(ជ៥) មេរៀនទី២៖ (មេរៀនសង្ខេប) សំដែងចេញនៃសែន

១. សកម្មភាពនៃសែន
១.១ ពិសោធន៍របស់ប៊ីដល (Beadle) និងតាទុម (Tatum)

លោកប៊ីដល និងតាទុម ធ្វើការពិសោធកាំរស្មី X ទៅលើស្ប៉របស់ ផ្សិតផ្អួរក្រហម ( ណឺរ៉ូស្ប៉រ៉ាក្រាសសា) ហើយយកស្ប៉នោះទៅចិញ្ចឹមក្នុងមជ្ឈដ្ឋានពីរខុសគ្នាគឺ

   • មជ្ឈដ្ឋានសម្បូរសារធាតុចិញ្ចឹម
   • មជ្ឈដ្ឋានខ្សត់សារធាតុចិញ្ចឹម 

ដោយមជ្ឈដ្ឋានមួយលាយមេតាបូលីត ​C និងមជ្ឈដ្ឋានមួយទៀតលាយមេតាបូលីត​ D ។ តាមការពិសោធបង្ហាញថា មានអង់ស៊ីម២ ប្រភេទត្រូវបានសំយោគដោយមីសេល្យូម ដើម្បីទ្រទ្រង់ការលូតលាស់នៅក្នុងមជ្ឈដ្ឋាន​ C និង D ។ គាត់ហៅសម្មតិកម្មនេះថា សែនមួយដឹកនាំសំយោគ អង់ស៊ីមមួយ។

មេតេបូលីត ជាសារធាតុដែលចូលរួមមេតាបូលីស។ ផ្សិតផ្អួរក្រហមឈ្មោះ ណឺរ៉ូស្ប៉រ៉ាក្រាសសា មានលក្ខណៈពិសេសគឺអាចលូតលាស់ក្នុងមជ្ឈដ្ឋាន ខ្សត់សារធាតុចិញ្ចឹម ហើយបន្តពូជតាមរយៈស្ប៉អាប្លូអ៊ីត។ សែន ជាអង្កត់តូចមួយរបស់ ADN ដែលមានផ្ទុកព័ត៌មានសេនេទិច សម្រាប់សំយោគប្រូតេអ៊ីនយថាប្រភេទមួយ ហើយប្រូតេអ៊ីនជាអ្នកកំណត់លក្ខណៈរបស់ឯកត្តៈ។ សែនជាអង្កត់តូចមួយរបស់ ADN ដែលមានផ្ទុកព័ត៌មានសេនេទិច សម្រាប់កំណត់ការសំយោគប្រូតេអ៊ីនមួយ។ ប្រូតេអ៊ីននេះធ្វើឱ្យលេចចេញនូវលក្ខណៈមួយ ឬផេណូទីបមួយ។

១.២ ភាពត្រូវគ្នានៃ ADN និងប្រូតេអ៊ីន

ទ្រឹស្ដីខាងលើដែលថា «សែនមួយដឹកនាំសំយោគអង់ស៊ីមមួយ» ត្រូវប្ដូរទៅជា«សែនមួយដឹកនាំសំយោគប្រូតេអ៊ីនមួយ»  

ប្រៀបធៀបADN និងប្រូតេអ៊ីន

ចំណុចដូចគ្នា៖ 

   • ជាម៉ាក្រូម៉ូលេគុល
   • ម៉ូលេគុលនីមួយៗដែលកើតពីឯកតាតូចៗភ្ជាប់គ្នាជាច្រវ៉ាក់ម៉ូលេគុល
   • ម៉ូលេគុលនីមួយៗមានតំណលំដាប់នុយក្លេអូទីត ឬអាស៊ីតអាមីនេជាក់លាក់។ 

ចំណុចខុសគ្នា៖

២. ការចម្លងព័ត៌មានសេនេទិច

ព័ត៌មានសេនេទិច ជាប្លង់សាងសង់ប្រូតេអ៊ីនមាននៅលើអង្កត់ ADN ក្នុងណ្វៃយ៉ូក្រោមទម្រង់ជាតំណលំដាប់នុយក្លេអូទីត។ រោងជាងសំណង់ប្រូតេអ៊ីន គឺរីបូសូមហើយស្ថិតនៅក្នុងស៊ីតូប្លាស។ 

២.១ រូបផ្គុំARN នាំសារ(ARNm)

នៅក្នុងស៊ីតូប្លាស ម៉ូលេគុល ARNm ដឹកនាំសំយោគប្រូតេអ៊ីនដោយផ្ទាល់។ ARNm ជាម៉ូលេគុលដែលចូលទៅចម្លងព័ត៌មានសេនេទិចពីចង្វាក់ ADN មេម្ខាង ដើម្បីសំយោគប្រូតេអ៊ីន។

លក្ខណៈខុសគ្នារវាងម៉ូលេគុល ADN និងម៉ូលេគុលARN

ARN មាន ៣ ប្រភេទទៅតាមមុខងាររបស់វាគឺ៖
   • ARN នាំសារ (ARN_m) ជាអ្នកចម្លងក្រមពី AND។
   • ARN ដឹកនាំ (ARN_t) ជាអ្នកដឹកនាំអាស៊ីតអាមីនេទៅដាក់លើកូដុងនៃម៉ូលេគុល ARN_m។
   • ARN រីបូសូម (ARN_r) ជាកន្លែងសំយោគប្រូតេអ៊ីន។

២.២ ចលនការចម្លងក្រម

ការសំយោគ ARN_m ចាំបាច់ព្រោះព័ត៌មានសេនេទិច (ADN) ស្ថិតនៅក្នុងណ្វៃយ៉ូជានិច្ច ឯការសំយោគប្រូតេអ៊ីនធ្វើនៅក្នុងស៊ីតូប្លាស ហើយត្រូវមានម៉ូលេគុលទៅចម្លងក្រមគឺ ARN_m។ ការសំយោគ ARN_m កើតឡើងដោយមានអន្តរាគមន៍ពីអង់ស៊ីម ARN ប៉ូលីមេរ៉ាស។ អង់ស៊ីម ARN ប៉ូលីមេរ៉ាសមាននាទី៖

   • ទទួលស្គាល់សញ្ញាណសេនេទិច នៅលើម៉ូលេគុល ADN ដែលអាចចាប់ផ្ដើម និងបញ្ចប់ការសំយោគ ARN_m ត្រង់កន្លែងជាក់លាក់ ។
   • សម្ព័ន្ធអ៊ីដ្រូសែនខ្សោយរបស់ម៉ូលេគុល ADN ។ 
   • ធ្វើឱ្យមានប៉ូលីមែកម្មនៃរីបូនុយក្លេអូទីត ដោយរីបូនុយក្លេអូទីតសេរី ទៅបំពេញជាមួយនុយក្លេអូទីតច្រវ៉ាក់ម្ខាងរបស់ ADN តាមគោលការណ៍បំពេញ បាស A-U, C-G ។

ការចម្លងក្រមព័ត៌មានសេនេទិច គឺជាការចម្លង តំណលំដាប់នុយក្លេអូទីតលើអង្កត់មួយរបស់ ADN ឱ្យទៅជាតំណលំដាប់រីបូនុយក្លេអូទីតរបស់ ARN_m  ។

៣. ក្រមសេនេទិច
៣.១ ការចាំបាច់នៃក្រមមួយ

ក្រមសេនេទិច ជាប្រព័ន្ធនៃភាពត្រូវគ្នារវាងតំណលំដាប់នុយក្លេអូទីតទៅនឹងតំណលំដាប់អាស៊ីតអាមីនក្នុងប្រូតេអ៊ីន។ នុយក្លេអូទីត ៤ ប្រភេទរបស់ ADN កំណត់អាស៊ីតអាមីនេទាំង ២០ ប្រភេទគឺមានសម្មតិកម្មបី៖

   • នុយក្លេអូទីត១ កំណត់អាស៊ីតអាមីនេ១ ( 4 =4) នោះសល់ អាស៊ីតអាមីនេ ១៦ វាមិនគ្រប់ ។
   • នុយក្លេអូទីត២​​ កំណត់អាស៊ីតអាមីនេ១ (4²=16) នោះសល់ អាស៊ីតអាមីនេ ៤ វាមិនគ្រប់ ។
   • នុយក្លេអូទីត៣ កំណត់អាស៊ីតអាមីនេ១ (4³=64)​ គ្រប់គ្រាន់សម្រាប់កំណត់អាស៊ីតអាមីនេ ។

សន្និដ្ឋានបានថា នុយក្លេអូទីត 3 (មួយត្រីធាតុ) កំណត់អាស៊ីតអាមីនេមួយ។ អាស៊ីតអាមីនេមួយទទួលក្រុមពីត្រីធាតុមួយ រឺច្រើនពី ADN ។

៣.២ តារាងក្រមសេនេទិច

៣នុយក្លេអូទីត = ១ ត្រីធាតុ = ១ កូដុង = ១ អង់ទីកូដុង=១ អាស៊ីតអាមីន ដោយ ARN_m ជាអ្នកសំយោគប្រូតេអ៊ីនដោយផ្ទាល់ដូចនេះគេអាចឱ្យនិយមន័យ ក្រមសេនេទិច ជាប្រព័ន្ធត្រូវគ្នានៃតំណលំដាប់រីបូនុយក្លេអូទីតរបស់ ARN_m និង តំណដាប់អាស៊ីតអាមីនេ។ នាំឱ្យ  4³ = 64 កូដុង -3 កូដុងស្តុប = 61 កូដុង ត្រូវនឹងអាស៊ីតអាមីនេ 20 ប្រភេទ។ តាមតារាងក្រមសេនេទិចកូដុងដែលមិនកំណត់អាស៊ីតអាមីនេ មានកូដុង UAA UAG UGA ព្រោះវាជាកូដុងសម្រាប់បញ្ឈប់ការសំយោគប្រូតេអ៊ីនដែលហៅថា កូដុងស្តុប។ ក្រមសេនេទិចមានលក្ខណៈជាសកល ព្រោះភាវៈរស់ទាំងអស់មាននុយក្លេអូអ៊ីត៤ប្រភេទ សម្រាប់កំណត់អាស៊ីតអាមីនេ ២០ ប្រភេទ ហើយត្រីធាតុមួយកំណត់អាស៊ីតអាមីនេមួយ។

៤. ការបកប្រែក្រម

ការសំយោគប៉ូលីប៉ិបទីត មានការចូលរូមពី ARN_m  រីបូសូម ARN_t ។

៤.១ រីបូសូម

រីបូសូម ជាធាតុកោសិកាមួយ វាស្ថិតនៅសេរីក្នុងស៊ីតូប្លាសដែលចូលរួមសំយោគប្រូតេអ៊ីនហើយមាននាទីជារោងសាងសង់ប្រូតេអ៊ីន។ រីបូសូមមាន២ផ្នែកគឺ ឯកតារងធំ និងឯកតារងតូច ហើយមានកម្ពស់ 30nm និងទទឹង 20nm។

   • ឯកតារងធំ= ARN_r 3ម៉ូលេគុល + ប្រូតេអ៊ីន45
   • ឯកតារងតូច= ARN_r 1ម៉ូលេគុល+ ប្រូតេអ៊ីន33

ប៉ូលីសូម ជាសំណុំរីបូសូមដែលតភ្ជាប់គ្នាដោយម៉ូលេគុល ARN_m ។

៤.២  ARN ដឹកនាំ ARNt

ARN_t កើតពីច្រវ៉ាក់នុយក្លេអូទីតទោល ដែលចុងម្ខាងរុំលើខ្លួនឯងបង្កើតជាកំពកបី។ កំពកនីមួយៗ ជាកន្លែងដែលនុយក្លេអូទីតមិនបំពេញគ្នាដោយកំពកមួយមានបាសបីតគ្នា សម្រាប់បំពេញជាមួយកូដុងរបស់ ARN_m ហៅថា អង់ទីកូដុង។ ARN_t មានកន្លែងពិសេស២គឺ

   • ទទួលស្គាល់កូដុង ( បាស ៣ តភ្ជាប់គ្នារបស់ ARN_m ) ដោយសាអង់ទីកូដុង។
   • ភ្ជាប់អាស៊ីតអាមីនេយថាប្រភេទមួយ ។

(ARN_t) វាមាននាទីជាអ្នកដឹកនាំអាស៊ីតអាមីនេយថាប្រភេទមួយដោយផ្ទាល់របស់វា។ ការភ្ជាប់អាស៊ីតអាមីនេមួយទៅ ARN_t យថាប្រភេទប្រព្រឹត្តឡើងដោយមានអន្តរាគមន៍ពីអង់ស៊ីមយថាប្រភេទមួយគឺ អង់ស៊ីមអាមីណូអាស៊ីល (ARN_t) សាំងតេតាស និងថាមពល ATP ។

៤.៣ ចលនការបកប្រែក្រម

ការសំយោគច្រវ៉ាក់ប៉ូលីប៉ិបទីត ប្រព្រឹត្តទៅនៅក្នុងស៊ីតួប្លាសលើលីបូសូម។ វាជាចលនការទី២បន្ទាប់ពីចលនការចម្លងក្រមនៃការសំដែងចេញនៃសែន ។ ចលនការបកប្រែក្រមប្រព្រឹត្ដទៅ ឬចលនការសំយោគប៉ូលីប៉ិបទីតមាន ៣ ដំណាក់គឺ ដំណាក់ដំបូង ដំណាក់លូតវែង និងដំណាក់បញ្ចប់។ 

   ក.ដំណាក់ដំបូង

កូដុងផ្តើម AUG ត្រូវនឹងអាស៊ីតអាមីនេឈ្មោះ មេត្យូនីន។ រីបូសូម មានកន្លែងពិសេស ២ គឺថត P សម្រាប់មេត្យូនីន និងសម្រាប់ប៉ូលីប៉ិបទីត និងថង Aសម្រាប់ទទួលអាស៊ីតអាមីនេ។ ដំណាក់ដំបូង ចាប់ផ្ដើមដោយឯកតាទាំង ២ នៃរីបូសូមភ្ជាប់គ្នា ហើយភ្ជាប់ខ្លួនទៅនឹងកូដុងផ្ដើម AUG នៃ ARN_m ។ ARN_t ដែលមានអង់ទីកូដុង UAC តម្រូវជាមួយកូដុង AUG ដឹកនាំមេត្យូនីនទម្លាក់ក្នុងថត P នៃរីបូសូម ហើយចាកចេញពីរីបូសូម។

   ខ. ដំណាក់លូតវែង

ARN_t ដែលទម្លាក់ អាស៊ីតអាមីនេ រួចហើយ វាចាកចេញដើម្បីឱ្យថត A ទំនេរសម្រាប់ទទួល ARN_t ថ្មី។ ក្នុងដំណាក់លូតវែង រីបូសូមមានសកម្មភាពផ្លាស់ទីតាមបណ្ដោយ ARN_m ដោយលោតជាជំហានៗ ហើយមួយជំហានស្មើ 1 កូដុង។ ពេលរីបូសូមលោតមួយជំហានៗ គឺត្រូវមាន ARN_t ដឹកនាំអាស៊ីតអាមីនេមួយ ចូលទៅទម្លាក់ក្នុង រីបូសូមជានិច្ច ក្រោយពេលកូដុង និងអង់ទីកូដុង បំពេញគ្នាក្នុងថត A។ នៅក្នុង P អាស៊ីតអាមីនេភ្ជាប់គ្នាពីមួយទៅមួយដោយចំណងប៉ិបទីត ហើយកាន់តែលូតវែងទៅៗ ។

   គ.ដំណាក់បញ្ចប់

កាលណារីបូសូម ផ្លាស់ទីដល់ក្នុងកូដុងស្តុប UUA UAG UGA ការសំយោគប្រូតេអ៊ីន ត្រូវបាន បញ្ចប់ព្រោះ កូដុងស្តុប ជាកូដុងដែលបញ្ចប់ការសំយោគប្រូតេអ៊ីន ហើយឯកតារងទាំង ២ របស់រីបូសូម បំបែកចេញពីគ្នា ហើយ ARN_m  ARN_t  និងច្រវ៉ាក់ប៉ូលីប៉ិបទីតក៏បំបែកចេញពីគ្នាដែរ ។ នៅក្នុងច្រវ៉ាក់ប៉ូលីប៉ិបទីត ពេលសំយោគប្រូតេអ៊ីនចប់ មេត្យូនីនត្រូវបានផ្ដាច់ចេញពីចំណងប៉ិបទីត បន្ទាប់មកប្រូតេអ៊ីនដែលបានសំយោគហើយត្រូវដឹកជញ្ចូនទៅកនែ្លងដែលត្រូវការ ។

៥. តម្រូវការនៃការសំដែងផេណូទីប

គ្រប់កោសិកាក្នុងសារពាង្គកាយតែមួយ មានសែនដូចគ្នា ពីព្រោះកោសិកាទាំងអស់មានដើមកំណើត ចេញពី ស៊ីកូត តែមួយដែលចែកខ្លួនជាបន្តបន្ទាប់តាមមីតូស។ សែនទាំងអស់នៃសារពាង្គកាយមួយ គ្មានសកម្មភាពគ្រប់ពេលព្រមគ្នាទេ ពីព្រោះ សែន នីមួយៗសំយោគតែ ប្រូតេអ៊ីន ណាដែលចាំបាច់ចំពោះវា និងនៅពេលណាដែលវាត្រូវការប៉ុណ្ណោះ។ ដូចនេះគេថា «វាមានតម្រូវសំយោគប្រូតេអ៊ីន»។

តម្រូវសំយោគប្រូតេអ៊ីនទទួលឥទ្ធិពលពី ស៊ីតូប្លាស និងមានសែន ៣ ប្រភេទចូលរួមសំយោគប្រូតេអ៊ីន៖

   • សែនទម្រង់ជាសែនមានព័ត៌មានសេនេទិចសម្រាប់កំណត់ទម្រង់ប្រូតេអ៊ីន។
   • សែនប្រតិបត្តិការជាសែនដែលមាននាទីឃបញ្ជាលើសែនទម្រង់ ។
   • សែនតម្រូវឬសែនត្រួតពិនិត្យជាសែនដែលទទួលឥទ្ធិពលពីស៊ីតូប្លាស ហើយមានបញ្ជាលើសែនប្រតិបត្តិការ ។