การกลายพันธุ์

เซลล์ของคน สัตว์ พืช และจุลินทรีย์ มีดีเอ็นเอซึ่งเปรียบเสมือนแบบพิมพ์เขียวของสิ่งมีชีวิตนั้น ๆ เป็นตัวกำหนดว่าสิ่งมีชีวิตนั้นจะมีลักษณะหน้าตาอย่างไร และจะถ่ายทอดลักษณะใดบ้างให้แก่เซลล์ลูกหลาน การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นกับโมเลกุลของดีเอ็นเอซึ่งสามารถถ่ายทอดสู่เซลล์ลูกหลานได้เรียกว่า “การกลาย (mutation)”

ภายในเซลล์ ดีเอ็นเอจะจัดเรียงตัวอยู่กับโปรตีน เป็นโครงสร้างที่เราเรียกว่า “โครโมโซม” ส่วนการจัดเรียงตัวของลำดับนิวคลีโอไทด์ ซึ่งเป็นหน่วยย่อยของดีเอ็นเอ จะเป็นรหัสบ่งบอกหน้าที่ของแต่ละส่วนบนสายดีเอ็นเอนั้น ซึ่งเราเรียกส่วนที่เป็นรหัสสำหรับการสร้างโปรตีนว่า “ยีน” การกลายสามารถเกิดขึ้นได้ทั้งในระดับยีนและในระดับโครโมโซม หากการกลายนั้นเกี่ยวข้องกับยีนใดยีนหนึ่ง จะจัดเป็นการกลายในระดับยีน (gene mutation) หากการกลายเกี่ยวข้องกับลำดับนิวคลีโอไทด์เป็นจำนวนมาก หรือมีผลให้โครงสร้างในระดับโครโมโซมเปลี่ยนไป จะจัดเป็นการกลายในระดับโครโมโซม (chromosome mutation)

การกลายอาจเกิดขึ้นได้ จากสารก่อกลายพันธุ์ หรือจากรังสี สารก่อกลายพันธุ์ เช่น ethylmethanesulfonate และ ethylnitrosourea สามารถทำปฏิกิริยากับนิวคลีโอไทด์ เป็นสาเหตุให้ลำดับนิวคลีโอไทด์เปลี่ยนแปลงไป โดยอาจมีการขาดหายไป การเพิ่มจำนวน หรือการเปลี่ยนชนิดของนิวคลีโอไทด์ในโมเลกุลของดีเอ็นเอ การกลายที่เกิดจากสารก่อกลายพันธุ์มักจะจำกัดอยู่เฉพาะ 1-2 นิวคลีโอไทด์ต่อตำแหน่งการกลาย ซึ่งจัดเป็นการกลายในระดับยีน

รังสี เช่น รังสีเอกซ์ รังสีแกมมา และรังสีนิวตรอนเร็ว สามารถก่อให้เกิดการกลายในระดับยีนได้เช่นเดียวกันกับสารก่อกลายพันธุ์ และยังสามารถก่อให้เกิดการแตกหักของโมเลกุลดีเอ็นเอได้อีกด้วย การกลายจากรังสีจึงอาจประกอบด้วยการขาดหายไปของลำดับนิวคลีโอไทด์จำนวนมาก ซึ่งครอบคลุมพื้นที่มากกว่า 1 ยีน หรืออาจส่งผลให้เกิดการแลกเปลี่ยนชิ้นส่วนระหว่างโมเลกุลดีเอ็นเอจากต่างโครโมโซม ซึ่งจัดเป็นการกลายระดับโครโมโซม