the genetic basis of evolution
DESCRIPTION
The Genetic Basis of Evolution. I. Genetic Basis II. Mechanism of Evolution. I. Genetic Background. 1.1 From Cell to Chromosomes 1.2 From DNA to Phenotypes 1.3 Transmission of Characters. Level of Organization ในสัตว์. Level of Organization ใน พืช. หน่วยของชีวิตที่เล็กที่สุด. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
1
The Genetic Basis of Evolution
I. Genetic Basis
II. Mechanism of Evolution
2
I. Genetic Background
1.1 From Cell to Chromosomes
1.2 From DNA to Phenotypes
1.3 Transmission of Characters
3
Level of Organization ในสั�ตว์�
4
Level of Organization ใน พืช
5
หน�ว์ยของช�ว์�ตที่��เล็�กที่��สั�ด
6
สัารพื�นธุ�กรรม
DNA Deoxyribonucleic
Acid
7
From Cell to Chromosome
&From
Chromosome to DNA
8
Cell
• หน�ว์ยเล็�กที่��สั�ดของสั��งม�ช�ว์�ต(organism) ที่��ม�คุ�ณสัมบั�ต�ของช�ว์�ต (life)– ด#ารงช�พืด$ว์ยต�ว์เอง หรอม�ศั�กยภาพืในการ
ด#ารงช�พื– ร�ว์มก�นเป็(นโคุรงสัร$างเฉพืาะ– ม� metabolisms– ตอบัสันองต�อการเป็ล็��ยนแป็ล็งสั��งแว์ดล็$อม– ถ่�ายที่อดพื�นธุ�กรรมในการสับัพื�นธุ��
9
Prokaryotic cell: เชล็ล็�
ช�.นต#�า ไม�เย�อห�$มnucleus เช�นbacteria Eukaryotic
ell: เชล็ล็�ช�.นสั0ง ม�เย�อห�$ม
nucleus เช�นเชล็ล็�พืช, สั�ตว์�ที่��ว์ไป็
Cell ป็ระกอบัด$ว์ย 2 สั�ว์นใหญ่� คุอ Cytoplasm แล็ะ Nucleus
10
From Cell to
Chromosomes
11
Chromosome โคุรงสัร$างพื�นธุ�กรรมในระด�บัองศั�
กรใหญ่�ที่��สั�ด• ป็ระกอบัข2.นด$ว์ย DNA แล็ะ Chromosomal Proteins
• โคุรงสัร$างซั�บัซั$อน เร��มจาก– เสั$นเล็�กบัาง ไม�เห�นด$ว์ยกล็$อง LM จนถ่2ง– ขดเป็(นแที่�งหนา เห�นด$ว์ยกล็$อง LM
• ขณะพื�นธุ�กรรมที่#างานจะคุล็ายต�ว์เป็(นเสั$นบัาง• ม�เป็(นคุ0�เหมอนก�น เร�ยกว์�า Homologous Chromosomes
12
ลั�กษณะ แลัะ จำนวนของ Chromosomes ของสิ่��งมี�ชี�ว�ตแต�ลัะ
ชีน�ด เรี�ยกว� Karyotype
Karyotype ของ คุนผู้0$ชาย (human male)
13
• Cells รี�งกยปกต� homologous chromosomes
มี�จำนวนเป�นคู่ � -Diploid• Cells สิ่!บพั�นธุ์%& homologous chromosomes
มี�จำนวนเด��ยว - Haploid
Chromosome ป็กต�ม�เป็(นคุ0�แล็ะเหมอนก�น
เร�ยกว์�า Homologous chromosome
14
Life cycles ของสั��งม�ช�ว์�ตแสัดง ช�ว์งที่��ม�Haploid ก�บัม� Diploid
พืช
สั�ตว์�
15
Meiosis การแบั�งเซัล็ล็�สั�บัพื�นธุ��ในอว์�ยว์ะ สับัพื�นธุ�� ได$เซัล็ล็�ล็0กที่��ม� จ#านว์น
Chromosomes เป็(น Haploid ได$เซัล็ล็�สับัพื�นธุ��
Mitosis การแบั�งเซัล็ล็�ร�างกายที่��ว์ไป็ ได$ เซัล็ล็�ล็0กที่��ม� จ#านว์น Chromosomes
เป็(น Diploid แล็ะ เป็(น การสับัพื�นธุ��ระด�บัcells
16
บัน Chromosome ม� หน�ว์ยพื�นธุ�กรรม เร�ยกว์�า
Gene
Gene = to be born
Gene คุอ ป็6จจ�ยสั#าหร�บัถ่�ายที่อดพื�นธุ�กรรม
Gene คุอ ช�ว์งหน2�งๆ ของDNA
17
18
• Gene ของแต�ล็ะล็�กษณะ อาจม�ได$หล็ายcopy
เช�น ล็�กษณะกล็��มเล็อด ABO ม� 3 copies• แต�ล็ะ copy เร�ยก Allele• Allele คุอ Molecular form ของgene
• แต�ล็ะ Allele อย0�บันต#าแหน�ง Locus บัน homologous chromosome• แต�ล็ะ Allele ถ่�ายที่อดไม�ข2.นต�อก�น• ในสั��งม�ช�ว์�ต 1 individual แต�ล็ะ gene ม�เพื�ยง 2 alleles
19
แบับัของ คุ0�alleles เร�ยก
ว์�าGenoty
pe - HH Homozygous
Dominant - Hh
Heterozygous - hh
HomozygousRecessive
Dominant allele ต�ว์พื�มพื�ใหญ่�
Recessive allele ต�ว์พื�มพื�เล็�ก
20
From Chromosome to DNA
Chromoso me
ป็ระกอบัด$ว์ยDNA + Chromosomal Proteins
21
From DNA to Phenotypes
Transmission of characters
22
Phenotypes
23
Phenotype คุอ ล็�กษณะ (characters) ต�าง ๆ
ของสั��งม�ช�ว์�ต โดยม�สัาร Proteins เป็(นต�ว์พื.นฐาน• DNA เป็(น ต�ว์พื�นธุ�กรรม หรอ gene ที่��ถ่�ายที่อด
ล็�กษณะ (phenotype) โดยเพื��มจ#านว์นต�ว์เอง แล็$ว์แบั�งต�ว์ ถ่�ายที่อด
ให$ล็0ก• DNA เป็(นข$อม0ล็พื�นธุ�กรรม (genetic information) ที่�.ง
หมดของ Proteins แล็ะ คุว์บัคุ�มล็�กษณะ โดย ก#าหนดเป็(น
รห�สัสั#าหร�บั Amino Acid ใน proteins
24
DNA = Deoxyribonucleicacid
เป็(นสัารพื�นธุ��กรรมเป็(นสัาร Nucleic acid ชน�ดหน2�ง
25
Nucleic acids ในสัารพื�นธุ�กรรม
ม� 2 ชน�ด 1. Ribonucleic acid
– RNA 2. Deoxyribonucleic
– DNA
26
Nucleic Acids• polymers ของ Nucleotides
ซั2�งป็ระกอบัข2.นด$ว์ย 3 สั�ว์น1. Five-carbon sugar (Pentose)2. Phosphate group3. Nitrogen bases
3.1 Purine 3.2 Pyrimidine
27
Components ของNucleotides
28
DNA Structur
e
ComplementarybasesPurine: Adenine , GuaninePyrimidine:Thymine, Cytosine
Watson-Crick Model
DNA เป็(นDouble helix
(double strand)
29
RNA structu
re
ComplementarybasesPurine: Adenine , GuaninePyrimidine: Uracil , Cytosine
RNA เป็(น Single
strand
30
• การที่#างานแล็ะการแสัดงออกของDNA จนที่#าให$เก�ด Phenotypes คุล็$ายก�บัเป็(นการไหล็ของข$อม0ล็
พื�นธุ�กรรม (อย�างเป็(นระบับั ) เร�ยกว์�าCentral Dogma of Molecular Biology
Function of DNA
31
Central Dogma of Molecular Biology
Original version
Up-to-date version
32
สัร�ป็ :
หารไหล็ของข$อม0ล็พื�นธุ�กร
รม จากDNA
ไป็RNA
ไป็Proteins
33
Central Dogma ของ
Molecular Biology 1. Replication สั�งเคุราะห�สัารพื�นธุ�กรรมDNA
โดยใช$ DNA เสั$นเด�มแม�แบับั - Template
เพื�อให$ถ่�ายที่อดล็�กษณะพื�นธุ�กรรมที่��เหมอนเด�มให$ล็0ก
2. Transcription ถ่อดรห�สัข$อม0ล็จาก DNA โดยสั�งเคุราะห�ข$อม0ล็ใหม�ให$อย0�ในร0ป็ของ RNA3. Translation แป็ล็รห�สัข$อม0ล็บัน RNA โดยแป็ล็ใช$
สั�งเคุราะห� Protein ซั2�งเป็(นต�ว์ล็�กษณะ พื�นธุ�กรรม
หรอ Character หรอ Phenotype
34
Replication of DNA หรอ การ จ#าล็อง DNA หรอ
การสั�งเคุราะห� DNA
DNA เสั$นเด�มที่�.ง 2 เสั$นเป็(นแม�แบับัเร�ยกว์�าDNA Template แล็ะ ใช$ enzyme ช�อHelicase แยกเสั$นแม�แบับัออกจากก�น
แล็$ว์ใช$ enzyme ช�อ DNA Polymerase ต�อ โมเล็ก�ล็nucleotides เข$าก�บัแม�แบับั
35
Replication การ
จ#าล็องพื�นธุ�กรรม
36
Transcription ของ DNA หรอ การถ่อดรห�สัพื�นธุ�กรรม หรอ
การสั�งเคุราะห� RNAs• ต$องการ DNA เพื�ยง เสั$นเด�ยว์เป็(นแม�แบับั
ในการสัร$าง RNA
• ใช$ enzyme ช�อ RNA Polymerase แยก DNA 2 เสั$นออกจากก�น แล็ะต�อ
ribonucleotides ได$สัาย RNA • RNA จะถ่0กสั�งไป็ที่#างานในการสั�งเคุราะห�protein ที่�� Cytoplasm
37
Transcription - การถ่อดรห�สัพื�นธุ�กรรม
38
RNA ม� 3
ชน�ด
• Messenger RNA (mRNA
• Transfer RNA (tRNA)• Ribosomal RNA (rRNA)
นอกจากน�. RNA ย�งเป็(นสัาร พื�นธุ�กรรมหรอ gene ของ
Virus หล็ายชน�ด เช�น virus ที่#าให$เก�ดโรคุ AIDS แล็ะ โรคุ
SARS
39
Messenger RNA(mRNA)
เป�น RNA ที่��มี�รีหั�สิ่พั�นธุ์%กรีรีมี- Genetic codes ซึ่+�งถอดมี
จำก DNA บอกใหั.รี .ชีน�ดของ ami no acid ในสิ่ยโปรีต�นที่��พั�นธุ์%กรีรีมีกหันด
• รีหั�สิ่เรี�ยกว� Codon• Codon ปรีะกอบด.วย 3 bases• 1 Codon แปลัได.เป�น AAAAA 1
AAAA
40
Genetic Codes• 64 4( 3 ) C odons
3 1( bases = codon , ม� 4 bases => 43 = 64 codons)
• แป็ล็ให$ AAAAA AAAAA 20 แล็ะ• 3 Stop A (, , แล็ะ UGA)
รห�สั ให$หย�ด การสัร$าง proteins • AUG เป็(น start codon ให$เร��มการสัร$าง
proteins แล็ะเป็(น code สั#าหร�บัmethionine
41
การใช$Codon
42
43
Transfer RNA(tRNA)
เป�นผู้ .แปลัหัรี!ออ�น รีหั�สิ่บน
mRNA โดยนamino acids เข.สิ่ �กรีะบวนกรี
สิ่�งเคู่รีะหั& โปรีต�น (Translati
on)• tRNA ม� รห�สัตรงข$ามก�บั Codon
เร�ยกว์�า Anticodon ซั2�ง ม� base3 ต�ว์จ�บัได$พือด�ก�บั Codon บัน
mRNA
Codon Anticodon
44
Ribosomal RNA (rRNA) รว์มก�บั protein กล็ายเป็(น Riboso
me • Ribosome
– สัถ่านที่��หรอโรงงาน ผู้ล็�ตโป็รต�นของ Cell– ป็ระกอบัด$ว์ย
2 subunits– Small subunit
แล็ะ– Large subunit
45
Translation การแป็ล็รห�สัพื�ยธุ�กรรม หรอการ
สั�งเคุราะห� protein• RNA ที่�.ง3 ชน�ดที่#างาน• ร�ว์มก�นในการสัร$าง•protein โดย• mRNA ม�รห�สั codons ของรห�สัของข$อม0ล็พื�นธุ�กรรม• tRNA น#า amino acid ในเซัล็ล็� เข$ามาต�อก�นตามล็#าด�บั codon
โดย tRNA อ�านรห�สั codon ให$ตรงก�บั anticodon• rRNA เป็(นโรงงานในการสัร$าง
46
Translation (Protein Synthesis)
47
Translation
48
สัร�ป็ :
เหต�การณ�Transcri
ption &
Translat
ion
หรอการที่#างาน
ของ พื�นธุ�กรรม
49
Phenotypes
50
The Genetic Basis of Evolution
II. Mechanism of Evolution