การกลายพันธุ์ หรือ มิวเทชัน (mutation) หมายถึง กระบวนการที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติหรือจากการชักนำโดยมนุษย์ ซึ่งเป็นการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นกับสารพันธุกรรมจนก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงลักษณะที่แสดงออก (phenotype) เช่น รูปร่าง ลักษณะ หรือพฤติกรรมของสิ่งมีชีวิตเปลี่ยนไป การกลายพันธุ์ส่งผลต่อความแปรผันทางพันธุกรรม (genetic variation) ขึ้น จึงเกิดความแตกต่างระหว่างสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกัน ลักษณะดังกล่าวมีความสำคัญต่อกระบวนการเกิดวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตเพราะลักษณะที่ปรับเปลี่ยนบางประการอาจช่วยในการปรับตัวเพื่อให้เหมาะสมกับการดำรงชีพในสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลง แต่การกลายพันธุ์บางแบบอาจเป็นส่วนหนึ่งของการเกิดโรคเนื่องจากยีนที่เปลี่ยนแปลงส่งผลให้การสร้างโปรตีนเปลี่ยนไปเช่นกัน จนกลายเป็นความปกติของร่างกาย ผู้เขียน : สาวิตรี ทรงสุภาพ ที่มาข้อมูล : https://meded.psu.ac.th/binla/class02/B2_364_221/human_mutations_mutation/index.html https://il.mahidol.ac.th/e-media/150charles-darwin/Less5_5.html เวลาดูหนังยอดมนุษย์ที่มีพลังพิเศษ เหาะได้ แปลงร่างได้ หรือควบคุมวัตถุบางชนิดได้ เพราะเกิดการกลายพันธุ์ เรามักนึกกันว่า การกลายพันธุ์หรือมิวเทชัน น่าจะหมายถึงการที่ยีนหรือเซลล์ของเราเปลี่ยนแปลงตัวเองจนแข็งแกร่ง หรือไม่ก็ประหลาดไปเลยเท่านั้น แต่จริง ๆ แล้วการกลายหรือมิวเทชันนั้นมีหลายระดับแต่ละระดับก็ยังแบ่งย่อยได้เป็นหลายประเภท ซึ่งแต่ละระดับแต่ละประเภทก็มีทั้งข้อดีและข้อเสียแตกต่างกันไป แต่ที่สำคัญเลยก็คือมันอาจก่อให้เกิดโรคได้ด้วยนะ วันนี้ StartDee จึงอยากพาเพื่อน ๆ มารู้จักมิวเทชัน โดยจะขอยกตัวอย่างเป็นมิวเทชันในระดับยีนก่อน นอกจากมิวเทชันระดับยีน เพื่อน ๆ สามารถดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน StartDee เพื่อเรียนเรื่องมิวเทชันระดับโครโมโซมได้ด้วยนะ การกลายหรือมิวเทชัน (Mutation)หรือเรียกอีกอย่างว่าการผ่าเหล่า คือการเปลี่ยนแปลงลำดับและ/หรือจำนวนของเบสบนสายนิวคลีโอไทด์ (Nucleotide) ในส่วนบริเวณที่เป็นยีน ซึ่งส่งผลให้ลักษณะการแสดงออกของสิ่งมีชีวิตนั้น (Phenotype) เปลี่ยนแปลงไป ซึ่งอาจจะเป็นรูปร่าง ลักษณะภายนอก หรือพฤติกรรมของสิ่งมีชีวิตเปลี่ยนไป การกลายจะทำให้เกิดความแปรผันทางพันธุกรรม (Genetic Variation) ขึ้น ส่งผลให้เกิดความแตกต่างและความหลากหลายระหว่างสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกัน ซึ่งการกลายนั้นหากเกิดภายในเซลล์ร่างกาย ก็จะเกิดการเปลี่ยนแปลงเพีงแค่สิ่งมีชีวิตตัวนั้นเท่านั้น จะไม่สามารถส่งต่อไปยังลูกหลาน แต่หากเกิดการกลายภายในเซลล์สืบพันธุ์ก็จะสามารถถ่ายถอดไปยังลูกหลานรุ่นถัด ๆ ไปได้
มิวเทชันระดับยีน (Gene Mutations) คืออะไรมิวเทชันระดับยีนเกิดจากการเปลี่ยนแปลงลำดับและหรือจำนวนของเบสบนสายนิวคลีโอไทด์ บริเวณส่วนที่เป็นยีน แต่ก่อนที่เราจะลงลึกกับมิวเทชันระดับยีน ก่อนอื่นเราอยากให้เพื่อน ๆ ทบทวนโครงสร้างของนิวคลิโอไทด์กันก่อน นิวคลิโอไทด์เป็นหน่วยพื้นฐานของกรดนิวคลีอิก (DNA และ RNA) ซึ่งเราจะขอโฟกัสแค่ DNA เพราะเป็นจุดเริ่มต้นของการเกิดมิวเทชันระดับยีน โดย DNA มีโครงสร้างหลัก 3 ส่วนด้วยกัน ได้แก่ น้ำตาลประเภทดีออกซีไรโบส (Deoxyribose) ซึ่งเป็นน้ำตาลที่มีคาร์บอนจำนวน 5 อะตอม (C5) นอกจากนั้นยังมีหมู่ฟอตเฟส (Phosphate Group) และเบสอีก 4 ชนิดคือ เบส A T C และ G ซึ่ง DNA ส่วนใหญ่ในธรรรมชาติประกอบด้วยสายพอลินิวคลิโอไทด์ 2 สาย โดยแต่ละสายจะมีทิศทางจากปลาย 5’ ไปยัง 3’ เรียงสลับทิศทางกัน พันกันเป็นเกลียวคู่ (Double helix) เวียนขวาลักษณะคล้ายขั้นบันได โดยมีน้ำตาลดีออกซีไรโบสจะจับกับหมู่ฟอสเฟตทำให้มีลักษณะคล้ายราวบันได และจะมีการเชื่อมกันระหว่างเบสคู่สม คือ A จับคู่กับ T และ C จับคู่กับ G โดยเบส A จะยึดกับเบส T ด้วยพันธะไฮโดรเจน หากลำดับเบสหรือจำนวนของเบสบนสายนิวคลีโอไทด์ของยีนเปลี่ยนแปลงไปจากเดิม อาจจะส่งผลต่อการสังเคราะห์กรดอะมิโนและโปรตีน ซึ่งทำให้ลักษณะที่แสดงออกของสิ่งมีชีวิตนั้นๆ (Phenotype) เปลี่ยนแปลงไปด้วย ตัวอย่างของมิวเทชันระดับยีนโรคโลหิตจางธาลัสซีเมีย (Thalassemia)เกิดจากความผิดปกติทางพันธุกรรมในการสังเคราะห์ globin chain ซึ่งเป็นสวนประกอบสําคัญของฮีโมโกลบิน ส่งผลให้ฮีโมโกลบินมีปริมาณลดลง แบ่งออกเป็น 2 ชนิดหลักได้แก่ Alpha Thalassemia และ Beta Thalassemia สำหรับในประเทศไทยจะพบชนิด Alpha มากกว่า Beta สาเหตุของการเกิดโรคโลหิตจางธาลัสซีเมียชนิด Alpha ส่วนใหญ่เกิดจากการ Deletion หรือว่าขาดหายไปของยีนควบคุมการสังเคราะห์ α-globin ที่อยู่บนโครโมโซมคู่ที่ 16 ซึ่งถ้ามีการขาดหายไปทั้ง 2 genes จะทําให้ไม่มีการสร้าง α-globin เลย แต่ถ้าขาดหายไปเพียงหนึ่งยีน จะทําให้มีการสร้าง α-globin ลดลง ซึ่งเมื่อเกิดการสร้าง α-globin ที่ไม่สมดุล ก็จะส่งผลต่อเซลล์เม็ดเลือดแดง ซึ่งจะทำให้เซลลืเม็ดเลือดแดงมีอายุสั้นหรือเกิดภาวะเซลล์ืเม็ดเลือดแดงแตกเรื้อรัง อาการและความรุนแรงของโรคโลหิตจางธาลัสซีเมียชนิด Alpha และ Beta นั้นแตกต่างกันออกไปตามการเกิดมิวเทชัน แต่มีอาการภายนอกที่พบบ่อยคล้ายกันได้แก่ ภาวะซีดและตัวเหลือง ตับและม้ามโต ซึ่งอาจสังเกตเห็นได้จากลักษณะของท้องหรือพุงที่ป่องออกมา ร่างกายเจริญเติบโตช้ากว่าปกติ สำหรับผู้ป่วยที่อาการของโรครุนแรงอาจจำเป็นต้องได้รับเลือด นอกจากผู้ป่วยโรคโลหิตจางธาลัสซีเมียแล้ว กลุ่มคนที่เป็น “พาหะ” ของโรค (Carrier) นี้ก็น่าสนใจเช่นกัน เพราะอาจจะมีอาการปกติเหมือนคนสุขภาพดีทั่วไป แต่หากแต่งงานและมีลูกกับกลุ่มคนที่มีเป็นพาหะเหมือนกัน หรือผู้ที่เป็นโรคโลหิตจางธาลัสซีเมียแล้ว ลูกที่เกิดมาจะมีโอกาสเป็นโรคได้ ดังนั้นจึงควรมีการตรวจคัดกรองโรคทางพันธุกรรมก่อนแต่งงานเพื่อวางแผนการมีบุตร
โรคเม็ดเลือดแดงรูปเคียว (Sickle Cell Disease)
ภาพด้านซ้าย คือภาพของคนทั่วไปที่มีสายดีเอ็นเอปกติ มีลำดับนิวคลิโอไทด์เป็นเบส C T และ T เมื่อถอดรหัสเป็น mRNA จะได้เป็นเบส G A และ A ตามลำดับ และเมื่อแปลรหัสจะได้เป็นกรดอะมิโนที่มีชื่อว่ากรดกลูตามิก (Glutamic Acid) หากเกิดมิวเทชันขึ้นในสายดีเอ็นเอนี้ โดยเบส T (ตำแหน่งที่ 2 ของโคดอน) จะถูกแทนที่ด้วยเบส A ทำให้เมื่อถอดรหัสเป็นสาย mRNA จะได้เป็น G U และ A ส่งผลให้เมื่อผ่านกระบวนการแปลรหัสจะได้กรดอะมิโนชนิดวาลีน (Valine) แทนที่จะเป็นกรดกลูตามิก ส่งผลให้เซลล์เม็ดเลือดแดงของผู้ที่ป่วยเป็นโรคนี้กลายเป็นรูปเคียวหรือคล้ายพระจันทร์เสี้ยว ที่ขาดความยืดหยุ่น เม็ดเลือดแดงมีอายุสั้น แตกง่าย และอาจทำให้อุดตันในหลอดเลือด ต่างจากเม็ดเลือดแดงปกติที่มีลักษณะกลมแบน และทำงานได้อย่างสมบูรณ์ โรคเม็ดเลือดแดงรูปเคียวเกิดจากการมิวเทชันของยีน β-globin แบบ missense mutation คือการแทนที่คู่เบสอย่างที่ได้บอกไปตอนต้น โรคเม็ดเลือดเลือดแดงรูปเคียวนั้นมีการถ่ายทอดทางพันธุกรรมแบบ autosomal recessive ถ้าร่างกายของเราดันมีแอลลีลชนิดนี้ 2 แอลลีล ซึ่งแอลลีล 1 นั้นจะมาจากพ่อ และอีกแอลลีล 1 จะมาจากแม่ (Homozygous recessive) จะก็ส่งผลให้เรามีเม็ดเลือดแดงรูปเคียวนั่นเอง  ผู้ที่ป่วยเป็นโรคหลอดเลือดแดงรูปเคียวมักมีร่างกายอ่อนแอ เจ็บปวดตามร่างกาย และเนื่องจากเม็ดเลือดแดงมีรูปร่างผิดปกติจึงทำให้เม็ดเลือดแดงมีอายุที่สั้นและแตกสลายง่ายกว่าเม็ดเลือดแดงทั่วไป จึงส่งผลให้เกิดภาวะโลหิตจาง ถ้าอยู่ในภาวะรุนแรงอวัยวะภายในอาจจะถูกทำลาย จนอาจเป็นอัมพาตในที่สุด แต่ถ้าร่างกายของเรามีแอลลีลนี้เพียงแค่ 1 แอลลีล (ส่วนแอลลีลอีก 1 ตัวนั้นปกติ) จะทำให้เกิดจีโนไทป์แบบเฮเทอโรไซกัส (Heterozygous) ส่งผลให้เราเป็น Sickle-cell Trait หรือเป็นพาหะของโรคนั่นเอง โดยผู้ที่เป็นพาหะของโรคนี้ รูปร่างของเม็ดเลือดแดงจะปกติ มีสุขภาพดีเหมือนคนปกติทั่วไป แต่ถ้าอยู่ในภาวะที่มีออกซิเจน (O2) ต่ำ เซลล์เม็ดเลือดแดงบางส่วนจะเปลี่ยนเป็นรูปเคียว ส่งผลให้เกิดอาการเจ็บป่วยบางอย่างคล้ายกับคนที่เป็นโรค แต่ไม่รุนแรงเท่า ฟัง ๆ ดูแล้ว เจ้าโรค Sickle-cell Disease เนี่ยช่างร้ายกาจไปหมดเสียทุกด้าน แต่จริง ๆ แล้วก็มีข้อดีอยู่นะ เพราะทำให้โอกาสการติดเชื้อมาลาเรียน้อยลง เรียนเรื่องมิวเทชันจบแล้ว เพื่อน ๆ สามารถย้อนกลับไปอ่านเรื่องการค้นพบสารพันธุกรรมกันได้ เพื่อความเข้าใจที่มากยิ่งขึ้น Did you know...แล้วการกลายพันธุ์ของโควิด-19 ล่ะเป็นแบบไหน ?การกลายพันธุ์ของเชื้อ SARS-CoV-2 (ชื่ออย่างเป็นทางการของไวรัสคือชื่อนี้นะ ไปอ่านเพิ่มเติมกันได้ที่นี่) นั้นเกิดจากการแปรผันทางพันธุกรรมเช่นกัน โดยจะถูกเรียกเป็นสายพันธุ์ หรือ variant โดยปัจจุบันถูกแบ่งออกเป็น 2 กลุ่มย่อย ๆ คือ
จริง ๆ แล้วยังมีการจัดอันดับสายพันธุ์ในระดับรุนแรงมากกว่านี้ขึ้นไปอีก เรียกว่า Variant of High Consequence แต่ต้องถือว่าโชคยังเข้าข้างมวลมนุษยชาติ เพราะในขณะนี้ยังไม่มีรายงานว่าพบเชื้อ SARS-CoV-2 กลายพันธุ์ที่มีความรุนแรงในระดับนี้ ก็อย่างที่เราบอกไปแล้วตอนต้นว่าการกลายพันธุ์ก็คือการเปลี่ยนแปลงลําดับและ / หรือจํานวนเบสใน DNA จนส่งผลให้เกิดการสังเคราะห์โปรตีนที่ผิดปกติ ซึ่งการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นนี้ ส่งผลให้ฟีโนไทป์หรือลักษณะที่แสดงออกของสิ่งมีชีวิตเปลี่ยนแปลงไปด้วย คราวนี้ถ้าหากเกิดการกลายพันธุ์ของโครโมโซมร่างกายหรือโครโมโซมเพศในเซลล์สืบพันธุ์ลักษณะนั้นจะสามารถถ่ายทอดไปยังรุ่นลูกหลานได้ แต่ถ้าหากการกลายพันธุ์นั้นเกิดบนโครโมโซมเพศหรือโครโมโซมร่างกายในเซลล์ร่างกายก็จะไม่สามารถถูกถ่ายทอดไปได้ คราวนี้เรากลับมาเรื่องของการกลายพันธุ์ของโควิดกันต่อว่ามันเป็นการกลายพันธุ์แบบไหน เพื่อนๆ รู้ไหมว่าจริงๆ แล้ว Corona virus นั้นมีมานานมากแล้ว สามารถพบได้ทั่วๆ ไปเลย โดยสามารถติดเชื้อได้ทั้งในคนและสัตว์ เช่น หนู ไก่ วัว ควาย สุนัข แมว กระต่าย และหมู ซึ่งมีหลายสายพันธุ์มาก ๆ แต่ละสายพันธุ์ก็จะทำให้มีอาการแสดงในระบบต่างๆ เช่น ระบบทางเดินหายใจ โดยเฉพาะโรคหวัดในเด็ก (รวมถึงโรคทางเดินหายใจเฉียบพลันรุนแรง หรือซาร์ส; SARS CoV) ระบบทางเดินอาหาร ระบบประสาท หรือระบบอื่นๆ แต่สำหรับโควิด 19 ซึ่งจัดว่าเป็นโรคอุบัติใหม่ เกิดจากการกลายพันธุ์ของ SARS-CoV-2 โดยเกิดการเปลี่ยนแปลงของลำดับนิวคลิโอไทด์ใน RNA ดังนั้นจึงจัดเป็นการเกิดมิวเทชันระดับยีน โดยจะเกิดในส่วนของยีนที่จะแปลรหัสเป็นโปรตีนซึ่งมีความยาวประมาณ 30,000 เบส ที่เป็น RNA นั่นก็เพราะว่า SARS-CoV-2 นั้นจะมีสารพันธุกรรมเป็น RNA นั่นเอง (ไวรัสชนิดอื่นอาจจะมีสารพันธุกรรมเป็น DNA ก็ได้นะ) การเกิดมิวเทชันที่บริเวณนี้จะทำให้การแปลรหัสเป็นโปรตีนเปลี่ยนไป ซึ่งการเปลี่ยนแปลงนี้ก็จะส่งผลต่อลักษณะของไวรัส เช่นอาจจะทำให้จับกับเซลล์ของมนุษย์ได้แน่นขึ้น ทนต่อสภาวะแวดล้อมหรือยาที่ใช้รักษามากขึ้น เรื่องของมิวเทชันนี่มีรายละเอียดเยอะมาก ๆ เลยเนาะ ทางที่ดี เพื่อน ๆ ควรทบทวนบทเรียนบ่อย ๆ จะได้จำแม่น เอาไปใช้ทำข้อสอบได้ แถมยังนำไปใช้กับสถานการณ์ที่เชื้อโควิดกำลังระบาดได้ด้วยนะ |
ข้อ ใด ไม่ใช่ มิ ว เท ชัน ระดับโครโมโซม
ลิขสิทธิ์ © 2024 th.ketiadaan Inc.
