใหม่ 1 สาย จึงเรยี กการจาลองลักษณะวา่ เป็นแบบ

“การจาลองแบบก่ึงอนุรกั ษ์ (semiconservative replication)”

เอนไซมท์ เ่ี กี่ยวขอ้ งในกระบวนการจาลอง DNA
(Enzymes for DNA replication)



เฮรเิ คส (Helicase)

ทาลายพันธะไฮโดรเจนระหวา่ งเบส
ค่สู ม เพื่อให้ DNA แยกเป็นสายเด่ียว

(single strand)

ดีเอน็ เอ โพลิเมอรเ์ รส
(DNA polymerase)

-นานิวคลีโอไทด์ท่ีเป็นเบสค่สู มกับเบส
บนสาย DNA ต้นแบบมาวาง
-ต่อสาย DNA สายใหม่ใหย้ าวข้นึ
-นาเอาสว่ นของ RNA primer ออก
และมกี ารสรา้ งสายพอลินิวคลีโอไทด์
สายใหมแ่ ทนตาแหน่งเดิม

ไพรเมส (primase)

สงั เคราะห์ RNA primer
ซ่งึ เป็นจุดเรม่ิ ต้นของ
การสงั เคราะห์ DNA สายใหม่

ไลเกส (ligase)

เชอ่ื มปลาย 3’OH และ 5’PO4
ด้วยพนั ธะ phosphodiester

Single-stranded DNA-binding protein (SSB proteins)

ทาหน้าที่จบั กับ DNAสายเดี่ยว (single strand DNA) เพ่ือป้องกันไม่ให้มาจับเป็นสายคู่ (double strand) อกี

Topoisomerase

คลายปมที่อยูเ่ หนือจุดแยกของสายคู่ (double strand)

Topoisomerase

คลายปมท่ีอยู่เหนือจุดแยกของ double strand
โดยตัดสายของ DNA ออก
แล้วต่อกลับคืนเหมือนเดิม

เพื่อไม่ใหเ้ กิดปม (positive supercoils)

ข้นั ตอนการสังเคราะห์ DNA

เรม่ิ ต้นการจาลอง DNA

ตาแหน่งเรม่ิ ต้นการจาลอง DNA

เรยี กวา่ origin of replication

การจาลองจะเกิดข้นึ พรอ้ มกันท้ัง 2 สาย
ของพอลีนิวคลีโอไทด์ และจะเหน็ เป็นรปู

คล้ายตัว Y หรอื คล้ายส้อม เรยี กวา่

“replication fork”





1 เอนไซมเ์ ฮลิเคส (helicase) เขา้ สลายพันธะไฮโดรเจนที่จุดใดจุดหน่ึงบนเกลียวคู่
2 โปรตีน SSB (Single Strand Binding protein)

เข้ามาเกาะบรเิ วณสายเด่ียวท่ีแยกออกเพื่อป้องกันการพนั เกลียวกลับ

3 Topoisomerase คลายปมเหนือจุดแยก (replication fork)
โดยการตัด DNA สายใดสายหน่ึงออก เพ่ือให้คลายเกลียวได้แล้วจงึ ต่อกลับใหม่

4 เกิดการสรา้ ง RNA ชน้ิ เล็ก ๆ ท่ีเรยี กวา่ RNA primer โดย RNA primase
ซ่งึ ไพรเมอรน์ ้ีจะเป็นจุดที่เรม่ิ ต้นการสังเคราะห์ DNA สายใหม่ 5’ ไป 3’

5 เอนไซมด์ ีเอนเอโพลีเมอเรส (DNA polymerase)นาดีออกซีไรโบนิวคลีโอไทด์เด่ียว
(deoxyribonucleotide) เขา้ มาต่อสายในทิศทาง 5’ → 3'
สายท่ีสังเคราะหจ์ าก 5’ → 3’ ได้อยา่ งต่อเนื่อง เรยี กวา่ สาย leading strand

ในสายตรงกันขา้ มนี้เนอ่ื งจากทิศทางการสังเคราะหเ์ ป็นแบบ 5’ → 3' เสมอ

6 เมอื่ จุดคลายเกลียวเลื่อนขน้ึ ไพรเมสจะสรา้ งอารเ์ อนเอไพรเมอรจ์ บั กับ DNA แมแ่ บบอกี
สายหน่ึง จากนั้นดีเอนเอโพลีเมอเรสจึงนาดีออกซีไรโบนิวคลีโอไทด์เขา้ มาต่อเป็นสายไป
ทางด้านจุดเรม่ิ ต้นการสรา้ ง (origin of replication) การทาเชน่ น้ีเป็นชว่ ง ๆ
จะได้เป็นชน้ิ DNA ส้ัน ๆ ที่ติดกับอารเ์ อนเอไพรเมอร์ เรยี กวา่ Okazaki fragment

เรยี กสายท่ีมกี ารสังเคราะห์ DNA เป็นชนิ้ ๆ อยูห่ า่ งกันเป็นชว่ ง ๆ วา่ lagging strand

เมอ่ื การสังเคราะห์ DNA ดาเนินต่อไป ดีเอนเอโพลีเมอเรสจะมกี ารกาจัด

7 อารเ์ อนเอไพรเมอรอ์ อกและเติมดีออกซไี รโบนิวคลีโอไทด์และตามด้วย
การเชอื่ มพันธะฟอสโฟไดเอสเทอรข์ องชนิ้ ส่วนโอกาซากิแต่ละโมเลกุล
เข้าด้วยกันด้วยเอนไซมไ์ ลเกส (ligase)

การจาลองแบบกึ่งอนุรกั ษ์ ในท่ีสุดได้เป็น DNA ใหม่ 2 โมเลกลุ

(semiconservative replication) โดยแต่ละโมเลกุลมีสายเดิมอยู่ 1 สาย

ในการจาลอง DNA การขยายของ replication fork
จะเป็นแบบ 2 ทิศทาง (bidirectional DNA replication)

พรอ้ มกัน ท้ังในโปรคารโิ อตและยูคารโิ อต

ยูคารโิ อตเกิดพรอ้ มกันหลายตาแหน่งในโครโมโซมแท่ง

โปรคารโิ อตเกิดทีละตาแหน่งในโครโมโซมวงแหวน

DNA replication prokaryotes vs eukaryotes







ปัญหาของการจาลอง DNA