โรงเรียนบ้านห้วยทรายทอง

หมู่ที่ 3 บ้านบ้านห้วยกรวด ตำบลคลองฉนวน อำเภอเวียงสระ จังหวัดสุราษฎร์ธานี 84190

Mon - Fri: 9:00 - 17:30

077-380131

ดีเอ็นเอ ในการศึกษาและอธิบายตัวอย่างการวิจัยดีเอ็นเอไมโทคอนเดรีย

ดีเอ็นเอ แม้ว่าการพูดถึงการกลายพันธุ์ของยีนและ ลำดับดีเอ็นเอจะทำให้ดูเหมือนซับซ้อน แต่โดยหลักแล้ว การติดตามดีเอ็นเอของไมโทคอนเดรีย นั้นมีพื้นฐานมาจากแนวคิดง่ายๆที่หลอกลวง นั่นคือคนที่บรรพบุรุษเคยเกี่ยวข้องกันอย่างใกล้ชิดควรมีดีเอ็นเอของไมโทคอนเดรีย ที่เหมือนกันเกือบทั้งหมดดีเอ็นเอของไมโทคอนเดรีย สามารถเกิดการกลายพันธุ์ได้เมื่อเวลาผ่านไป แต่การกลายพันธุ์เหล่านี้ต้องใช้เวลาน้อย และเวลาก็ยิ่งน้อยลง

เนื่องจากบรรพบุรุษของสองตระกูลแยกทางกัน คนเหล่านั้นที่มีความแตกต่างเพียงเล็กน้อยในลำดับดีเอ็นเอของไมโทคอนเดรีย จะมีความเกี่ยวข้องกันมากกว่าเมื่อเร็วๆนี้ มากกว่าลำดับที่มีความแตกต่างมากมาย คิดเกี่ยวกับมันด้วยวิธีนี้ พูดว่าคุณย่าทวดทางฝั่งแม่ซึ่งเราจะเรียกว่ามิลเดรดมีน้องสาวซึ่งเราจะเรียกว่าทิลลี่ ทั้งคู่แบ่งปันดีเอ็นเอของไมโทคอนเดรีย ที่เหมือนกันซึ่งได้รับจากมารดา แต่ลองนึกดูว่าทิลลีกับมิลเดรดทะเลาะกันอย่างรุนแรง และทิลลีก็ย้ายไปทั่วประเทศ

ในขณะที่ลูกหลานของมิลเดรด รวมทั้งคุณยังคงอยู่ที่เดิม ทิลลี่กับมิลลี่ไม่เคยคุยกันอีกเลย ผู้หญิงทั้ง 2 ให้กำเนิดเด็กผู้หญิง ดังนั้นดีเอ็นเอของไมโทคอนเดรีย จากมารดาจึงถูกส่งต่อไป แต่เมื่อรุ่นต่อๆ ไป ครอบครัวของทั้ง 2 ก็รับรู้ถึงการมีอยู่ของอีกสาขาน้อยลงเรื่อยๆ จนกระทั่งไม่มีสายใดที่รับรู้ถึงอีกสาขาหนึ่ง แต่เส้นทั้ง 2 กำลังจะกลับมารวมกันโดยไม่ได้ตั้งใจ นักวิจัยได้ลงโฆษณาระดับชาติเพื่อขออาสาสมัครทดสอบ เพื่อศึกษาแนวโน้มประชากรมนุษย์ล่าสุด

โดยใช้ดีเอ็นเอของไมโทคอนเดรีย ในการทำแผนที่ ด้วยความบังเอิญคุณและญาติห่างๆ ในครอบครัวของทิลลี่ตัดสินใจเป็นอาสาสมัคร หลังจากที่เก็บตัวอย่างดีเอ็นเอจากคุณแล้ว นักวิจัยจะเปรียบเทียบดีเอ็นเอของไมโทคอนเดรีย กับลำดับจากผู้สมัครคนอื่นๆ ดูเถิด พบว่าอาสาสมัคร 2 คน เป็นลูกพี่ลูกน้องกัน เมื่อเปรียบเทียบดีเอ็นเอของไมโทคอนเดรียกับลูกพี่ลูกน้อง นักพันธุศาสตร์ควรจะสามารถบอกได้ว่าทิลลี่และมิลลีโต้เถียงกันนานแค่ไหนแล้ว

หากตรวจสอบประชากรในท้องถิ่นในพื้นที่ และพื้นที่ของลูกพี่ลูกน้องควรจะสามารถบอกได้ว่าทิลลี่หรือมิลลีเป็นผู้อพยพหรือไม่ โดยค้นหาว่าประชากรกลุ่มใดแบ่งปันดีเอ็นเอของไมโทคอนเดรียที่มีอยู่ในสายครอบครัวมากกว่ากัน นั่นคือคนที่มีดีเอ็นเอของไมโทคอนเดรียเดียวกันหมายความว่าลำดับนั้นยาวกว่า ยิ่งไปกว่านั้น ยังสามารถสรุปได้ว่าเนื่องจากคุณ และลูกพี่ลูกน้องมีดีเอ็นเอของไมโทคอนเดรียที่คล้ายกัน คุณจึงมีบรรพบุรุษคนล่าสุดร่วมกันมากที่สุด

ดีเอ็นเอ

นั่นคือผู้หญิงที่เป็นแม่ของทิลลี่และมิลเดรด เนื่องจากต้องใช้เวลาระยะหนึ่งกว่าที่การกลายพันธุ์ของดีเอ็นเอ ของไมโทคอนเดรียจะเกิดขึ้น จึงค่อนข้างยากสำหรับนักพันธุศาสตร์ ในจินตนาการที่จะตรึงคุณและลูกพี่ลูกน้องให้แม่นยำ แต่เมื่อเทคนิคนี้ถูกอนุมานในช่วงเวลาหลายหมื่น หรือหลายแสนปี มันจะกลายเป็นทำงานได้มากขึ้น การทำแผนที่วิวัฒนาการผ่านการใช้ดีเอ็นเอของไมโทคอนเดรียนั้นไม่แน่นอน ในขณะที่การศึกษาดีเอ็นเอของไมโทคอนเดรีย

ดำเนินต่อไปหลังจากช่วงปลายทศวรรษ 1970 นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบคุณสมบัติที่เรียกว่ าเฮเทอโรพลาสมี ซึ่งเป็นการมีอยู่ของ ดีเอ็นเอ ของไมโทคอนเดรีย มากกว่าหนึ่งลำดับที่พบในคนคนเดียวกัน แม้แต่ภายในบุคคลคนเดียว ยังมีความแตกต่างระหว่างดีเอ็นเอของไมโทคอนเดรีย ที่ทำให้การเปรียบเทียบบุคคล หรือกลุ่มหนึ่งกับอีกกลุ่มหนึ่งเป็นเรื่องยุ่งยาก การศึกษาในปี 1987 ที่นำแนวคิดเรื่องย่ออีฟ มาสู่โลกถูกโจมตีเมื่อมีการชี้ให้เห็นว่าประชากรแอฟริกัน

โดยที่นักวิจัยสุ่มตัวอย่างนั้นประกอบด้วยชาวแอฟริกันและอเมริกันเกือบทั้งหมด เป็นไปได้ไหมว่าในช่วงไม่กี่ร้อยปี นับตั้งแต่ชาวแอฟริกันถูกนำเข้ามายังอเมริกา โดยไม่ได้ตั้งใจดีเอ็นเอของไมโทคอนเดรีย ของชาวแอฟริกัน-อเมริกันได้กลายพันธุ์มากพอที่จะทำให้ตัวอย่างไร้ประโยชน์ เมื่อต้องเผชิญกับคำวิจารณ์ และเพื่อนร่วมงานจึงนำ ตัวอย่างเพิ่มเติมของชาวแอฟริกันที่อาศัยอยู่ในแอฟริกา แต่พบว่าผลลัพธ์เหมือนกันทุกประการ

ปัญหาอีกประการหนึ่งของการศึกษาดีเอ็นเอของไมโทคอนเดรีย คือความแตกต่างของอัตราการกลายพันธุ์ ลองคิดแบบนี้ ถ้าคุณพิจารณาว่าใช้เวลานานเท่าใดสำหรับลำดับเฉพาะของดีเอ็นเอของไมโทคอนเดรีย ในการพัฒนาการเปลี่ยนแปลง การกลายพันธุ์ และสรุปว่าต้องใช้เวลา 1,000 ปี ดังนั้นดีเอ็นเอของไมโทคอนเดรีย สองสายพันธุ์จากสายเลือดเดียวกันที่มีการกลายพันธุ์สองครั้ง คงจะผิดแผกไปเมื่อประมาณ 2,000 ปีก่อน

นี่คือวิธีที่บริษัทตัดสินใจว่ายลอีฟ มีชีวิตอยู่เมื่อประมาณ 200,000 ปีที่แล้ว นักวิจัยกล่าวว่าในการศึกษา สันนิษฐานว่าดีเอ็นเอของไมโทคอนเดรีย กลายพันธุ์ในอัตราที่สม่ำเสมอ ปัญหาคือวิทยาศาสตร์ยังไม่แน่ใจแน่ชัดว่าอัตราการกลายพันธุ์ของดีเอ็นเอของไมโทคอนเดรียคือเท่าไร แม้ว่าจะมีอัตราที่สามารถวัดได้ก็ตาม ถ้าคุณดูที่อัตราการกลายพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตทั้งกลุ่ม เช่น คนทุกคนที่มีชีวิตอยู่ในปัจจุบัน ซึ่งเรียกว่าอัตราการกลายพันธุ์

คุณอาจสรุปได้ว่าดีเอ็นเอของไมโทคอนเดรีย กลายพันธุ์ในอัตราที่สม่ำเสมอ แต่ถ้าคุณดูที่สายตระกูลเดี่ยวภายในกลุ่มที่ใหญ่กว่านั้น อัตราการสืบสายเลือด คุณจะพบอัตราการกลายพันธุ์ที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง เนื่องจากนาฬิกากลายพันธุ์ ที่ใช้โดยผู้เขียนร่วมถูกตั้งคำถาม จึงขยายวันที่การมีอยู่ของอีฟเป็นระหว่าง 500,000 ถึง 50,000 ปีที่แล้ว ทศวรรษหลังจากการศึกษายลอีฟถูกเผยแพร่ ผลลัพธ์ยังคงเป็นที่ถกเถียงกันอย่างถึงพริกถึงขิง

เราทุกคนสืบเชื้อสายมา จากบรรพบุรุษร่วมกันคนล่าสุดที่มีชีวิตอยู่เมื่อ 200,000 ปีก่อน หรือไม่ดีเอ็นเอของไมโทคอนเดรียสามารถบอกเราได้อย่างแม่นยำหรือไม่ คำถามเหล่านี้ยังไม่ได้รับคำตอบและวางกรอบการทำงานในอนาคตของนักพันธุศาสตร์วิวัฒนาการ แต่การศึกษาในปี 1987 นั้นแหวกแนวมากพอที่จะเปลี่ยนวิธีที่เราคิดเกี่ยวกับตัวเราในฐานะมนุษย์ มันชี้ให้เห็นว่าที่ไหนสักแห่งในประวัติศาสตร์ เราทุกคนมีความเกี่ยวข้องกัน

บทความที่น่าสนใจ : ศึกษาสมอง เกิดอะไรขึ้นกับสมองของไอน์สไตน์หลังจากที่เสียชีวิต