ADN ជាតំណាងសេនេទិច ការសំដែងចេញលក្ខណៈ និងបច្ចេកវិទ្យាជីវៈ

The four lines below belong to the enzyme lesson, but they stand on page 31, so they are reproduced here in full for completeness.

តើ pH មានឥទ្ធិពលទៅលើអង់ស៊ីមដូចម្តេច ? ដូចជាឥទ្ធិពលនៃអាស៊ីតខ្លាំងដែរ ។ អង់ស៊ីមនីមួយៗមាន pH ល្អប្រសើរបំផុតរៀងៗខ្លួន ។

ឧទាហរណ៍ អាមីដាស ៖ បើ pH < 7 ហើយថយពី 7 ទៅ 4 ឬ 5 សកម្មភាពអង់ស៊ីមចុះ ។ បើ pH > 7 ហើយកើនពី 7 ទៅ 9 សកម្មភាពអង់ស៊ីមក៏ចុះដែរ ។ បើ pH = 4 ឬ 9 អាមីដាសបាត់បង់គុណភាព ។

តើកំហាប់ស៊ីបស្ត្រាត និងកំហាប់អង់ស៊ីមមានឥទ្ធិពលដូចម្តេច ? កាលណាកំហាប់អង់ស៊ីមកាន់តែខ្ពស់ ល្បឿនប្រតិកម្មគីមីកាន់តែកើនឡើង ។ តែពេលដល់ចំណុចកំពូលមួយ ល្បឿនប្រតិកម្មគីមីមិនថេរទៀតទេ ។

កាលណាកំហាប់អង់ស៊ីមកាន់តែខ្ពស់ ល្បឿនប្រតិកម្មគីមីកាន់តែកើនឡើង ។ តែពេលដល់ចំណុចកំពូលមួយ ល្បឿនប្រតិកម្មគីមីមិនថេរ ។

អ្វីដែលរូបបង្ហាញ៖ ក្រាបមួយមានខ្សែកោងពីរ ។ ខ្សែកោងទាំងពីរចេញពីចំណុច 0 នៅជ្រុងខាងឆ្វេងក្រោម ហើយកើនឡើងរហូតដល់ចំណុចឆ្អែត (plateau) បន្ទាប់មករាបស្មើ ។ ខ្សែកោងខាងលើឈានដល់ចំណុចឆ្អែតខ្ពស់ជាង ឯខ្សែកោងខាងក្រោមឈានដល់ចំណុចឆ្អែតទាបជាង ។ នេះបង្ហាញថា ពេលកំហាប់ស៊ីបស្ត្រាតកើនឡើង ល្បឿនប្រតិកម្មកើនឡើងតែរហូតដល់ចំណុចមួយប៉ុណ្ណោះ ។ ស្លាក (labels)៖ អ័ក្សឈរ៖ «ល្បឿនប្រតិកម្ម» (ព្រួញចង្អុលឡើងលើ) ។ អ័ក្សដេក៖ «កំហាប់ស៊ីបស្ត្រាត» ចាប់ផ្តើមពីលេខ «0» នៅចំណុចប្រសព្វ ។ ខ្សែកោងខាងលើមានស្លាក «(ក) អង់ស៊ីមថេរ កាន់តែកំហាប់ខ្ពស់ជាង» និងស្លាក «20°C» នៅចុងខ្សែ ។ ខ្សែកោងខាងក្រោមមានស្លាក «(ខ) អង់ស៊ីមជាប្រភេទ» និងស្លាក «20°C» នៅចុងខ្សែ ។ ចំណុច «x» ស្ថិតនៅលើខ្សែកោងក្រោម ឯចំណុច «y» ស្ថិតនៅលើខ្សែកោងលើ ។ ចំណងជើងក្រោមរូប៖ «រូប 1.3 ឥទ្ធិពលកំហាប់ស៊ីបស្ត្រាត និងអង់ស៊ីម» ។ ព្រួញ/លំដាប់ (arrows/order)៖ ព្រួញពីរនៅចុងអ័ក្ស (មួយឡើងលើ មួយទៅស្តាំ) ។ បន្ទាត់ដាច់ៗចុះពីចំណុច y ទៅអ័ក្សដេក ដើម្បីបង្ហាញកំហាប់ស៊ីបស្ត្រាតត្រង់ចំណុចនោះ ។ គ្មានលំដាប់ជំហានទេ ។

ហេតុអ្វីបានជាគេថា អង់ស៊ីមជាកាតាលីករដែលមានប្រតិកម្មប្រតិព័ទ្ធ ? ព្រោះវាអាចបំប្លែងទៅជាសារធាតុថ្មី ហើយសារធាតុថ្មីនោះ ក៏អាចប្រើប្រាស់មកជាសាធាតុដើមវិញ ។ មានន័យថា អង់ស៊ីមមិនត្រូវបាត់បង់ក្នុងប្រតិកម្មទេ វាអាចចូលរួមប្រតិកម្មម្តងហើយម្តងទៀត ។

ហេតុអ្វីបានជាគេថា ADN ជាតំណាងសេនេទិច ?

• ព្រោះផ្នែកគ្រប់គ្រងលំដាប់នុយក្លេអូទីត គឺនុយក្លេអូទីតនេះហើយជាអ្នកកំណត់នូវលំដាប់ដែលបង្កើតលក្ខណៈប្រូតេអ៊ីន ។
• ក្នុងការបន្តពូជដោយឥតភេទ កូនចៅកើតពីមេបាដោយគ្មានការលាយជាតិ ។ ស៊ីកូតមានព័ត៌មានសេនេទិចសម្រាប់កំណត់លក្ខណៈរបស់ការរស់ ។

ដូចនេះ ព័ត៌មានពន្ធុទាំងអស់ស្ថិតនៅក្នុង ADN ។ ADN មានលក្ខណៈពិសេសបួន ៖ (១) វាផ្ទុកព័ត៌មានជាលំដាប់នុយក្លេអូទីត (២) វាអាចស្វ័យតំណាងទ្វេ ដូចនេះព័ត៌មានមិនបាត់ពេលកោសិកាចែក (៣) វាអាចផ្លាស់ប្តូរ (mutation) ដូចនេះជំនាន់ថ្មីអាចខុសពីជំនាន់ចាស់ (៤) វាអាចសំដែងចេញជាប្រូតេអ៊ីន ។ លក្ខណៈទាំងបួននេះជាមូលដ្ឋានដែលធ្វើឱ្យ ADN ក្លាយជាតំណាងសេនេទិច ។

មុនឆ្នាំ ១៩២៨ គេដឹងហើយថា ក្រូម៉ូសូមកើតពី ADN និងប្រូតេអ៊ីន ។ ប៉ុន្តែគ្មាននរណាដឹងថា តើមួយណាជាតំណាងសេនេទិច ។ ដូចនេះត្រូវការការពិសោធន៍ជាក់ស្តែង ដើម្បីសម្រេច ។ ការពិសោធន៍បីជាបន្តបន្ទាប់បានឆ្លើយសំណួរនេះ ៖ គ្រីហ្វិច (១៩២៨) អាវើរី (១៩៤៤) និងហឺស៊ី-ឆេស (១៩៥២) ។

តើលោកគ្រីហ្វិចបានដឹងពីអ្វី ? គាត់សិក្សាបាក់តេរីដែលបង្កជំងឺរាករូស ។ បាក់តេរីនោះមានរូបរាងពីរគឺ រាង S និងរាង R ។

• តើរូបរាង S មានលក្ខណៈដូចម្តេច ? គឺរូបរាងដែលមានស្រោមធ្វើអំពីជាតិស្ករ ។ ស្រោមនេះជួយការពារបាក់តេរី ហើយធ្វើឱ្យវាមានលក្ខណៈបង្កជំងឺ ។
• តើរូបរាង R មានលក្ខណៈដូចម្តេច ? គឺរាងគ្មានស្រោម ហើយមិនបង្កជំងឺ ។

តាមការស្រាវជ្រាវរបស់លោកគ្រីហ្វិច គាត់បានសន្និដ្ឋានថា បាក់តេរី R គ្មានស្រោម ឯបាក់តេរី S មានស្រោមដែលអាចបង្កជំងឺ ហើយលក្ខណៈនេះអាចបញ្ជូនទៅកូនជំនាន់ក្រោយ ។

តើការស្រាវជ្រាវរបស់លោកអាវើរី និងអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រផ្សេងទៀត បង្ហាញថា ADN ជាតំណាងសេនេទិចដោយរបៀបណា ? ពួកគាត់បានយកសារធាតុបំលែងពីបាក់តេរី S មកបំបែកជាសមាសធាតុគីមីម្តងមួយ ៗ (ADN ប្រូតេអ៊ីន ប៉ូលីសាការីត លីពីត) ហើយលុបសមាសធាតុនីមួយៗចេញវេនគ្នា ។ បើលុបចេញហើយសារធាតុនៅតែបំលែងបាន នោះសមាសធាតុដែលលុបនោះមិនមែនជាតំណាងសេនេទិចទេ ។ លទ្ធផលគឺ មានតែពេលបំផ្លាញ ADN ទេ ដែលសារធាតុបំលែងបាត់សកម្មភាព ។ ការពិសោធន៍របស់វ៉ាត់ស៊ុន និងគ្រីក បានបង្ហាញថា ADN កើតពីច្រវាក់ពីរខ្សែដែលរុំជារវែងលើគ្នា ។ ដូចនេះ ADN មានទម្រង់ជាក់លាក់មួយ ដែលអាចផ្ទុកព័ត៌មានបាន ។

ហឺស៊ី និងឆេសបានរកឃើញវីរុសពីរក្រុម ។ ក្រុមមួយចងស្តាន់វិទ្យុសកម្ម 35 ទៅលើប្រូតេអ៊ីននៃវីរុស ឯក្រុមមួយទៀតចងផូស្វ័រវិទ្យុសកម្ម 32 ទៅលើ ADN នៃវីរុស ។ បន្ទាប់មក គេដាក់វីរុសទាំងពីរក្រុមលើបាក់តេរី ហើយរង់ចាំឱ្យវីរុសបន្តពូជក្នុងបាក់តេរី ។ តាមការពិសោធបង្ហាញថា ស្តាន់វិទ្យុសកម្ម 35 នៅសល់ខាងក្រៅ ឯផូស្វ័រវិទ្យុសកម្ម 32 គ្មាននៅសល់ខាងក្រៅទេ ព្រោះវាបានចូលទៅក្នុងបាក់តេរី ។ តាមហេតុនេះ គេសន្និដ្ឋានថា វីរុសបញ្ចូល ADN ទៅក្នុងបាក់តេរី បន្ទាប់មក ADN ស្វ័យតំណាងទ្វេ និងសំយោគប្រូតេអ៊ីនដែលបង្កជាវីរុសថ្មីៗជាច្រើន ។ ដូចនេះ DNA ជាតំណាងសេនេទិច ។

អ្វីដែលរូបបង្ហាញ៖ ដ្យាក្រាមជំហាននៃការពិសោធន៍ បង្ហាញពីវីរុសបាក់តេរី (bacteriophage) ចាក់សារធាតុពន្ធុរបស់វាចូលក្នុងកោសិកាបាក់តេរី ។ រូបមានបីជំហានធ្លាក់ចុះពីលើចុះក្រោម ហើយបែងចែកជាប់ពីរជួរ ៖ ជួរខាងឆ្វេងប្រើ ADN ស្វ័យ 32 ឯជួរខាងស្តាំប្រើប្រូតេអ៊ីនស្តាន់ 35 ។ ស្លាក (labels)៖ «ADN ស្វ័យ 32» (ADN សម្គាល់ដោយផូស្វ័រ-32) ចង្អុលទៅខ្លឹមវីរុស ; «បាក់តេរី» ; «ប្រូតេអ៊ីនស្តាន់ធ័រ 35» ; «វីរុសបន្តពូជក្នុងបាក់តេរី» ; «ការចាក់បញ្ចូល» ; «វីរុសជំនាន់ថ្មី» ; «ADN ស្វ័យដឺអុកស៊ី 32» ; «សំយោគប្រូតេអ៊ីនដែលបង្កជាវីរុសថ្មី» ។ ព្រួញ/លំដាប់ (arrows/order)៖ ព្រួញធំចុះក្រោមបីដង បង្ហាញលំដាប់ ៖ (១) វីរុសក្បាលពីរចាក់ ADN ចូលបាក់តេរី (ព្រួញតូចចុះក្រោមពីក្បាលវីរុស) → (២) ស្រោមវីរុសនៅខាងក្រៅ ហើយ ADN ចូលក្នុងបាក់តេរី → (៣) បាក់តេរីផលិតវីរុសថ្មីៗជាច្រើន ។

ម៉ូលេគុល ADN បង្កឡើងពីប្រភាគនុយក្លេអូទីតពីរខ្សែ ។ នុយក្លេអូទីតនីមួយៗ មានអាស៊ីតផូស្វ័រិចមួយម៉ូលេគុល + ស្ករដេអុកស៊ីរីបូសមួយម៉ូលេគុល + បាសនីត្រិចមួយ ។

បាសនីត្រិចមានបួនបែប ៖ អាដេនីន ទីមីន ស៊ីតូស៊ីន ហ្គានីន ។ អាដេនីនជាតួប្រភេទមួយ ហើយស៊ីតូស៊ីននិងហ្គានីនជាតួប្រភេទផ្ទុយគ្នាដែរ ។ តាមការបែងចែកគីមី អាដេនីន និងហ្គានីន ជាក្រុមពូរីន (purine) ឯទីមីន និងស៊ីតូស៊ីន ជាក្រុមពីរីមីឌីន (pyrimidine) ។

អ្វីដែលរូបបង្ហាញ៖ (ក) ដ្យាក្រាមស្ថាបនានៃនុយក្លេអូទីតមួយ ដែលមានបីផ្នែកភ្ជាប់គ្នាជាខ្សែ ៖ ក្រុមផូស្វាត ស្ករប៉ង់តូស (ដេអុកស៊ីរីបូស) និងបាសអាសូត ។ រូបបង្ហាញនុយក្លេអូទីតជាប់គ្នាបួន ដើម្បីបង្ហាញថាខ្សែ ADN កើតពីនុយក្លេអូទីតតគ្នា ។ (ខ) តារាងបង្ហាញរូបមន្តស្ថាបនានៃបាសអាសូតបួន បែងចែកជាពីរក្រុម ៖ ក្រុមពូរីន និងក្រុមពីរីមីឌីន ។ ស្លាក (labels)៖ «អាស៊ីតផូស្វ័រ», «ស្ករ C₅H₁₀O₄», «អាស៊ីតផូស្វ័រិច», «កាបូន», «អាដេនីន», «ស៊ីតូស៊ីន», «ហ្គានីន», «ទីមីន» ; ក្នុងតារាង ៖ «ក្រុមពូរីន», «ក្រុមពីរីមីឌីន» (ជួរខាងក្រោមមានស្លាក «អាដេនីន» «ហ្គានីន» «ទីមីន» «ស៊ីតូស៊ីន») ។ រង្វង់ខ្មៅៗនៅលើខ្សែ គឺជាក្រុមផូស្វាត ។ ព្រួញ/លំដាប់ (arrows/order)៖ គ្មានព្រួញ ; លំដាប់គឺពីលើចុះក្រោម ៖ ផូស្វាត → ស្ករ → បាសអាសូត ។

ដោយបូកធាតុបង្កទាំងបីចូលគ្នា គេសរសេរនុយក្លេអូទីតទាំងបួនដូចតទៅ ៖ ដូចនេះនុយក្លេអូទីតមានបួនប្រភេទ ដែលខុសគ្នាតែដោយបាសអាសូត ។ ផ្នែកផូស្វាត និងស្ករ ដូចគ្នាទាំងអស់ ។ H₃PO₄ + ស្ករដេអុកស៊ីរីបូស + A H₃PO₄ + ស្ករដេអុកស៊ីរីបូស + T H₃PO₄ + ស្ករដេអុកស៊ីរីបូស + C H₃PO₄ + ស្ករដេអុកស៊ីរីបូស + G

តាមរកតាងបរិមាណបាសអាសូតនៅក្នុង ADN ក្នុងកោសិកាផ្សេងៗ គេឃើញថា បរិមាណ A ស្មើនឹង T ហើយបរិមាណ C ស្មើនឹង G គ្រប់ករណីទាំងអស់ ។ តារាងខាងក្រោមបង្ហាញភាគរយបាសនៅក្នុង ADN របស់ភាវៈរស់ផ្សេងៗ ។ តារាងបរិមាណបាសអាសូត (ដកស្រង់ពីសៀវភៅ ទំព័រ ៣២ និងបន្តនៅទំព័រ ៣៣)

ចំណាំ / Note. ជាការបន្តតារាងពីទំព័រ ៣២ ដែលមានពីរជួរបន្ថែម (បាក់តេរីអីកូលី និងមនុស្ស ឆ្អឹង) ។ យើងបញ្ចូលវាក្នុងតារាងតែមួយ ដើម្បីងាយប្រៀបធៀប ។ ជួរទី២ និងទី៣ នៃតារាងដើមមានឈ្មោះសត្វដែលអក្សរខូច ដូចនេះយើងរក្សាទុកសញ្ញា [UNCLEAR] ។

តាមតារាងខាងលើ គេសរសេរបាន ៖ ដូចនេះ

• បរិមាណទីមីន និងអាដេនីនស្មើគ្នា ។
• បរិមាណស៊ីតូស៊ីន និងហ្គានីនស្មើគ្នា ។

ហេតុអ្វី ? ព្រោះ A និង T គូប់គ្នាជាគូ ឯ C និង G គូប់គ្នាជាគូ ។ បាសមួយនៅខ្សែមួយ តែងតែមានបាសមួយទៀតបំពេញវានៅខ្សែទីពីរ ។ ដូចនេះចំនួនបាសនៅខ្សែទាំងពីរស្មើគ្នាជានិច្ច ។ នេះជាហេតុផលដែលធ្វើឱ្យ %A + %T + %C + %G = 100% ហើយ %A + %C = 50% ជានិច្ច ។

លោកវ៉ាត់ស៊ុន និងលោកគ្រីកបានរកឃើញទម្រង់ម៉ូលេគុល ADN ។ ម៉ូលេគុលនេះកើតពីច្រវាក់ពីរខ្សែ ដែលរុំជារវែងលើគ្នា ។ ច្រវាក់ទាំងពីរក្បាលគ្នាទៅវិញទៅមក ហើយភ្ជាប់គ្នាដោយសម្ព័ន្ធអ៊ីដ្រូសែន តាមគោលការណ៍បំពេញបាស ៖ A គូប់ T ដោយសម្ព័ន្ធអ៊ីដ្រូសែន ២ ជាន់ ។ C គូប់ G ដោយសម្ព័ន្ធអ៊ីដ្រូសែន ៣ ជាន់ ។ អាស៊ីតផូស្វ័រនៃនុយក្លេអូទីតមួយគូប់ទៅនឹងស្ករដេអុកស៊ីរីបូសនៃនុយក្លេអូទីតជាប់គ្នា ដោយសម្ព័ន្ធកូវ៉ាឡង់ ។ ប្រសិនបើគេពន្លាតច្រវាក់ទាំងពីរដែលរុំជារវែងនោះឱ្យរាបស្មើ ម៉ូលេគុល ADN មានសភាពជាជណ្តើរយ៉ាងវែង ដែលមានទទឹង ២ nm និងបណ្តាយច្រូនមួយៗទៅច្រូនមួយៗ ៣,៤ nm ។ មេជណ្តើរកើតពីអាស៊ីតផូស្វ័រនិងស្ករដេអុកស៊ីរីបូស ឯកាំជណ្តើរកើតពីបាសនីត្រិច ។