การกลายพันธุ์

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
ส่วนหนึ่งของบทความทางชีววิทยาชุด
วิวัฒนาการ
Tree of life.svg
ปฐมบท
กลไกและกระบวนการ

การปรับตัว
การปรับเปลี่ยนทางพันธุกรรม
การแลกเปลี่ยนยีน
การกลายพันธุ์
การคัดเลือกโดยธรรมชาติ
การกำเนิดสปีชีส์ใหม่

ประวัติและงานวิจัย

หลักฐาน
ประวัติการวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต
ประวัติแนวคิดการวิวัฒนาการ
การสังเคราะห์วิวัฒนาการสมัยใหม่
ผลกระทบทางสังคม
ทฤษฎีและความจริง
การต่อต้าน / การโต้แย้ง

วิวัฒนาการทางชีววิทยา

คลาดิสติกส์
พันธุศาสตร์ระบบนิเวศ
พัฒนาการของวิวัฒนาการ
วิวัฒนาการของมนุษย์
วิวัฒนาการของโมเลกุล
วิวัฒนาการศาสตร์
พันธุศาสตร์ประชากร

สถานีย่อยชีววิทยา ·      

การกลายพันธุ์ (อังกฤษ: mutation) หมายถึงการเปลี่ยนแปลงสภาพของสิ่งมีชีวิต โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การเปลี่ยนแปลงของยีน ทำให้สิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นมาใหม่มีลักษณะแตกต่างจากกลุ่มปกติ

การกลายพันธุ์เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิต[แก้]

การกลายพันธุ์เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิต 2 ระดับ คือ ระดับโครโมโซม (chromosomal mutation) และระดับยีนหรือโมเลกุล ดีเอ็นเอ (DNA gene mutation)

การเปลี่ยนแปลงระดับโครโมโซม[แก้]

การกลายพันธุ์ระดับโครโมโซม

แบ่งเป็น 2 ประเภทคือ

  1. การเปลี่ยนแปลงรูปร่างโครงสร้างภายในของแต่ละโครโมโซม เป็นผลให้เกิดการสับเปลี่ยนตำแหน่งของยีนที่อยู่ในโครโมโซมนั้น ซึ่งอาจเกิดขึ้นเนื่องจาก
    1. การขาดหายไป (deletion หรือ deficiency) ของส่วนใดส่วนหนึ่งของโครโมโซม ทำให้ยีนขาดหายไปด้วย เช่น กรณีการเกิดโรคของกลุ่มอาการครี-ดูว์-ชา โดยโครโมโซมคู่ที่ 5 เส้นหนึ่ง มีบางส่วนขาดหายไป
    2. การเพิ่มขึ้นมา (duplication) โดยมีส่วนใดส่วนหนึ่งของโครโมโซม เพิ่มขึ้นมามากกว่าที่มีอยู่ปกติ
    3. การเปลี่ยนตำแหน่งทิศทาง (inversion) โดยเกิดการสับเปลี่ยนตำแหน่งของยีนภายในโครโมโซมเดียวกัน เนื่องจากเกิดรอยขาด 2 แห่งบนโครโมโซมนั้น และส่วนที่ขาดนั้นไม่หลุดหายไป แต่กลับต่อเข้ามาใหม่ในโครโมโซมเดิมโดยสลับที่กัน
    4. การเปลี่ยนสลับที่ (translocation) เกิดจากการแลกเปลี่ยนส่วนของโครโมโซมระหว่างโครโมโซมที่ไม่เป็นโฮโมโลกัสกัน
  2. การเปลี่ยนแปลงจำนวนโครโมโซม โดยอาจมีจำนวนโครโมโซมเพิ่มมากขึ้นหรือลดน้อยลงไปจากจำนวนปกติ (ดิปลอยด์ หรือ 2n) เกิดได้ 2 ลักษณะ คือ
    1. แอนยูพลอยดี (aneuploidy) เป็นการเพิ่มหรือลดจำนวนของโครโมโซมเพียงไม่กี่เส้นจากจำนวนปกติ เช่น อาจเป็น 2n ± 1 หรือ n ± 2 การเปลี่ยนแปลงของโครโมโซมแบบนี้ มีความสำคัญทางการแพทย์เป็นอย่างมาก โดยทั่วไปเกิดจากความผิดปกติของคู่โครโมโซมที่ไม่ยอมแยกตัวออกจากกันในระหว่างการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส เรียกปรากฏการณ์ที่โครโมโซมไม่แยกออกจากกันนี้ว่า นอนดิสจังชัน (nondisjunction) ความผิดปกติของการมีแอนยูพลอยดีที่เกิดขึ้นในคน เช่น กลุ่มอาการดาวน์ ซึ่งมีโครโมโซม 47 เส้น โดยโครโมโซมคู่ที่ 21 เกินมา 1 เส้น กลุ่มอาการไคลน์เฟลเตอร์ (Klinefelter’s Syndrome) มีโครโมโซม 47 เส้น โดยโครโมโซมคู่ที่ 23 มีโครโมโซม X เกินมา 1 เส้น (44 + XXY)
    2. ยูพลอยดี (euploidy) เป็นการเพิ่มหรือลดจำนวนชุดของโครโมโซม (2n ± n หรือ 2n ± 2n) ส่วนใหญ่เกือบทั้งหมดเท่าที่พบ เกิดขึ้นในพวกพืช และมีประโยชน์ในทางการเกษตรในแง่การเพิ่มผลผลิต และเป็นกลไกที่จะทำให้เกิดวิวัฒนาการในพืช สำหรับสัตว์เมื่อเกิดแล้วมักจะทำให้เป็นหมัน หรือผลิตเซลล์สืบพันธุ์ที่ไม่สามารถทำงานได้อย่างปกติ

การกลายพันธุ์ของยีน[แก้]

การกลายพันธุ์ของยีน การเปลี่ยนแปลงในระดับยีนนี้ เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของเบส (A, T, C, G) หรือการเปลี่ยนตำแหน่งของลำดับการเรียงตัวของเบสในโมเลกุลของ DNA ซึ่งจะส่งผลสะท้อนไปถึงตำแหน่งการเรียงตัวของกรดอะมิโน ในสายพอลิเปปไทด์ในโมเลกุลของโปรตีนที่อยู่ภายใต้การควบคุมของยีนนั้นด้วย การเปลี่ยนแปลงของเบสในโมเลกุล DNA ดังกล่าวอาจทำให้ไม่มีการสร้างโปรตีน หรือโปรตีนที่สร้างขึ้นมานั้นเปลี่ยนสมบัติทางเคมีไปจากเดิม หรือหมดสภาพการทำงานไป

การเปลี่ยนแปลงของยีนนั้นมีพื้นฐานมาจากการเปลี่ยนแปลงใน 3 ประการคือ

  1. การขาดหายไป หรือการเพิ่มขึ้นมาของคู่สารประกอบไนโตรจีนัลเบส คือเพียวรินไพริมิดีนในสายของ DNA ทำให้การเรียงลำดับของเบสเปลี่ยนไปจากเดิม และผลที่ติดตามมาคือ รหัสพันธุกรรมผิด หรือคลาดเคลื่อนไป
  2. การเปลี่ยนคู่ของเพียวรินไพริมิดีนในโมเลกุลของ DNA ที่เกิดขึ้นในระหว่างมีการสร้าง DNA ในระยะอินเตอร์เฟส ซึ่งเกิดจากการที่สารเคมีบางชนิดที่มีโครงสร้างคล้ายกับเบสตัวหนึ่งแต่มีสมบัติทางเคมีในเชิงการจับคู่ต่างไปจากเบสตัวนั้น
  3. การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างภายในโมเลกุลของเบสเอง ทำให้สมบัติทางเคมีในเชิงจับคู่ของมันเปลี่ยนไป เช่น เบสอะดีนีน (A) เมื่อเกิดการเปลี่ยนแปลงเป็นรูปใหม่แล้วก็จะไปจับคู่กับเบสไซโตซีน (C) รูปปกติ แทนที่อะดีนีนจะจับคู่กับไทมีน (T) ตามปกติของมัน

ปัจจัยที่ทำให้เกิดการกลายพันธุ์[แก้]

ตัวกระตุ้นหรือชักนำให้เกิดการกลายพันธุ์ จะเรียกว่าสิ่งก่อกลายพันธุ์ (mutagen) เช่น

  1. รังสี (radiation) รังสีที่กระตุ้นให้เกิดการกลายพันธุ์มี 2 ชนิดคือ
    1. Ionizing Radiation เช่น รังสีบีตา, รังสีแกมมา, รังสีเอกซ์
    2. Non-Ionizing Radiation เช่น รังสีอัลตราไวโอเลต
  2. สารเคมี เช่น สารโคลซิซิน (colchicine) มีผลทำให้มีการเพิ่มจำนวนชุดของโครโมโซม ผลดังกล่าวนี้ทำให้ผลผลิตพืชเพิ่มขึ้น สารไดคลอวอส (dichlovos) ที่ใช้กำจัดแมลงและพาราควอต (paraquat) ที่ใช้กำจัดวัชพืช ก็สามารถทำให้เกิดการผิดปกติของโครโมโซมในคนและสัตว์ได้ สิ่งก่อกลายพันธุ์หรือมิวทาเจนหลายชนิดเป็นสารก่อมะเร็ง (carcinogen) เช่น สารอะฟลาทอกซิน (aflatoxins) จากเชื้อราบางชนิดทำให้เกิดมะเร็งที่ตับ เป็นต้น
  3. การจัดเรียงเบสในกระบวนการสังเคราะห์ดีเอ็นเอ (DNA replication) ผิดพลาด มีผลทำให้เกิดการเพิ่มหรือลดจำนวนเบสในคู่สาย และทำให้เกิดการเลื่อน (shift) ของสายDNA

ประเภทของการกลายพันธุ์[แก้]

การกลายพันธุ์เกิดกับเซลล์ในร่างกาย 2 ลักษณะ คือ

  1. เซลล์ร่างกาย (Somatic cell) เซลล์ชนิดนี้เมื่อเกิดการกลายพันธุ์แล้ว จะไม่ถ่ายทอดไปยังรุ่นต่อไป
  2. เซลล์สืบพันธุ์ (Sex cell) เซลล์เหล่านี้เมื่อเกิดการกลายพันธุ์แล้ว จะถ่ายทอดไปยังรุ่นต่อไปได้ ซึ่งมีผลต่อการเปลี่ยนแปลงสปีชีส์ของสิ่งมีชีวิตมากที่สุด และส่งผลต่อวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตด้วย