บทนำและแนวคิดพื้นฐาน
คาร์โบไฮเดรต (หรือคาร์โบไฮเดรต): เหล่านี้คือน้ำตาล เป็นสารประกอบระดับอุดมศึกษา (ประกอบด้วยสามองค์ประกอบเท่านั้น: คาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน) พวกมันเป็นตัวแทนของพลังงานสำรองและเป็นจุดเริ่มต้นสำหรับการผลิตสารประกอบอินทรีย์อื่นๆ
LIPIDS: มักเรียกว่าไขมันและเป็นสารสำรองและเป็นส่วนประกอบของโครงสร้างเซลล์
โปรตีน: ประกอบด้วยกรดอะมิโน มีส่วนช่วยในการสร้างโครงสร้างของสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ เฮโมโกลบินเอนไซม์ฮอร์โมน (ควบคุมการประสานงานที่กลมกลืนกันระหว่างหน้าที่ต่าง ๆ ของสิ่งมีชีวิต) แอนติบอดี
กรดนิวคลีอิก: ประกอบด้วยฐานไนโตรเจน (cytosine, timid, uracil, adenine และ guanine) กลุ่มน้ำตาลและฟอสเฟต
THE CELL: เยื่อหุ้มเซลล์มีความหนา 6-7 × 10 -10m; เส้นผ่านศูนย์กลางของเซลล์ประมาณ 15 มม. ในขณะที่ของนิวเคลียสประมาณ 5 มม.
องค์ประกอบลักษณะเฉพาะของเซลล์คือ:
- เยื่อหุ้มเซลล์ปรินิวเคลียส: กั้นนิวเคลียส;
- นิวเคลียส: เป็นส่วนพิเศษของนิวเคลียส
- Mitochondrion: เป็น "ศูนย์พลังงาน" ของเซลล์
- เพอรอกซิโซม: เป็นออร์แกเนลล์ที่เชี่ยวชาญในปฏิกิริยาออกซิเดชัน (ปล่อย H2O2) และมีสีดำเพราะมีธาตุเหล็กอยู่มาก
- ไรโบโซม: มีอยู่ในเอนโดพลาสมิกเรติคิวลัมและโปรตีนสังเคราะห์
- เอนโดพลาสมิกเรติคูลัม: หากประกอบด้วยไรโบโซมจะหยาบถ้าไม่มีไรโบโซม มีพื้นที่ภายใน (ลูเมน) ซึ่งโปรตีนสังเคราะห์สะสม
- เครื่องมือ Golgi: ประกอบด้วยระบบกระเพาะปัสสาวะ โปรตีนผ่านอุปกรณ์นี้ไปถึงปลายทางโดยไม่มีข้อผิดพลาด
ภาพที่นำมาจาก www.progettogea.com
เซลล์ลูกสาวมักจะเหมือนกับเซลล์แม่
จีโนมมนุษย์เป็นมรดกทางพันธุกรรมทั้งหมดของแต่ละบุคคล และประกอบด้วยโครโมโซมสี่สิบหก (ยี่สิบสามคู่) โดยเฉลี่ยประกอบด้วยเจ็ดสิบล้านคู่เบส ดังนั้นจีโนมทั้งหมดจึงมี (46 × 70 000 000) 3 × 109 คู่ฐานและแต่ละคู่มีส่วนประมาณ 6-7 × 10-10 ม. ต่อความยาว
หากเราคลี่ DNA ของโครโมโซมแต่ละตัวและจัดเรียงโมเลกุลสี่สิบหกตัวที่อยู่ในนิวเคลียสของเซลล์โซมาติก เราก็จะได้ความยาว 2 เมตร (แต่ละโครโมโซมยาวประมาณ 4 ซม.) เมื่อพิจารณาแล้วว่ามนุษย์มีเซลล์ 10,000 พันล้านเซลล์ DNA ทั้งหมดถึง 20,000 ล้านกม. (ระยะห่างระหว่างดวงอาทิตย์กับดวงจันทร์คือ 200 ล้านกม.)
โครโมโซมเดี่ยวเป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 2 × 10-9 ม. และมีโมเลกุลของดีเอ็นเอ ยีนเป็นส่วนหนึ่งของดีเอ็นเอ (กล่าวคือ ส่วนหนึ่งของโครโมโซม) ที่มี "ข้อมูลที่สมบูรณ์และเฉพาะเจาะจงสำหรับคุณสมบัติบางอย่าง ทุกวันนี้" รู้จักจีโนมมนุษย์ทั้งหมด กล่าวคือ การสืบต่อของเบสในดีเอ็นเอโดยสมบูรณ์เป็นที่ทราบกันดี แต่มีเพียงไม่กี่ส่วนของ DNA เท่านั้นที่ได้รับ "เอกลักษณ์": จำเป็นต้องกำหนดว่าส่วนใดของ DNA ที่สอดคล้องกับคุณสมบัติบางอย่าง
มีประมาณสามหมื่นยีน แต่ยีนหนึ่งสามารถเป็นได้ แสดงออก ในลักษณะต่างๆ จึงเป็นเครื่องบ่งชี้
การแสดงออก: ข้อมูลที่มีอยู่ในยีนนำไปสู่การได้รับผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย (การสังเคราะห์โปรตีน)
การถอดความ: การแปลงข้อมูลที่มีอยู่ในยีนไปเป็นสายโซ่ของ RNA ของผู้ส่งสารโดยระบบเอนไซม์ RNA ของผู้ส่งสารส่งผ่านจากนิวเคลียสไปยังไซโตพลาสซึมซึ่งมีไรโบโซมอยู่
การแปล: ไรโบโซมสังเคราะห์โปรตีนซึ่งเป็นผลพลอยได้จากการแสดงออกทางพันธุกรรม
ENCODE: หมายถึงการแปลข้อความ
ดังนั้นระบบเอนไซม์จึงแปลงข้อมูลที่ดำเนินการโดยยีนไปเป็นสายโซ่ของ RNA ของผู้ส่งสารโดยผ่านกระบวนการถอดรหัส และเริ่มการแปล
การจำลองดีเอ็นเอหมายถึงการคัดลอกส่วนของ DNA ที่น่าสนใจไปยัง RNA ของผู้ส่งสาร
ความแตกต่างหลักสองประการระหว่าง DNA และ RNA:
- Ribose เป็นน้ำตาลใน RNA ในขณะที่ deoxyribose อยู่ใน DNA
- ใน DNA เบสไนโตรเจน ได้แก่ อะดีนีน กัวนีน ไทมีน และไซโตซีน ในขณะที่อยู่ในอาร์เอ็นเอ uracil แทนที่ไทมีน
ยีนมักจะมีส่วน DNA อย่างน้อยหนึ่งส่วนซึ่งไม่ได้เข้ารหัสโปรตีน ชิ้นส่วนเหล่านี้เรียกว่า introns ในขณะที่ส่วนการเข้ารหัสเรียกว่า exons
Exons แสดงถึงส่วนของยีนที่สามารถแสดงออกได้ในขณะที่ไม่แสดง introns
ภายใต้เงื่อนไขบางประการ ยีนจะถูกแสดงออกโดยไม่มีอินตรอน แต่ภายใต้สภาวะอื่นๆ อินตรอนสามารถแปลงเป็นเอ็กซอนและตามนั้น แสดงออก (กล่าวคือ สามารถเข้ารหัสโปรตีนได้)
ขึ้นอยู่กับอินตรอนต่างๆ ที่แสดงออกมา มีผลิตภัณฑ์โปรตีนที่แตกต่างกัน: ยีนจึงสามารถแสดงออกได้หลายวิธี
มีความคล้ายคลึงในการทำงานระหว่างผลิตภัณฑ์ต่างๆ ของยีนเดียวกัน อย่างไรก็ตามมีโครงสร้างที่แตกต่างกันและด้วยเหตุนี้จึงใช้ในสถานที่ต่างๆ
ข้อมูลทางพันธุกรรมที่มีอยู่ในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตแต่ละเซลล์จะเหมือนกัน ตัวอย่างเช่น DNA ของเซลล์ตับ (hepatocyte) และ DNA ที่มีอยู่ในเซลล์กล้ามเนื้อ (myocyte) จะเหมือนกัน การแยกความแตกต่างของ hepatocyte จาก myocyte คือ การแสดงออกที่แตกต่างกันของยีนที่มีอยู่ใน DNA โดยทั่วไป ยีนบางตัวแสดงออกในเซลล์และในอีกเซลล์หนึ่งซึ่งอยู่ในส่วนอื่นของสิ่งมีชีวิต
