พันธุศาสตร์เป็นศาสตร์แห่งสิ่งที่ทำให้คุณเป็นคุณ พันธุศาสตร์อธิบายว่าทำไมคุณถึงมีผมสีแดงเหมือนพ่อ มีรอยยิ้มกว้างเหมือนแม่ และมีขาเรียวยาวเหมือนป้าเฮเลน คุณต้องใช้กล้องจุลทรรศน์อันทรงพลังเพื่อมองเข้าไปในเซลล์ของมนุษย์เพื่อปลดล็อกสูตรลับที่จะเปลี่ยนโปรตีนจำนวนมากให้กลายเป็นบุคคลที่ไม่เหมือนใคร
โครงสร้างและหน้าที่ของ DNA
เคยสงสัยบ้างไหมว่าทำไมพี่ชายฝาแฝดของคุณถึงเป็นคนสับเปลี่ยนช้าและมีแขนขว้างที่ชั่วร้าย ในขณะที่คุณไม่สามารถตีด้านกว้างของโรงนาได้ แต่คุณสามารถวิ่งได้เหมือนสายลม? กล่าวโทษด้วยตัวอักษรเล็กๆ สามตัวที่มีผลกระทบอย่างมากต่อรูปลักษณ์ ความสามารถ และแม้กระทั่งอารมณ์ของคุณตัวอักษรเหล่านั้นคือ DNA และย่อมาจากชื่อทางวิทยาศาสตร์อันยาวนานว่ากรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก วิธีที่คุณพูด: dee-OCK-see-rye-boh-NOO-klay-ick.
DNA เป็นโมเลกุลที่มีข้อมูลในการสร้างโปรตีน โปรตีน พร้อมด้วยน้ำ น้ำตาล ไขมัน และ DNA ประกอบขึ้นเป็นเซลล์และสร้างสารเคมีเพื่อทำให้ร่างกายทำงานได้ DNA ของคุณคือสูตรของโปรตีน ประกอบด้วยสูตรเฉพาะสำหรับคุณ หากคุณดูดีเอ็นเอผ่านกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน คุณจะเห็นโครงสร้างที่มีลักษณะคล้ายบันไดบิดเป็นเกลียวที่เรียกว่าเกลียวคู่ สายดีเอ็นเอที่บิดเบี้ยวนั้นดูสง่างามและสวยงามมาก การออกแบบของคุณมาจากงานศิลปะที่น่าทึ่ง จำลองตัวเองเพื่อสร้างรูปแบบที่เหมือนกันซ้ำแล้วซ้ำเล่าในแต่ละเซลล์ใหม่เมื่อเซลล์ของคุณแบ่งตัว
Cool Beans ของ Gregor Mendel
พระภิกษุชาวออสเตรียในศตวรรษที่ 19 ชื่อเกรเกอร์ เมนเดล เป็นคนแรกที่ไขปริศนาว่าเหตุใดลักษณะนิสัยจึงปรากฏรุ่นแล้วรุ่นเล่า Gregor Mendel ทดลองกับถั่วลันเตาในอารามของเขาเพื่อค้นหาว่าทำไมพืชสองชนิดที่แตกต่างกันในสายพันธุ์เดียวกันจึงสร้างลักษณะเฉพาะบางอย่างครั้งแล้วครั้งเล่า
เขาข้ามถั่วลันเตากลมกับถั่วย่น - และได้ถั่วลันเตาทั้งก้อน จากนั้นเขาก็ผสมเกสรพืชเมล็ดกลมเหล่านั้นเข้าด้วยกัน และได้ถั่วลันเตากลมและถั่วย่นบางส่วน นี่คือวิธีที่เขาค้นพบยีนเด่นและยีนด้อย ลักษณะด้อย - ถั่วย่น - ปรากฏขึ้นอีกครั้งในทุก ๆ ต้นที่สี่หลังจากรุ่นแรก สิ่งเดียวกันนี้เกิดขึ้นเมื่อเขาทำงานกับต้นไม้สีเหลืองและต้นไม้สีเขียว พืชสีเหลืองมีความเด่น และพืชสีเขียวมีลักษณะด้อย
เมนเดลไม่มีกล้องจุลทรรศน์ที่ทรงพลังหรือรู้อะไรเกี่ยวกับยีน โครโมโซม และดีเอ็นเอ อย่างไรก็ตาม เขาค้นพบและเขียนเกี่ยวกับหลักการที่นักวิทยาศาสตร์ใช้ในการตรวจสอบพันธุศาสตร์ในปัจจุบัน ดังนั้นเราจึงเรียกเขาว่า "บิดาแห่งพันธุศาสตร์" สำหรับผลงานที่ก้าวล้ำของเขา
เด่นและถอย
รูปแบบการทำงานเช่นนี้: ยีนสองตัวสำหรับดวงตาสีฟ้า ยีนหนึ่งจากแม่และอีกยีนหนึ่งจากพ่อ จะทำให้คุณมีตาสีฟ้า ยีนสำหรับความสูงคู่หนึ่งจะทำให้คุณเติบโตเหมือนวัชพืช เช่นเดียวกันกับคุณลักษณะต่างๆ เช่น ผมสีบลอนด์หรือผมหยิก สีผิว กระดูกหนักหรือบอบบาง สายตาสั้น และสายตายาว ตราบใดที่คุณได้รับยีนเดียวกันจากพ่อแม่ทั้งสอง ลักษณะเหล่านั้นก็จะแสดงออกมาเป็นคุณ
ยีนเด่นคือยีนที่แข็งแกร่งที่สุด และมักจะกำกับด้วยอักษรตัวใหญ่ - "B" สำหรับสีน้ำตาล เป็นต้น โดยทั่วไปแล้วยีนด้อยจะถูกซ่อนไว้โดยยีนเด่น ติดป้ายกำกับยีนด้อยสำหรับดวงตาสีฟ้า "b" - ตัวพิมพ์เล็ก หากคุณมียีนเด่นสองยีนสำหรับสีตา - บีบี - คุณจะมีตาสีน้ำตาลสวย สืบทอดยีนเด่นและยีนด้อย - Bb - คุณจะได้สีเด่น: สีน้ำตาล เมื่อทั้งพ่อและแม่มีส่วนทำให้เกิดยีนด้อย ในกรณีนี้คือ สีน้ำเงิน-น้ำเงิน หรือ bb แสดงว่าคุณมีตาสีฟ้า
นั่นคือเวอร์ชันพื้นฐานพันธุศาสตร์มีความซับซ้อนมากกว่านั้นเล็กน้อย คุณสามารถสืบทอดคุณลักษณะที่อยู่ใน DNA ของพ่อแม่แต่ไม่ได้แสดงออกมาได้ ตัวอย่างเช่น พ่อที่มีตาสีน้ำตาลของคุณอาจถ่ายทอดยีนจากปู่ทวดที่มีตาสีฟ้าของเขา จับคู่สิ่งนั้นกับยีนตาสีฟ้าของแม่ แล้วคุณจะมีอารมณ์เบบี้บลูส์ แม้กระทั่งกับพ่อที่มีตาสีน้ำตาลก็ตาม
เป็นนักพันธุศาสตร์
สกัด DNA ของคุณโดยใช้ส่วนผสมในครัวเรือนธรรมดา! มันเป็นเรื่องจริง แต่คุณอาจต้องการความช่วยเหลือจากพ่อแม่ที่ยืมโครโมโซมมาให้คุณอย่างสะดวก คุณไม่สามารถมองเห็นเกลียวคู่ได้หากไม่มีห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ที่ซับซ้อนมากและกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนราคาแพง คุณสามารถแยก DNA ของคุณออกจากน้ำลายของคุณด้วยเครื่องดื่มเกลือแร่ สบู่ และแอลกอฮอล์เย็นๆ
วัสดุ
- ถ้วยกระดาษเล็ก (ขนาดทันตแพทย์-ออฟฟิศ)
- Lemon Ice Gatorade หรือเครื่องดื่มเกลือแร่ชนิดใส
- น้ำยาล้างจานใส
- น้ำสับปะรดหนึ่งช้อนโต๊ะ
- 90 เปอร์เซ็นต์ถึง 100 เปอร์เซ็นต์ไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์
- หลอดทดลองใส (แก้วหรือพลาสติก) พร้อมจุก
- ที่วางหลอดทดลอง หรือขวดเล็ก หรือแก้วสำหรับวาง
- ไม้เรียวหรือไม้เสียบไม้ไผ่หนึ่งอัน
ทิศทาง
- เอาแอลกอฮอล์ไปแช่ในช่องแช่แข็งเมื่อคืนก่อน (มันไม่ค้างหรอก แต่คุณต้องการแบบเย็นๆ นะ)
- วางอุปกรณ์ทั้งหมดของคุณไว้บนโต๊ะในบริเวณที่มีแสงสว่างเพียงพอ
- จิบเครื่องดื่มเกลือแร่เล็กน้อยแล้วกลั้วปากเหมือนที่ทันตแพทย์บ้วนปาก ใช้ฟันขูดด้านข้างปากเบาๆ ขณะที่บ้วนปาก เพื่อคลายเซลล์แก้มให้มากขึ้น
- บ้วนเยอะๆ - นับถึงอย่างน้อย 100 ถ่มเครื่องดื่มเกลือแร่ใส่ถ้วยกระดาษ
- เทสิ่งที่อยู่ในถ้วยกระดาษลงในหลอดทดลองจนเต็มหลอดประมาณ 1/3
- ค่อยๆ เติมน้ำยาล้างจานให้เต็มหลอดทดลองลงครึ่งหนึ่งอย่างระมัดระวัง ใส่จุกปิดท่อ
- วางนิ้วหัวแม่มือของคุณบนจุกแล้วหมุนท่อไปมา ขึ้นและลง สองสามครั้ง อย่าเขย่า เพราะคุณไม่ต้องการฟองหรือโฟมเป็นพวง
- เปิดฝาหลอดทดลอง เติมน้ำสับปะรด 2-3 หยด - เพียงหยด 2-3 หยดลงในส่วนผสม จากนั้นปิดฝาแล้วหมุนหลอดทดลองอีกครั้ง
- นำแอลกอฮอล์ออกจากช่องแช่แข็งแล้วเปิดหลอดทดลองอีกครั้ง เอียงหลอดทดลองเพื่อให้คุณเทแอลกอฮอล์เล็กน้อยลงในหลอดได้ คุณต้องการให้แอลกอฮอล์เย็นๆ ลอยอยู่เหนือส่วนผสมที่เหลือ ช่วยหยดแอลกอฮอล์ลงข้างหลอดได้ - ใช้เวลาหน่อย
- วางหลอดทดลองไว้ในที่ยึดและปล่อยให้ตั้งตรงเป็นเวลาอย่างน้อยหนึ่งนาที
- ทันทีที่คุณเห็นชั้นของเหนียวๆ สีขาวระหว่างแอลกอฮอล์ลอยกับส่วนที่เหลือของค็อกเทลถ่มน้ำลายเซลล์แก้ม ให้ค่อยๆ จิ้มไม้เสียบเข้าไปในหลอดทดลอง โดยให้ปลายของมันสัมผัสกับสารที่หนาสีขาว
- หมุนไม้เสียบเบาๆ ไปในทิศทางเดียว เพื่อให้สารเหนียวพันรอบๆ และคุณสามารถดึงตัวอย่าง DNA ของคุณออกจากหลอดทดลองได้
เกิดอะไรขึ้น
เครื่องดื่มเกลือแร่มีเกลือที่ช่วยสลายเยื่อหุ้มเซลล์เพื่อปล่อย DNA ผงซักฟอกดึงดูดทั้งโมเลกุลของไขมันและน้ำ ดังนั้นน้ำยาล้างจานจึงช่วยดึงไขมันและน้ำออกจากเซลล์ออกจาก DNA เอนไซม์ในน้ำสับปะรดจะสลายเยื่อหุ้มเซลล์มากยิ่งขึ้น
DNA ละลายในน้ำแต่ไม่ละลายในแอลกอฮอล์ ดังนั้นแอลกอฮอล์เย็นจึง 'ดึง' DNA ออกจากสารละลายของเหลว มันสะสมอยู่ใต้แท่งแอลกอฮอล์ และทันใดนั้นคุณก็มองเห็นมัน โดยธรรมชาติแล้วสาย DNA ต้องการขด ดังนั้นพวกมันจะพันตัวเองไว้รอบๆ ไม้เสียบถ้าคุณหมุนมันไปในทิศทางเดียว
หากคุณต้องการเก็บ DNA ของคุณไว้สักพักเพื่อชื่นชมมัน ให้ใส่มันลงในขวดใส่อาหารทารกที่สะอาดและว่างเปล่า โดยเติมแอลกอฮอล์ลงไป คุณสามารถใช้การทดลองนี้เพื่อสกัด DNA จากผลไม้ เช่น สตรอเบอร์รี่หรือกีวี Imagination Station สะกดมันออกมาเพื่อคุณ
ข้อเท็จจริงที่น่าหวาดเสียว
- คนที่มีตาสีฟ้าทุกคนมีบรรพบุรุษร่วมกันซึ่งมีชีวิตอยู่เมื่อประมาณ 10,000 ถึง 6,000 ปีก่อน
- ลักษณะทางพันธุกรรมที่หายากที่สุดคือผมสีแดงและตาสีฟ้า ยีนทั้งสองนั้นเป็นยีนด้อย และมีเพียงร้อยละ 1 ของมนุษย์เท่านั้นที่มียีนรวมกัน
- มนุษย์ทุกคนมียีนจากบรรพบุรุษร่วมกัน ซึ่งเป็นผู้หญิงที่มีชีวิตอยู่เมื่อ 200,000 ปีก่อน ซึ่งนักวิทยาศาสตร์เรียกว่า "ไมโตรคอนเดียลอีฟ" คุณสืบทอดยีนเหล่านั้นมาจากแม่ของคุณ
- ถ้าคุณเกลียดการกินบรอกโคลี ให้โทษมันที่ยีนของคุณ บางคนสืบทอดต่อมรับรสที่ตอบสนองต่อความขมของกะหล่ำปลี บรอกโคลี และพืชอื่นๆ ในสกุล Brassica สืบทอดมา บรอกโคลีอาจดีสำหรับคุณ แต่บอกสิ่งนั้นด้วยลิ้นของคุณ ขอให้โชคดีแบ่งปันข้อเท็จจริงที่เป็นประโยชน์นี้กับคุณแม่ของคุณ
- กล้วยเป็นลูกผสมทางพันธุกรรมที่เรียกว่าลูกผสม กล้วยป่าจากแอฟริกานั้นแข็ง ไม่อร่อยนัก และเต็มไปด้วยเมล็ดพืช มนุษย์ทดลองด้วยรูปแบบต่างๆ เพื่อสร้างผลไม้ไร้เมล็ด หวาน และนิ่มที่เรารับประทานในปัจจุบัน
-
บรรพบุรุษร่วมกันทางพันธุกรรม DNA ของมนุษย์และกอริลลามีความเหมือนกัน 98 เปอร์เซ็นต์ พันธุกรรมมนุษย์มีความใกล้ชิดกับกอริลล่ามากกว่าลิงชนิดอื่นๆ เช่น อุรังอุตัง
- โครโมโซมเดี่ยวเป็นตัวกำหนดว่าคุณเป็นเด็กชายหรือเด็กหญิง เด็กผู้หญิงมีโครโมโซม "X" สองตัว XX เท่ากับเพศหญิง เด็กผู้ชายมีโครโมโซม "X" หนึ่งอันและโครโมโซม "Y" หนึ่งอัน - XY.
- DNA ในเซลล์เดียวของร่างกายคุณยาวกว่าคุณ หากคุณยืดสาย DNA ทั้งหมดของคุณออกตรงๆ แล้ววางตั้งแต่ต้นจนจบ ริบบิ้นจะมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณสองเท่าของระบบสุริยะทั้งหมด
น่าค้นหาเพิ่มเติม
พิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติอเมริกันมีเว็บไซต์ออนไลน์เชิงโต้ตอบ Ology ที่นำเสนอกิจกรรมมากมายบนหน้า The Gene Scene สำรวจโมเดลเจ๋งๆ ที่คุณสามารถสร้างได้ การทดลองที่น่าลอง และส่วนการโคลนนิ่งเกี่ยวกับแกะดอลลี่
DNA is Here to Stay โดย Dr. Fran Balkwill เป็นภาพที่เป็นมิตรต่อเด็ก มีภาพประกอบที่ชัดเจนเกี่ยวกับพันธุกรรมที่เด็กวัยเรียนเข้าถึงได้อย่างชัดเจน แต่อัดแน่นไปด้วยข้อมูลที่เข้าใจง่ายสำหรับเด็กโตเช่นกัน ลองใช้ห้องสมุดหรือผู้จำหน่ายหนังสือออนไลน์เพื่อซื้อหนังสือใหม่หรือหนังสือมือสอง
ยีนเป็นเพียงจุดเริ่มต้น
พันธุศาสตร์เป็นวิทยาศาสตร์ที่น่าสนใจและพัฒนาพร้อมทั้งมีความลึกลับมากมายรอการเปิดเผย มันเผยให้เห็นมากมายว่าทำไมสิ่งมีชีวิตจึงมีหน้าตาและการกระทำอย่างที่พวกมันเป็น เกษตรกรและนักพฤกษศาสตร์ทดลองเพื่อค้นหาพืชที่มีสุขภาพดีที่สุดโดยให้ดอกหรือผลมากที่สุด หรืออนุรักษ์สายพันธุ์มรดกตกทอดอย่างระมัดระวังเพื่อคนรุ่นต่อๆ ไป ผู้เพาะพันธุ์สัตว์จะจับคู่เพศชายและเพศหญิงของสายพันธุ์ที่มีลักษณะที่ดีที่สุดในการผลิตลูกหลานที่แข็งแรง
การทดสอบบางครั้งสามารถบอกคุณได้ว่าคุณได้รับถ่ายทอดยีนของครอบครัวสำหรับปัญหาสุขภาพหรือไม่ พันธุศาสตร์ให้ข้อมูลที่คุณสามารถใช้ได้ แต่มันไม่ได้กำหนดคุณ สภาพแวดล้อมของคุณมีผลกระทบอย่างมากต่อสุขภาพของคุณ วิธีการเรียนรู้ กิจกรรมที่คุณเลือก หรือว่าคุณมีนิสัยร่าเริงหรือเคร่งขรึมหรือไม่ท้ายที่สุดแล้ว พันธุกรรมสามารถอธิบายอะไรเกี่ยวกับคุณได้มากมาย อย่างไรก็ตาม พลังที่แท้จริงของธรรมชาติที่จะกำหนดวิธีกำหนดรูปแบบชีวิตของคุณก็คือตัวคุณ