.jpg)
รหัสพันธุกรรม (Genetic Coding) เป็นพื้นฐานสำคัญของชีววิทยาระดับโมเลกุลที่อธิบายว่า ข้อมูลทางพันธุกรรมที่เก็บอยู่ใน DNA ถูกถ่ายทอดและแปลผลออกมาเป็นโปรตีนได้อย่างไร กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับโครงสร้างของ DNA องค์ประกอบของยีน และกลไกการถอดรหัส–แปลรหัส
รหัสพันธุกรรม (Coding) มีด้วยกันสามรูปแบบ
- DNA ที่อยู่บนโครโมโซม ประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์ 4 ชนิด ได้แก่ Adenine(A) Thymine(T) Guanine(G) Cytosine(C) การจับคู่ของ A-T และ G-C เป็นการจับคู่ของเบส
ภาพ 1 นิวคลีโอไทด์เกิดจากการรวมของนิวคลีโอไซด์ และหมู่ฟอสเฟต โดยนิวคลีโอไซด์ประกอบด้วยน้ำตาลเพนโตส
และเบสจำนวน 4 ชนิด คือเพียวรีน ได้แก่ A,G และ พิริมิดีน ได้แก่ C,T
- ยีน ทำหน้าที่ควบคุมและถ่ายทอดทางพันธุกรรม โดยจะมีส่วน อินตรอน (Intron) ซึ่งจะไม่ถูกใช้ในการแแปลรหัส (Translation) เป็นโปรตีน และส่วน เอ็กซอน (Exon) ที่จะถูกแปลรหัสเป็นโปรตีน
ภาพ 2 อินตรอน (Intron) และเอ็กซอน (Exon)
- กระบวนการถอดรหัสพันธุกรรม (Transcription) ใช้ DNA เป็นต้นแบบจะมีการเปลี่ยนแปลงนิวคลีโอไทด์ ชนิด Thymine(T) เป็น Uracil(U) จะเรียกผลผลิตจากการถอดรหัสพันธุกรรมนี้ว่า mRNA ซึ่ง mRNA ก็จะมีนิวคลีโอไทด์ 4 ชนิด ได้แก่ A, U, G, C โดยในกระบวนการสร้าง mRNA นี้จะมีการตัดอินทรอนออกไป เรียกกระบวนการ Splicing และ mRNA ที่ผ่านกระบวนการแปลรหัสนี้ 3 ตัวจะสามารถสร้างกรดอะมิโน 1 ชนิด เราจะเรียกว่าโคดอน (Codon)
ภาพ 3 แสดงการแปลรหัสสังเคราะห์โปรตีน โดยจะมีรหัสสำหรับเริ่ม (Start Codon) คือ AUG ซึ่งเป็นรหัสของกรดอะมิโนเมทไธโอนีน (Methionine) และรหัสที่บอกให้หยุดการสังเคราะห์กรดอะมิโน(Stop Codon) จะมีด้วยกัน 3 รหัสคือ UAA, UAG, UGA ดังนั้น Uracil จึงทำหน้าที่สำคัญในการบอกจุดเริ่มและจุดสุดท้ายของการสังเคราะห์กรดอะมิโน
ตัวอย่างการแปลรหัส
เพื่อให้เข้าใจมากขึ้น จึงขอยกตัวอย่างดังนี้
1) กำหนดให้ Start Codon คือ "CAT"
2) กำหนดให้ Stop Codon คือ "DOG"
สมมติว่าลำดับคือ BOHJKRDHQWESDRTGFYCATOWLFOXCATRATFOXOWLOWLRATDOGCTRAT
จะได้เป็น BOHJKRDHQWESDRTGFYCATOWLFOXCATRATBATFOXOWLOWLRATDOGCTRAT นั่นเอง
ซึ่งในการทำงานจริง การมานั่งหา Start และ Stop Codon ใช้เวลาค่อนข้างนาน อีกทั้งยังต้องแปลงรหัสนิวคลีโอไทด์เป็นกรดอะมิโนอีก จึงมีการใช้โปรแกรมมาช่วยในการค้นหา เรียกโปรแกรมนี้ว่า Open Reading Frame (ORF) Finder
โปรแกรม ORF Finder
หนึ่งในโปรแกรมที่นิยมใช้กันคือผ่าน NCBI (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/orffinder/) โดยเราสามารถอัพโหลดไฟล์เข้าไป โดยไฟล์ลำดับนิวคลีโอไทด์จะต้องอยู่ในรูป FASTA ฟอร์แมตเสียก่อน