มหัศจรรย์ ดีเอ็นเอ (DNA)

หน่วยปฏิบัติการวิจัยกลางไบโอเทค
ศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (BioTec)

ปัจจุบันนี้หากพูดถึงคำว่า “ดีเอ็นเอ (DNA)” ก็คงจะคุ้นหูกันจนเป็นเรื่องธรรมดาไปเสียแล้วสำหรับคนไทย เพราะหากดูจากพาดหัวข่าวหนังสือพิมพ์จะมีคำว่า “ดีเอ็นเอ” ปรากฏออกมาเป็นระยะๆอย่างไม่ขาดสาย... จะหาคนร้ายหรือตรวจสอบฆาตกรก็ต้อง “ตรวจดีเอ็นเอ” อยากรู้ว่าเป็นญาติกับคนดังจริงหรือไม่ก็ต้อง “ตรวจดีเอ็นเอ” อยากรู้ว่า “มีอะไรกับใคร” จริงหรือไม่ก็ต้อง “ตรวจดีเอ็นเอ” (อีกเช่นกัน)



ไม่เว้นแม้แต่จะตรวจว่า ไม้ท่อนที่ตำรวจเก็บไว้เป็นของกลางมาจากสาละวินจริงหรือไม่ … ก็ยังต้องมีการขอให้ “ตรวจดีเอ็นเอ” กันเลยครับ

[รูปที่ 1]

[ดีเอ็นเอ โมเลกุลแห่งชีวิต]

นอกจากดีเอ็นเอจะกลายมาเป็น “อุปกรณ์” หรือ “หลักฐาน” สำคัญในการไขปริศนาคดีลึกลับต่างๆแล้ว ดีเอ็นเอยังเป็น “สัญลักษณ์ (symbol)” หรือ ( ถ้าจะเรียกให้ทันสมัยทันยุคที่คอมพิวเตอร์ครองเมืองก็คงต้องว่าเป็น “ไอคอน (icon)”) สำหรับวิทยาศาสตร์ชีวภาพไปแล้ว ในแบบเดียวกับที่เวลาคิดถึงวิชา “ฟิสิกส์” คนจำนวนไม่น้อยจะนึกถึงภาพนักวิทยาศาสตร์หัวฟูๆท่านนั้น (ก็จะใครเสียอีกล่ะครับ… ก็คุณปู่ไอน์สไตน์นั่นแหละครับ) และ สมการสะท้านโลกอย่าง E= mc² สมการนั้น

[รูปที่ 1]

[ดีเอ็นเอที่มีโครงสร้างเป็นรูปเกลียวคู่

ประกอบขึ้นจากน้ำตาล หมู่ฟอสเฟต และเบสรวม 4 ชนิด]

ความจริงคนเรารู้จักกับดีเอ็นเอมาเกือบ 140 ปีมาแล้ว แต่นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ไม่ให้ความสำคัญกับมันมากนัก เนื่องจากกำลังมัวสนใจกับ โปรตีน โมเลกุลมหัศจรรย์อีกชนิดหนึ่ง เหตุผลสำคัญก็คือ โปรตีนมีความหลากหลายและลักษณะซับซ้อน จึงเชื่อกันว่า โปรตีนน่าจะเป็นสารที่เหมาะสมกับหน้าที่ในการกุมความลับของชีวิตและเป็น สารพันธุกรรม ที่ถ่ายทอดลักษณะของสิ่งมีชีวิตจากรุ่นหนึ่งไปยังอีกรุ่นหนึ่ง



ดีเอ็นเอกลายมาเป็นที่สนใจในวงกว้างมากขึ้นเมื่อ 50 ปีที่แล้วมานี่เอง เมื่อนักวิทยาศาสตร์หนุ่มสองคนในขณะนั้นคือ เจมส์ วัตสัน และ ฟรานซิส คริก ได้ประกาศการค้นพบโครงสร้างดีเอ็นเอว่าเป็นสายคู่ที่บิดพับเป็นเกลียวคล้ายบันไดเวียนแบบที่เรียกว่า
ดับเบิลเฮลิกซ์ (double helix) ในวารสารวิทยาศาสตร์ที่เก่าแก่และมีชื่อเสียงฉบับหนึ่งคือ Nature เมื่อวันที่ 25 เมษายน 2496

[รูปที่ 2]

[เจมส์ วัตสัน และ ฟรานซิส คริก สองนักวิทยาศาสตร์

ผู้ค้นพบโครงสร้างดีเอ็นเอกับโมเดลและรูปวาดดีเอ็นเอของพวกเขา]

[รูปที่ 3]

[บทความของวัตสันและคริก ที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature ในปี 2496

สังเกตนะครับว่ามีความยาวเพียงหนึ่งหน้ากระดาษนิดๆเท่านั้น]

เหตุที่บทความดังกล่าวกระตุ้นความสนใจของนักวิทยาศาสตร์ในสมัยนั้น ก็เพราะว่า วัตสันและคริกสังเกตและแนะนำไว้อย่างถูกต้อง (ตรวจสอบด้วยการทดลองในภายหลัง) ว่าสายดีเอ็นเอแต่ละสายทำหน้าที่เป็น “ต้นแบบ” ในการสร้างสายดีเอ็นเอสายใหม่ขึ้นได้ ซึ่งทำให้สมมติฐานที่เริ่มชัดเจนมากขึ้นเรื่อยๆในสมัยนั้นว่า ดีเอ็นเอนี่เองที่น่าจะทำหน้าที่เป็น “สารพันธุกรรม” ... ฟังดูมีน้ำหนักและสมเหตุสมผลอย่างที่สุด



การค้นพบดังกล่าวส่งผลกระทบอย่างกว้างขวางและลึกซึ้งต่อแวดวงวิทยาศาสตร์ และ ส่งผลให้วัตสันและคริกได้รับรางวัลโนเบลสาขาการแพทย์หรือสรีรวิทยาร่วมกับนักวิทยาศาสตร์อีกท่านหนึ่งที่มีผลงานเกี่ยวข้องกันอย่างใกล้ชิด คือ มัวริส วิลคินส์ ในปี 2505



นับจากการประกาศการค้นพบโครงสร้างของดีเอ็นเอ ก็มีการค้นพบคุณสมบัติต่างๆของดีเอ็นเอออกมาเรื่อยๆ ซึ่งล้วนแล้วแต่น่าสนใจจนกล่าวได้ว่าถึงขั้น “มหัศจรรรย์” ได้อย่างเต็มปากเต็มคำ … ดังที่ผมจะได้ยกตัวอย่างและสาธยายให้ฟังโดยละเอียดต่อไป