ยีน ดีเอ็นเอ และโครโมโซมเชื่อมโยงกันอย่างไร?

รหัสพันธุกรรมของเราเก็บพิมพ์เขียวสำหรับร่างกายของเรา ยีนเป็นแนวทางในการผลิตโปรตีน และโปรตีนประกอบด้วยร่างกายของเราหรือทำหน้าที่เป็นเอนไซม์ที่ควบคุมทุกสิ่งทุกอย่าง ยีน ดีเอ็นเอ และโครโมโซมล้วนเป็นส่วนที่เกี่ยวข้องกันอย่างใกล้ชิดของกระบวนการนี้ การทำความเข้าใจสิ่งเหล่านี้มีความสำคัญต่อการเข้าใจชีววิทยาของมนุษย์

ยีนเป็นพิมพ์เขียวสำหรับกรดอะมิโนสายเดียว ห่วงโซ่กรดอะมิโนเดี่ยวสามารถสร้างโปรตีนอย่างง่ายได้ โปรตีนอื่นๆ เป็นผลมาจากสายโซ่กรดอะมิโนหลายสายรวมกัน ยีนถูกเข้ารหัสเป็น DNA ในสิ่งมีชีวิตที่ไม่มีปัญหาทั้งหมด ไวรัสและพรีออน แม้จะไม่ถูกมองว่ายังมีชีวิตอยู่ แต่ก็มียีน แต่สามารถเข้ารหัสเป็น RNA ซึ่งเป็นโมเลกุลที่เกี่ยวข้องกัน หรือแม้แต่เป็นโปรตีนได้ คุณสามารถนึกถึงยีนเป็นแนวคิดที่มักเขียนด้วยดีเอ็นเอ

ดีเอ็นเอเป็นสารเคมีที่เข้ารหัสยีนในสิ่งมีชีวิตทั้งหมด มันมีสองส่วนหลัก: กระดูกสันหลังที่ทำจากน้ำตาล (deoxyribose) และนิวคลีโอไทด์ ลำดับของนิวคลีโอไทด์เป็นตัวอักษรที่เก็บข้อมูล นิวคลีโอไทด์ 4 ชนิด ได้แก่ อะดีนีน ไทมีน ไซโตซีน และกัวนีน ย่อมาจาก A, T, C และ G ตามลำดับ ส่วนประกอบเหล่านี้จับคู่กันและถูกจัดเรียงเป็นเกลียว ซึ่งเป็นรูปทรงที่มีเกลียวสองเส้นพันรอบตัวเองโดยมีนิวคลีโอไทด์อยู่ตรงกลาง เหมือนบันไดเวียนที่มีนิวคลีโอไทด์เป็นขั้นบันได

โครโมโซมเป็นโครงสร้างที่เซลล์ใช้ในการจัดระเบียบดีเอ็นเอเมื่อแบ่งตัว ในระหว่างการทำงานของเซลล์ปกติ DNA จะอยู่ในรูปของโครมาติน ซึ่งมองไม่เห็นภายใต้กล้องจุลทรรศน์ อย่างไรก็ตาม ในระหว่างการจำลองแบบของเซลล์ ดีเอ็นเอจะถูกผูกไว้กับโครโมโซมจำนวนหนึ่ง จำนวนที่แน่นอนแตกต่างกันไปตามสายพันธุ์ โครโมโซมประกอบด้วยกลุ่มของ DNA ที่มีโปรตีนโครงสร้างที่เรียกว่าฮิสโตน ส่วนใหญ่เป็นรูปตัว X และสมมาตร มีโครงสร้างอยู่ตรงกลางที่เรียกว่าเซนโทรเมียร์ ซึ่งยึดทั้งสองส่วนไว้ด้วยกัน มนุษย์มีโครโมโซม 46 อัน

เพื่อให้เข้าใจว่าชิ้นส่วนเหล่านี้เข้ากันได้อย่างไร ให้นึกถึงหน้าที่ของแต่ละส่วน ยีนเป็นแนวคิดหรือพิมพ์เขียว DNA เป็นภาษาหรือวิธีการเขียนยีน โครโมโซมเป็นโครงสร้างที่เซลล์ใช้ในการจัดระเบียบ DNA สำหรับการแบ่งเซลล์ โครโมโซมมักประกอบด้วยยีนหลายพันชนิดที่เขียนด้วยดีเอ็นเอ เนื่องจากมีข้อยกเว้นสำหรับกฎแทบทุกข้อในชีววิทยา มีบางสถานการณ์ที่ยีนถูกเขียนด้วย อย่างอื่นที่ไม่ใช่ DNA เช่น RNA ของไวรัสและโปรตีนของพรีออน แต่ไม่มีสิ่งใดที่คนทั่วไปมองว่าเป็น มีชีวิตอยู่