หน่วยที่ 6 เทคโนโลยีทางดีเอ็นเอ

หนว่ ยการเรียนรู้ที่ 6

เทคโนโลยที างดเี อน็ เอ

เทคโนโลยที างดีเอ็นเอ

จากความรู้เกี่ยวกบั โครงสรา้ งของดเี อ็นเอ ลาดับนิวคลีโอไทด์ของยีน การแสดงออกของยีน
ในการควบคมุ ลกั ษณะทางพันธุกรรมตา่ งๆ นักวทิ ยาศาสตรไ์ ดน้ าเอาความรู้ตา่ งๆ เหลา่ นัน้ มาใช้ ๐๐

01 เพอ่ื ปรบั ปรุงลักษณะของส่งิ มีชวี ติ

02 เพือ่ ใหต้ อบสนองความต้องการของมนษุ ย์

โดยความรทู้ นี่ ามาใช้ประโยชน์นนั้ สง่ ผลใหเ้ กิดเปน็ เทคโนโลยี
ทางดีเอน็ เอ ไม่ว่าจะเป็นทางด้านการแพทย์ ทางการเกษตร
และด้านนติ ิวิทยาศาสตร์

เทคโนโลยที างดเี อน็ เอ

สัตว์ที่เจริญเติบโตเร็ว เช่น ปลาแซลมอนดัดแปร
พนั ธกุ รรมท่เี จริญเรว็ กวา่ แซลมอนปกติ

พนั ธวุ ิศวกรรมและการโคลนยนี

เป็นการตัดแต่งยนี ของสงิ่ มชี ีวติ เพ่ือให้สง่ิ มชี วี ติ นน้ั ๆ มลี ักษณะท่ีตอ้ งการ
โดยสงิ่ มชี ีวติ ที่ถูกตัดแต่งยนี น้ัน เรียกวา่ “สิง่ มชี ีวติ ดดั แปลงพันธุกรรม”
(Genetically modified organism) หรือมกั เรียกวา่ GMO น่ันเอง

การนายนี เอายนี ท่สี ร้างอนิ ซูลินในมษุ ย์ ไปใส่ใน
พลาสมิดของแบคทีเรีย เพอ่ื ให้แบคทเี รียช่วยสรา้ ง
อนิ ซลู นิ โดยดเี อ็นเอทถ่ี กู ตัดตอ่ ยนี เขา้ ไปนน้ั
เรยี กวา่ ดเี อน็ เอสายผสม (recombinant DNA)

การตัดยีนและพลาสมดิ

การตดั แตง่ ยนี ใสใ่ นสิง่ มีชีวิตใด ๆ นนั้ จาเป็นตอ้ งมกี าร “ตดั ” ส่วนทเ่ี ปน็ ยนี ออกมา
แลว้ นาไปใสใ่ นดีเอ็นเอสายที่ตอ้ งการ จงึ จาเปน็ ตอ้ งใช้เอนไซมต์ ัดจาเพาะ
(restriction enzyme)

*** ในการตดั สายดเี อ็นเอ จะตดั ได้ปลาย 2 แบบ คือ ปลายทู่ (blunt end) คือ มลี ักษณะ
ของพอลนิ วิ คลีโอไทด์ 2 สายเทา่ กัน และปลายเหนียว (sticky end) คือ พอลนิ วิ คลีโอไทด์
2 สาย ไมเ่ ท่ากนั ดังรูป

Sticky end

*** หากทาการตัดยนี ด้วยเอนไซม์ตัดจาเพาะแลว้ จะต้องทาการตดั พลาสมิดดว้ ย Blunt end
เอนไซม์เดยี วกนั เพ่ือให้ได้ปลายที่มลี กั ษณะเหมือนกัน เพือ่ ท่ีจะนามาตอ่ เข้ากันได้

เอนไซม์ตัดจาเพาะแต่ละชนดิ จะมีตาแหน่งลาดับเบสการตัดที่ไม่เหมือนกนั เรยี กบริเวณน้นั
วา่ บริเวณจดจา (recognition site) ดงั ตารางตอ่ ไปน้ี

ตัวอยา่ ง หากนา DNA สายหนงึ่ ทมี่ ลี าดบั เบสดังน้ี

5′ A T G G A T C C G 3′
3′ T A C C T A G G C 5′

ไปตัดด้วยเอนไซม์ BamHI แล้วชิ้นส่วน DNA ที่จะสามารถนามาแทรกแลว้ เช่อื มดว้ ย
เอนไซม์ ligase ไดค้ วรมลี กั ษณะอย่างไร

ตัวอยา่ ง หากนา DNA สายหนึ่งทม่ี ลี าดับเบสดงั น้ี

5′ A T G G C C T 3′
3′ T A C C G G A 5′

ไปตดั ด้วยเอนไซม์ HaeIII แลว้ ชิ้นส่วน DNA ที่จะสามารถนามาแทรกแล้วเชอื่ ม
ด้วยเอนไซม์ ligase ไดค้ วรมลี กั ษณะอย่างไร

การเชื่อมยีน เข้ากับสาย DNA

เมอื่ ยีนและพลาสมิด ถูกตัดให้มีปลายเหมือนกัน ก็จะไมส่ ามารถเช่อื มต่อกันได้ จึงต้องใช้
เอนไซมไ์ ลเกส (ligase) เพ่ือเช่อื มยีนและพลาสมดิ ใหเ้ ปน็ อนั หนึ่งอันเดียวกนั

เมื่อยีนอยู่ในพลาสมิด หรือดีเอ็นเอ
ของสิ่งมีชีวิตใดๆ ยีนเหล่าน้ันจะเกิด
การแสดงออก (gene expression)
ทาให้สิ่งมีชีวิตที่ถูกตัดต่อยีนนั้นๆ
เข้าไป แสดงลักษณะต่างๆ ออกมา

***ถ้าเอายีนท่ีสามารถสร้างโปรตีนท่ีเรืองแสงได้ ไปตัดต่อในดีเอ็นเอของปลาท่ีมี
ลกั ษณะลาตวั ใส ปลาตวั นั้นกจ็ ะแสดงออกในลกั ษณะเรอื่ งแสงไดน้ น่ั เอง

เอนไซม์ดเี อน็ เอไลเกสที่สามารถเรง่ ปฏกิ ิริยาการสร้าง
พันธะฟอสโฟไดเอสเทอร์ระหวา่ ง DNA 2 โมเลกุล

การเช่ือมสาย DNA ตา่ งโมเลกุลดว้ ยเอนไซมด์ ีเอ็นเอไลเกส

เทคโนโลยที างดเี อน็ เอ

ปลาม้าลายเรืองแสงเกิดจากการใช้เทคนิคพันธุวิศวกรรม
เคลื่อนย้ายยีนท่ีสร้างโปรตีนเรืองแสงจากแมงกะพรุนหรือ
ดอกไมท้ ะเล

ใสใ่ หป้ ลามา้ ลาย

จุดประสงค์ของการทาวิจัยปลาเรืองแสง คือ
เพ่ือใช้ตรวจสอบคุณภาพนาของแหล่งนาโดย
การดดั แปรพันธกุ รรมปลาม้าลายให้สร้างโปรตีน
เรืองแสงเมือ่ ถกู กระตนุ้ ด้วยสารพิษชนิดต่าง ๆ

การสร้าง DNA รีคอมบแิ นนท์

กระบวนการสร้าง DNA สายใหม่ โดยอาศยั เอนไซม์ 2 ชนิด

เอนไซม์ตดั จาเพาะ (restriction enzyme) ทีส่ ามารถตัดสาย DNA ในตาแหน่งท่ีจาเพาะได้

เอนไซม์ DNA ไลเกส (DNA ligase enzyme) ท่สี ามารถเชอ่ื มต่อ DNA 2 สายเขา้ ด้วยกัน โดยการสรา้ งพันธะโคเวเลนต์

ตาแหนง่ ตดั จาเพาะ DNA โมเลกุลอืน่ ทีต่ ัดด้วย EcoRI

DNA รคี อมบแิ นนท์

01 เมือ่ มีการตัดสาย DNA ด้วยเอนไซม์ตดั จาเพาะ จะได้ปลายแบบตา่ ง ๆ ทงั ปลายทู่และปลายเหนยี วขึนอยกู่ บั ชนิดของเอนไซม์ท่ใี ช้
02 นา DNA สายอ่นื ทีต่ อ้ งการเชอื่ มตอ่ และถูกตัดดว้ ยเอนไซมต์ ดั จาเพาะชนิดเดียวกัน ซ่งึ จะได้ปลายท่เี หมือนกัน

03 เอนไซม์ DNA ไลเกส ช่วยเชื่อมต่อ DNA ทงั 2 สาย ทาใหเ้ กดิ สาย DNA รคี อมบแิ นนท์ ที่สมบรู ณ์

การโคลนยีน

การโคลนยีนโดยอาศยั พลาสมิดของแบคทเี รยี

การเพ่มิ ปรมิ าณ DNA โดยอาศยั DNA พาหะหรอื เวกเตอร์ เช่น พลาสมิด (plasmid) ของแบคทเี รยี มขี ันตอน ดงั นี

1 แยกดเี อ็นเอบริสุทธ์ิจากเซลลแ์ ลว้ ตดั ชนิ ส่วนดีเอ็นเอ
ท่มี ยี นี ท่ตี ้องการ

เซลล์แบคทเี รยี เซลลท์ ม่ี ยี นี ทีต่ อ้ งการ แยกพลาสมิดของแบคทีเรีย ซ่ึงเป็นโมเลกุลดีเอ็นเอ
ขนาดเลก็ ทท่ี าหนา้ ทเ่ี ปน็ เวกเตอร์
2

โครโมโซม ยีนทตี่ ้องการ DNA นาชนิ ส่วนดีเอน็ เอท่ีมียีนทต่ี อ้ งการมาเช่อื มตอ่ กับพลาสมดิ ได้
พลาสมิด เซลลแ์ บคทีเรยี
DNA รคี อมบแิ นนท์ 3 เปน็ ดีเอน็ เอสายผสม (recombinant DNA) ทม่ี คี ุณสมบตั ิ

ตามที่ตอ้ งการ

4 นาดีเอน็ เอสายผสมใสก่ ลบั เข้าสูเ่ ซลลแ์ บคทเี รยี เพื่อ

ให้แสดงคณุ สมบัติท่ตี อ้ งการ

5 นาแบคทเี รยี ไปเพ่มิ จานวน เพอื่ ให้มจี านวนยีนเพิ่มมากขนึ

การเพม่ิ จานวน DNA ดว้ ยเทคนคิ PCR

การโคลนยีนโดยเทคนิคพอลิเมอเรสเชนรีแอกชนั (Polymerase chain reaction) เรยี กสันๆ วา่ PCR

การเพม่ิ ปรมิ าณ DNA ให้มากขึน ในหลอดทดลอง โดยอาศัยเคร่อื งเทอรม์ อลไซเคลอร์ (Thermal cycle) ที่สามารถควบคมุ
อณุ หภมู ใิ หป้ รับเปล่ยี นได้อย่างรวดเรว็ กาหนดจานวนรอบ และเวลา สาหรบั ปฏกิ ิรยิ าในแต่ละขนั ตอนไดอ้ ยา่ งอัตโนมตั ิ

การทา PCR ตอ้ งอาศยั องคป์ ระกอบ ดังนี

1 DNA แมแ่ บบ เปน็ ชินสว่ นของ DNA ทีต่ อ้ งการโคลน
2 ไพรเมอร์ (primer) เป็น DNA สายสนั ๆ ที่มีลาดบั เบสเปน็ คู่สมกับ DNA แม่แบบ
3 นิวคลีโอไทด์ทงั 4 ชนิด ไดแ้ ก่ เบส A C G T
4 เอนไซม์ DNA Polymerase ทาหน้าท่ีเชอื่ มนิวคลีโอไทด์

*** องคป์ ระกอบทังหมดจะละลายอยูใ่ นสารละลายบัพเฟอรเ์ พอ่ื ควบคุมให้เกิดภาวะท่ีเหมาะสมตอ่ การเกดิ ปฏกิ ริ ิยา

การโคลนยีนโดยเทคนคิ พอลิเมอเรสเชนรแี อกชนั

นวิ คลีโอไทด์ 5′ 3′ 5′ 3′
3′ 3′ 5′
DNA แม่แบบ 3′ 5′ 3
5′ 3′ 2 5′ 3′
3′ 1 5′ 3′ 5′
5′
5′ 3′

ไพรเมอร์

1 2 3

การแยก DNA เป็นสายเดยี่ ว (denaturation) การจบั กนั ของไพรเมอร์กับ DNA แมแ่ บบ การสรา้ ง DNA สายใหม่ (primer extension)
การแยกสายคู่ของ DNA แมแ่ บบเป็นสายเดย่ี ว จบั ดว้ ยพนั ธะไฮโดรเจน โดยลดอณุ หภมู ิ ต่อจากไพรเมอร์ในทิศทาง 5′ ไป 3′ โดยการทางาน
โดยใช้อณุ หภมู ปิ ระมาณ 90-95 องศาเซลเซียส เหลือประมาณ 50-60 องศาเซลเซยี ส ของเอนไซม์ DNA พอลิเมอเรส โดยใช้อุณหภูมิ
ประมาณ 70-75 องศาเซลเซยี ส

การเพ่มิ จานวน DNA ดว้ ยเทคนคิ PCR

**ต้งั แตก่ ระบวนการท่ี 1-3 นับเปน็ รอบของการทา PCR
จะไดด้ เี อ็นเอเพิ่มเปน็ 2 เท่า จากของเดมิ

2 48 16

จาก DNA แมแ่ บบ 1 โมเลกุล เม่ือผา่ นไป 1 รอบ จะได้ 2 โมเลกลุ ผ่านไป 2 รอบ ได้ 4 โมเลกลุ

ผ่านไป 3 รอบ ได้ 8 โมเลกลุ ดงั นนั้ โมเลกุล DNA ทเ่ี พิม่ ขึน้ เทา่ กบั 2n เมื่อ n = จานวนรอบ

การหาขนาดของ DNA ดว้ ยเทคนิค Gel electrophoresis

เม่ือได้ DNA ในปรมิ าณที่มากพอ สามารถนามาทดสอบเพือ่ หาขนาดของดีเอน็ เอได้ โดยเทคนคิ
Gel electrophoresis หรือท่ีเรยี กกันวา่ Run Gel

*** ข้อควรทราบ
DNA มีประจเุ ป็น ลบ เพราะฉะน้นั หากอยู่ในสนามไฟฟา้ DNA จะว่งิ เข้าหาข้ัวบวก

เพอ่ื ท่จี ะสังเกตดรู ะยะการว่งิ ของดเี อ็นเอ จะตอ้ งนาดเี อ็นเอไปใสใ่ นเจล เชน่ agarose gel หรอื
polyacrylamide gel เพอ่ื เป็นตวั กลางให้ DNA วงิ่
โมเลกลุ DNA ที่มขี นาดใหญจ่ ะเคล่ือนทชี่ า้ กว่าโมเลกลุ ทมี่ ีขนาดเล็ก จงึ อยูใ่ กลก้ ับขวั ลบ
สว่ นโมเลกุล DNA ขนาดเล็กเคลอ่ื นทเี่ รว็ กว่าก็จะอยู่ใกลก้ ับขวั บวก
ยอ้ มแผน่ วนุ้ ดว้ ยสีอธี เิ ดียมโบรไมด์ เพอ่ื ใหส้ ามารถมองเห็น DNA ได้เมือ่ ไดร้ ับแสงอัลตราไวโอเลต

การเคลื่อนท่ขี องโมเลกลุ DNA ขนาดตา่ ง ๆ จะเปรยี บเทียบกับการเคล่ือนท่ขี อง DNAทที่ ราบขนาดแล้วทา
ให้สามารถประมาณขนาดของโมเลกุล DNA ทตี่ ้องการศึกษาได้

เมื่อนา DNA ของมนุษย์มาทาการ Run gel จะพบว่า DNA ของทุก ๆ คน จะเคล่ือนท่ีได้
ระยะทางเทา่ ๆ กนั (เพราะขนาดของ DNA เทา่ กัน)

แตห่ ากนา DNA ของมนษุ ย์ มาทาการตัดด้วยเอนไซมต์ ัดจาเพาะ
แล้วเอาไป Run gel จะพบวา่ DNA ของแต่ละคนนนั้ จะถูกตัด
ได้เป็นท่อน ทีม่ ีจานวนไมเ่ ทา่ กัน แลว้ แตล่ ะทอ่ นของแต่ละคน จะ
มีขนาดไมเ่ ทา่ กนั (เคลื่อนท่ไี ดไ้ ม่เทา่ กัน) ยกเว้นคนท่ีมสี าย
สมั พนั ธ์ทางเครือญาติ จะมีบางทอ่ นทมี่ ขี นาดเทา่ กนั

เมื่อนามาตัดด้วยเอนไซม์ DNA แล้วนามา Run gel
จะแสดงขนาด และจานวนท่ไี ม่เทา่ กนั เพราะแต่ละ
บคุ คลจะมีลาดบั เบสที่แตกตา่ งกนั

การหาขนาดของ DNA สามารถทาได้
โดยเปรียบเทยี บกับโมเลกุล ดเี อ็นเอมาตรฐาน
(DNA marker) ทปี่ ระกอบดว้ ยชนิ้ DNA ท่ี
ทราบขนาดคู่เบสจะทาให้ทราบขนาดของ
โมเลกุลของ DNA



การหาลาดับเบส

นอกจากจะทราบขนาดของ DNA แล้ว ยังสามารถหาลาดับดีเอน็ เอ (DNA sequencing) ไดโ้ ดย
การวิเคราะห์องคป์ ระกอบของนวิ คลโี อไทป์ของเครอ่ื ง Automated sequencer

การสร้างสิ่งมีชวี ติ ดดั แปรพนั ธกุ รรม

1

การสร้างพืชดัดแปรพันธกุ รรม

การตัดตอ่ ยีนท่สี ามารถแสดงออกลักษณะทต่ี ้องการให้กับพชื เช่น ยนี ต้านทานโรค ยีนตา้ นทาน
ภยั แลง้ ยีนชะลอการสกุ โดยใชพ้ ลาสมิด Ti จากแบคทีเรีย Agrobacterium tumefaciens ท่ี
สามารถแทรกยีนหรือช้ินสว่ น DNA ทีม่ กี ารแสดงออกลกั ษณะทต่ี ้องการให้กบั โครโมโซมของ
เซลลพ์ ชื ทาให้พืชมกี ารแสดงออกลกั ษณะของยนี นั้น ๆ เรยี กพชื เหล่านี้ว่า
พืชดดั แปรพนั ธุกรรม (transgenic plant)

การสรา้ งพืชดัดแปรพนั ธกุ รรม การเพาะเลยี งเนือเย่ือ Ti พลาสมิดรคี อมบิแนนท์

แบคทีเรยี A.tumefaciens 76

พลาสมิด 1

3 4 5

ยีนทส่ี นใจ 2 Ti พลาสมดิ รคี อมบแิ นนท์ โครโมโซมของเซลล์พืช

แยกพลาสมดิ ออกจากเซลล์แบคทเี รยี A. 3 นาชนิ ส่วน DNA แทรกเขา้ ไปใน DNA ของพลาสมดิ 6 เพ่มิ จานวนเซลลพ์ ืช โดยอาศัยเทคนคิ การ
เพาะเลยี งเนือเย่ือ (tissue culture)
1 tumefaciens และตดั ชินส่วน DNA โดยใชเ้ อนไซม์ ได้เป็น Ti พลาสมิดรีคอมบแิ นนท์
พืชต้นใหมจ่ ะประกอบด้วยยีนจากส่ิงมีชีวิต
ตดั จาเพาะ 4 ใส่ Ti พลาสมดิ รคี อมบแิ นนท์ เขา้ สู่เซลล์แบคทเี รีย
7 ทีต่ ้องการ ซึง่ จะแสดงลกั ษณะหรือคณุ สมบตั ิ
แยก DNA จากสิ่งมีชีวติ ทม่ี ยี นี ทส่ี นใจ และตัด A. tumefaciens อกี ครงั
ของยนี นนั
2 ชนิ สว่ น DNA โดยใชเ้ อนไซมต์ ดั จาเพาะชนิด 5 นาไปเลยี งร่วมกบั เซลล์พชื ซ่ึงแบคทเี รยี จะแทรก Ti

เดยี วกับท่ใี ชต้ ดั ชนิ ส่วน DNA ของพลาสมดิ พลาสมดิ รคี อมบิแนนท์ เข้าสู่โครโมโซมของเซลล์พืช

การนามาประยกุ ตใ์ ชป้ ระโยชน์

เพื่อใหพ้ ชื ผลิตสารหรือแสดงลกั ษณะตามต้องการออกมา
เชน่

การตดั ต่อยนี ตา้ นทานโรคใบดา่ งจดุ วงแหวนให้กบั มะละกอ

การตดั ตอ่ ยนี สร้างวติ ามินเอใหก้ ับข้าว

การตดั ต่อยนี ยดื อายใุ หก้ บั มะเขือเทศ

2

การสรา้ งสตั วด์ ดั แปรพนั ธกุ รรม

การตดั ต่อยีนทส่ี ามารถแสดงออกลักษณะทตี่ อ้ งการใหก้ บั สัตว์ เช่น หมมู ีไขมนั ต่า
วัวผลิตนานมมากขึน แต่จะมีลักษณะแตกต่างจากการสร้างพืชดัดแปรพันธุกรรม เนื่องจาก
สตั ว์มีศักยภาพในการรับยนี จากภายนอกไดน้ อ้ ยกว่าพืช จึงอาศัยการฉีดยีนเข้าไปในนิวเคลียส
ของเซลล์ไข่ เพ่ือให้ยีนดังกล่าวแทรกเข้าสู่จีโนมของนิวเคลียส และแสดงออกตามต้องการได้
แล้วทาการปฏิสนธิในหลอดทดลอง (in vitro fertilization)แล้วจึงถ่ายฝากเข้าสู่ตัวแม่ เพื่อ
ใหเ้ จริญเป็นลกู ตวั ใหม่ทม่ี ยี ีนที่ต้องการอยู่ เรียกสตั ว์เหลา่ นีวา่
สตั วด์ ัดแปรพันธกุ รรม (transgenic animal)

การสรา้ งสัตว์ดดั แปรพนั ธกุ รรม

1 เซลลไ์ ข่ 2 1 โคลนยนี ทต่ี ้องการจากสิ่งมชี วี ิตท่ีทาหนา้ ท่ีเป็นผใู้ ห้
2 แยกเซลล์ไข่ออกจากเพศเมียซ่งึ ทาหน้าทีเ่ ป็นผู้รบั
ยนี ผู้รับ
4
3 3 ฉีดยีนทต่ี ้องการเขา้ ไปในนิวเคลยี สของเซลลไ์ ข่
การปฏสิ นธใิ นหลอด
นิวเคลียสของเซลลไ์ ข่ ทดลอง 4 ทาการปฏสิ นธิในหลอดทดลอง (in vitro fertilization)

5 5 นาเซลล์ไข่ท่ีผ่านการปฏิสนธิในหลอดทดลอง และมี
ยีนทตี่ อ้ งการใสก่ ลบั เขา้ ไปในเพศเมียซึ่งเปน็ ผู้รับ

6

6 ตัวอ่อนเกิดการพัฒนาได้อย่างสมบูรณ์ และเม่ือคลอด
ออกมาจะสามารถแสดงลักษณะหรือคุณสมบตั ขิ องยีนนนั ได้

การนามาประยุกตใ์ ชป้ ระโยชน์

เพอื่ ใหส้ ัตว์ผลติ สารหรอื แสดงลกั ษณะตามต้องการออกมา
เช่น

การตัดตอ่ ยีนเพ่อื ใหห้ มมู ีไขมนั ต่า และมเี นอื้ มากขนึ้

การตัดตอ่ ยนี เพือ่ ให้วัวผลิตนา้ นมเรว็ และมากข้ึน

การประยุกต์ใชเ้ ทคโนโลยที างดีเอ็นเอ

ปัจจุบนั ไดม้ ีการนาเอาเทคโนโลยีทางดีเอน็ เอมาใช้เปน็ อย่างมาก สามารถแบง่ ออกเปน็ ดา้ นตา่ ง ๆ ไดแ้ ก่

ดา้ นการแพทยแ์ ละเภสชั กรรม การสร้างผลติ ภัณฑท์ างเภสชั กรรม

ได้มกี ารนาเอายีนท่เี กยี่ วข้องกบั การสรา้ ง
อินซลู ิน ของคนไปตัดต่อใสพ่ ลาสมิดของ
แบคทีเรยี เพ่อื ให้แบคทเี รียสร้างอินซลู นิ

ดา้ นการแพทย์และเภสชั กรรม

การผลิตอินซลู ินอาศยั แบคทเี รียท่ดี ัดแปลงเพ่อื นามารกั ษาโรคเบาหวาน

ดา้ นการแพทยแ์ ละเภสัชกรรม การประยุกตใ์ ชเ้ ทคโนโลยีทางดเี อ็นเอ

การวนิ จิ ฉยั โรคและการตรวจกรองทางพันธกุ รรม

มกี ารฝากแอลลีลที่ทางานเป็นปกตขิ องมนษุ ย์
ไปกับไวรสั ทีไ่ มเ่ ปน็ อันตรายแก่มนษุ ย์ ส่งเข้าไปใน
รา่ งกาย เพอ่ื ทดแทนแอลลลี ที่ทางานผิดปกตใิ น
รา่ งกาย

ดา้ นการแพทย์และเภสัชกรรม การประยุกตใ์ ชเ้ ทคโนโลยีทางดเี อ็นเอ

การวินจิ ฉยั โรคและการตรวจกรองทางพนั ธุกรรม

การตรวจหาแอลลีลทท่ี าให้เกดิ โรค

ด้านการแพทย์และเภสัชกรรม การประยกุ ต์ใช้เทคโนโลยีทางดีเอ็นเอ

การวินจิ ฉยั โรคและการตรวจกรองทางพนั ธกุ รรม

ตรวจหาแอลลลี ที่จาเพาะบง่ บอกถงึ ความเส่ียงตอ่ การเกดิ โรค

โรคมะเร็งเตา้ นม

โรคมะเรง็ รังไข่

ดา้ นการแพทย์และเภสชั กรรม การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีทางดีเอ็นเอ

การวนิ ิจฉัยโรคที่เกิดจากการตดิ เชือ้ การติดเชื้อ HIV หรอื Covid-19

ดา้ นการแพทย์และเภสัชกรรม การประยกุ ตใ์ ชเ้ ทคโนโลยีทางดเี อ็นเอ

การบาบดั อาการหรือการรกั ษาโรค

ในปจั จบุ นั มกี ารวจิ ัย พัฒนา การบาบดั โรค โดย การปรบั แตง่ จีโนม (genome editing)
โดยอาจจะนาชิ้นสว่ นของแอลลีลที่กอ่ ใหเ้ กดิ โรคออกหรอื ทาใหเ้ กิดมวิ เทชัน (mutation) ใน
แอลลีลน้ัน เพอื่ ไม่ใหก้ ่อโรคอีกตอ่ ไป

สามารถใช้เทคนิคพันธุวิศวกรรมในการตัดต่อเฉพาะยีนที่ทาหน้าท่ีสร้างโปรตีนจากเชื้อน้ัน
แล้วใช้โปรตีนดังกล่าวเป็นแอนติเจนในการกระตุ้นภูมิคุ้มกันแทนการใช้ไวรัสซึ่งทาให้มีความ
ปลอดภยั ยง่ิ ขนึ้ เชน่ วัคซนี ปอ้ งกนั โรคไวรัสตับอกั เสบชนิดบี

จุดประสงค์ของการใช้พันธุวิศวกรรมเพ่อื สร้างผลติ ภัณฑ์ทางด้านการแพทย์ เช่น ส่ิงมีชีวิต
ดัดแปรพันธุกรรมโดยถ่ายยีนเข้าสู่ส่ิงมีชีวิต เช่น แบคทีเรีย เพ่ือผลิตโปรตีนท่ีนามาใช้
ประกอบการรักษา ซึ่งทาให้สามารถผลิตสารซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ทางการแพทย์ได้ปริมาณมาก
สะดวก รวดเร็วและทาใหก้ ารรกั ษามคี วามปลอดภัยต่อผู้ป่วยมากยิ่งขนึ

ดา้ นการเกษตร และอตุ สาหกรรม

การเปลี่ยนสารพันธุกรรมท่พี ืชมอี ยู่
การชกั นาให้เกิดมิวเทชนั

การใชส้ ารเคมเี พ่อื สรา้ งแตงโมไรเ้ มล็ด
การใช้รงั สเี พอ่ื สรา้ งพุทธรกั ษาท่มี ดี อกสใี หม่

ดา้ นการเกษตร และอตุ สาหกรรม

การสรา้ งส่งิ มชี วี ิตดัดแปรพนั ธุกรรม

ไอริส (iris) แพนซี (pansy) พิทเู นยี (petunia)

ดา้ นการเกษตร และอตุ สาหกรรม

การสรา้ งส่งิ มชี วี ิตดดั แปรพันธุกรรม

ไอริส (iris) แพนซี (pansy) พิทเู นยี (petunia)

ด้านการเกษตร และอุตสาหกรรม

มีการพฒั นา เคร่ืองหมายโมเลกุล (molecular marker) ตดิ ไวก้ ับยีนทต่ี อ้ งการ เพอ่ื ใหส้ ามารถ
ทาการคดั เลือกพันธุ์ทีต่ อ้ งการได้ทนั ทีโดยไม่ต้องไปทดลองปลูกให้เสยี เวลา (ประมาณตดิ ฉลากไว้
กบั ยนี แลว้ ผสมข้ามรนุ่ รุ่นลูกตน้ ไหนมีฉลากทตี่ ดิ ไวก้ ็เอามาปลกู ต่อได้เลย)

การนาเอายนี ทสี่ ร้างแป้งตดั ตอ่ ใส่ใน
ขา้ วโพด เพอื่ ทาใหข้ ้าวโพดสรา้ งแป้งได้
เยอะมากขึ้น (ขา้ วโพด GMO)

ดา้ นนิติวิทยาศาสตร์

การตรวจลายพมิ พ์ DNA (DNA fingerprinting)

พสิ จู น์ความสัมพนั ธ์ทางสายเลอื ด

การระบุตวั บุคคลจากขนาดของ DNA จะเห็นว่า หมายเลข 2 มีลักษณะของ
ทผี่ ่านการตดั ดว้ ยเอนไซมต์ ดั จาเพาะ แล้วนา แถบ DNA เหมือนของลูก แต่ไม่เหมือนแม่
มาวิเคราะห์ดว้ ยเทคนิค Gel Electrophoresis แสดงวา่ หมายเลย 2 เป็นพ่อ

การระบุตัวบุคคล

ดา้ นนิติวิทยาศาสตร์

การระบุตัวบคุ คลโดยใช้ DNA เปรยี บเทยี บของผู้ตอ้ งสงสยั กบั DNA จากคราบเลือดท่ีพบในท่เี กดิ เหตุ

01 02

03 04

ดา้ นนิตวิ ิทยาศาสตร์

การระบุชนิดเน้อื สัตว์
การตรวจหา DNA ของสุกรในผลิตภณั ฑอ์ าหาร

หรอื การตรวจหาอาหารวา่ มี
เนื้อสตั วท์ ีผ่ ิดกฎหมาย

ด้านนิตวิ ิทยาศาสตร์

การระบุตัวบุคคลโดยการวิเคราะห์ STR (Short tandem repeat analysis)
โดยใน DNA จะมีตาแหน่งเบส 2-6 เบสที่ซ้ากันหลาย ๆ ซ้า โดยโครโมโซมท่ีเป็น
ฮอโมโลกัสกันจะมีลาดับเบสที่ซ้าเหมือนกัน แต่จานวนซ้าอาจจะไม่เท่ากันก็ได้ ซ่ึง
สามารถนามาวิเคราะห์ตาแหน่งดังกล่าว โดยใช้เทคนิค PCR ในการเพิ่มจานวน
บรเิ วณดงั กลา่ วแลว้ นามาวเิ คราะหข์ นาดดว้ ยเทคนิค Gel Electrophoresis

ดา้ นนติ วิ ทิ ยาศาสตร์

ตรวจพิสจู น์เพื่อระบตุ วั ตน
ผ้เู สียชีวติ จากภัยพิบตั ิ

ดา้ นนิตวิ ทิ ยาศาสตร์

เทคโนโลยที างดีเอ็นเอเป็นอีกหนึง่ ในองค์ความรู้ทีถ่ กู นามาใช้ในการตรวจวัตถพุ ยานทางชวี วทิ ยา
เชน่ การตรวจเส้นผม คราบอสุจิ คราบเลือด ซ่ึงในการพิสจู น์บางอยา่ งอาจไมส่ ามารถใชเ้ พยี ง

ข้อมูลทาง DNA พสิ จู น์ได้โดยสน้ิ เชิง อาจตอ้ งใชห้ ลักฐานอนื่ ๆ ประกอบด้วย

ด้านนติ ิวิทยาศาสตร์

การประยกุ ตใ์ ช้ในเชิงอตุ สาหกรรม

การสรา้ งจลุ นิ ทรียด์ ดั แปรพันธกุ รรมเพ่ือผลิตเอนไซม์ทใ่ี ชใ้ นภาคอุตสาหกรรม
เอนไซม์เซลลูเลส (cellulase) ท่ใี ช้ในการฟอกผ้ายีนเพ่อื ทาให้นมุ่

เอนไซมล์ เิ พส (lipase) และเอนไซม์โปรตีเอส (protease) สาหรับใชใ้ นผงซกั ฟอก

การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีทางดเี อ็นเอ การประยุกตใ์ ช้ในเชิงนิติวิทยาศาสตร์
• ตรวจหาผกู้ ระทาผดิ ในคดอี าญชญากรรม
การประยุกตใ์ ช้ในเชิงการแพทย์ • ตรวจสอบความสัมพนั ธ์ทางสายเลือด

• การวินจิ ฉัยโรค การประยุกต์ใชใ้ นด้านส่งิ แวดล้อม
• การบาบัดด้วยยีน
• การสรา้ งผลิตภณั ฑ์ทางเภสชั กรรม • การสรา้ งส่งิ มชี ีวติ ดัดแปรพนั ธุกรรมท่ี
สามารถย่อยสลายสารพษิ ตกค้างใน
การประยุกต์ใชใ้ นเชิงการเกษตร สง่ิ แวดลอ้ ม

• การสรา้ งพืชและสัตวด์ ัดแปร
พนั ธกุ รรมที่มลี ักษณะ หรอื
คุณสมบัตติ ามตอ้ งการ

การประยุกตใ์ ช้ในเชิงอตุ สาหกรรม

• การสร้างสิง่ มีชีวิตดดั แปรพนั ธกุ รรมที่
ใช้ในอุตสาหกรรมตา่ ง ๆ เช่น
อตุ สาหกรรมอาหาร เครื่องด่ืม และยา