គំរូម៉ូលេគុល DNA របស់ Watson និង Crick
នៅដើមសតវត្សរ៍ទី 20 ការយល់ដឹងរបស់យើងអំពីហ្សែនមានកម្រិតណាស់។ ទោះបីជាគេយល់ថាហ្សែនគឺជាឯកតាមូលដ្ឋាននៃតំណពូជក៏ដោយ រចនាសម្ព័ន្ធលម្អិត និងយន្តការនៃសកម្មភាពរបស់វានៅតែជាអាថ៌កំបាំង។ របកគំហើញមួយបានកើតឡើងនៅឆ្នាំ 1953 នៅពេលដែលអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រវ័យក្មេងពីរនាក់គឺលោក James Watson និងលោក Francis Crick បានស្នើឡើងនូវគំរូនៃរចនាសម្ព័ន្ធ DNA ដែលបានក្លាយជាមូលដ្ឋានគ្រឹះសម្រាប់ការយល់ដឹងសម័យទំនើបអំពីជីវវិទ្យាម៉ូលេគុល។ ការរកឃើញនេះមិនត្រឹមតែបានបើកផ្លូវសម្រាប់ការស្រាវជ្រាវហ្សែនជាច្រើនប្រភេទប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងបានធ្វើបដិវត្តន៍វេជ្ជសាស្ត្រ កោសល្យវិច្ច័យ និងវិស័យជាច្រើនទៀតផងដែរ។
ប្រវត្តិសាស្ត្រ
មុនពេលយើងស្វែងយល់ពីការរកឃើញដ៏អស្ចារ្យរបស់ Watson និង Crick វាជាការសំខាន់ណាស់ក្នុងការយល់ដឹងអំពីបរិបទវិទ្យាសាស្ត្រនៃសម័យនោះ។ នៅចុងសតវត្សរ៍ទី 19 និងដើមសតវត្សរ៍ទី 20 គោលគំនិតនៃ "ហ្សែន" ត្រូវបានគេស្គាល់យ៉ាងច្បាស់ ប៉ុន្តែរចនាសម្ព័ន្ធរូបវន្ត និងគីមីរបស់វានៅតែមិនច្បាស់លាស់។ ការស្រាវជ្រាវដោយអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រដូចជា Gregor Mendel ដែលបានពិសោធន៍ជាមួយរុក្ខជាតិសណ្តែក បានបង្ហាញថាលក្ខណៈអាចត្រូវបានទទួលមរតកជាប្រព័ន្ធ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ សារធាតុដែលផ្ទុកព័ត៌មាននេះនៅតែមិនស្គាល់។
នៅឆ្នាំ 1928 លោក Frederick Griffith បានបង្ហាញពីការពិសោធន៍ដ៏ល្បីល្បាញមួយដែលបង្ហាញថា បាក់តេរីអាចផ្ទេរព័ត៌មានហ្សែនរវាងគ្នាទៅវិញទៅមក ដែលជាបាតុភូតមួយដែលក្រោយមកត្រូវបានគេស្គាល់ថាជាការបំលែងបាក់តេរី។ លោក Griffith បានបង្ហាញថា បាក់តេរីប្រភេទមិនសាហាវអាចក្លាយជាបាក់តេរីសាហាវបានបន្ទាប់ពីលាយជាមួយបាក់តេរីប្រភេទងាប់ ប៉ុន្តែពីមុនសាហាវ។ នេះផ្តល់នូវតម្រុយមួយថា ម៉ូលេគុលជាក់លាក់ទទួលខុសត្រូវចំពោះតំណពូជ។
នៅឆ្នាំ 1944 លោក Oswald Avery និងសហការីរបស់គាត់នៅវិទ្យាស្ថាន Rockefeller បានកំណត់ DNA ថាជាឧបករណ៍ផ្ទុកព័ត៌មាន ដែលជាការសន្និដ្ឋានដំបូងឡើយត្រូវបានបដិសេធដោយអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រជាច្រើន ដែលជឿថាប្រូតេអ៊ីនគឺជាម៉ូលេគុលព័ត៌មានឡូជីខលជាងដោយសារតែភាពស្មុគស្មាញរបស់វា។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការរកឃើញនេះបានដាក់មូលដ្ឋានគ្រឹះសម្រាប់ការស្រាវជ្រាវជាបន្តបន្ទាប់។
ការរកឃើញគំរូ Double Helix
សូមចូលរួមជាមួយលោក James Watson ដែលជាអ្នកជីវវិទូម៉ូលេគុលជនជាតិអាមេរិក និងលោក Francis Crick ដែលជាអ្នករូបវិទ្យាជនជាតិអង់គ្លេសដែលបានប្រែក្លាយជាអ្នកជីវវិទូ។ នៅដើមទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1950 អ្នកទាំងពីរបានធ្វើការនៅមន្ទីរពិសោធន៍ Cavendish នៅសាកលវិទ្យាល័យ Cambridge។ អ្នកទាំងពីរមានចំណាប់អារម្មណ៍លើរចនាសម្ព័ន្ធនៃ DNA និងរបៀបដែលវារក្សាទុកព័ត៌មានហ្សែន។
ក្នុងអំឡុងពេលនេះ Rosalind Franklin និង Maurice Wilkins នៅ King's College London ក៏បានស៊ើបអង្កេតរចនាសម្ព័ន្ធនៃ DNA ដោយប្រើគ្រីស្តាល់កាំរស្មីអ៊ិចផងដែរ។ លទ្ធផលនៃការពិសោធន៍របស់ Franklin ដែលក្រោយមកត្រូវបានគេស្គាល់ថាជារូបថតទី 51 បានផ្តល់នូវទិដ្ឋភាពដ៏សំខាន់មួយទៅលើរូបរាងវង់របស់វា។
Watson និង Crick ដោយប្រើប្រាស់ចំណេះដឹងរបស់ពួកគេអំពីគីមីវិទ្យាជាមូលដ្ឋាននៃ DNA និងព័ត៌មានពីការពិសោធន៍របស់ Franklin និង Wilkins បានរចនាគំរូ double-helix ដ៏ល្បីល្បាញនៃម៉ូលេគុល DNA។ ពួកគេបានដឹងថា double helix អាចពន្យល់មិនត្រឹមតែរចនាសម្ព័ន្ធនៃ DNA ប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងរបៀបដែល DNA ចម្លង និងផ្ទុកព័ត៌មានហ្សែនផងដែរ។
លក្ខណៈពិសេសនៃម៉ូដែល Double Helix
គំរូវង់ទ្វេរបស់ Watson និង Crick មានលក្ខណៈសំខាន់ៗមួយចំនួនដែលពន្យល់ពីរបៀបដែល DNA ផ្ទុក និងបញ្ជូនព័ត៌មានហ្សែន៖
១. រចនាសម្ព័ន្ធវង់ទ្វេ៖ ឌីអិនអេ មានខ្សែសង្វាក់ប៉ូលីនុយក្លេអូទីតពីររុំជុំវិញគ្នា បង្កើតបានជារចនាសម្ព័ន្ធវង់ទ្វេ។ ខ្សែសង្វាក់ទាំងនេះមានឆ្អឹងខ្នងផូស្វាត និងស្ករឌីអុកស៊ីរីបូស។
២. ការផ្គូផ្គងបាស៖ ខ្សែ DNA ត្រូវបានភ្ជាប់ដោយគូបាសអាសូត។ អាដេនីនផ្គូផ្គងជាមួយធីមីនតាមរយៈចំណងអ៊ីដ្រូសែនពីរ និងស៊ីតូស៊ីនផ្គូផ្គងជាមួយហ្គានីនតាមរយៈចំណងអ៊ីដ្រូសែនបី។ លំនាំជាក់លាក់នេះ (គោលការណ៍នៃការបំពេញបន្ថែម) អនុញ្ញាតឱ្យ DNA ត្រូវបានចម្លង និងចម្លងបានយ៉ាងត្រឹមត្រូវ។
៣. ទិសដៅប្រឆាំងប៉ារ៉ាឡែល៖ ខ្សែសង្វាក់ប៉ូលីនុយក្លេអូទីតពីរនៅក្នុង DNA គឺផ្ទុយប៉ារ៉ាឡែល។ ខ្សែសង្វាក់មួយរត់ពី 5′ ដល់ 3′ ខណៈពេលដែលខ្សែសង្វាក់មួយទៀតរត់ពី 3′ ដល់ 5′។ ទិសដៅនេះគឺសំខាន់សម្រាប់ដំណើរការនៃការចម្លង និងការចម្លង។
៤. ការចម្លងពាក់កណ្តាលអភិរក្ស៖ ខ្សែនីមួយៗនៃវង់ទ្វេអាចបម្រើជាគំរូសម្រាប់ការសំយោគខ្សែថ្មីមួយ។ លទ្ធផលគឺម៉ូលេគុល DNA ពីរ ដែលខ្សែនីមួយៗមានខ្សែមេមួយ និងខ្សែថ្មីមួយ ដែលជាដំណើរការដែលគេស្គាល់ថាជាការចម្លងពាក់កណ្តាលអភិរក្ស។
ផលប៉ះពាល់និងផលប៉ះពាល់
ផលប៉ះពាល់នៃការរកឃើញរបស់ Watson និង Crick អំពីរចនាសម្ព័ន្ធវង់ពីរនៃ DNA ក្នុងជីវវិទ្យា និងវេជ្ជសាស្ត្រមិនអាចត្រូវបានសង្កត់ធ្ងន់លើសលប់នោះទេ។ វាបានពន្យល់អំពីយន្តការជាមូលដ្ឋាននៃការទទួលមរតក ការផ្លាស់ប្តូរហ្សែន និងការវិវត្តន៍។ គំរូនេះក៏បានផ្តល់មូលដ្ឋានសម្រាប់ការរកឃើញក្នុងជីវបច្ចេកវិទ្យា និងវិស្វកម្មហ្សែន ដែលអាចឱ្យបង្កើតបច្ចេកទេសដូចជា PCR (ប្រតិកម្មខ្សែសង្វាក់ប៉ូលីមែររ៉ាស) និងវិស្វកម្ម GMOs (សារពាង្គកាយកែប្រែហ្សែន)។
លើសពីនេះ ការយល់ដឹងអំពី DNA បានជំរុញការអភិវឌ្ឍនៅក្នុងវិស័យកោសល្យវិច្ច័យតាមរយៈការវិភាគ DNA ដែលអាចឱ្យមានការកំណត់អត្តសញ្ញាណបុគ្គលពីគំរូជីវសាស្រ្ត។ នៅក្នុងវិស័យវេជ្ជសាស្ត្រ ការរីកចម្រើនផ្នែកពន្ធុវិទ្យាម៉ូលេគុលបានបើកផ្លូវសម្រាប់ឱសថផ្ទាល់ខ្លួន ដែលការព្យាបាលអាចត្រូវបានរៀបចំឡើងសម្រាប់សមាសភាពហ្សែនរបស់អ្នកជំងឺម្នាក់ៗ។
ភាពចម្រូងចម្រាស និងការសារភាព
ខណៈពេលដែល Watson និង Crick ទទួលបានការទទួលស្គាល់យ៉ាងទូលំទូលាយសម្រាប់គំរូនេះ វាជាការសំខាន់ណាស់ក្នុងការទទួលស្គាល់ការចូលរួមចំណែករបស់អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រដទៃទៀត ដូចជា Rosalind Franklin ជាដើម។ ការពិសោធន៍គ្រីស្តាល់កាំរស្មីអ៊ិចរបស់ Franklin គឺមានសារៈសំខាន់ចំពោះការអភិវឌ្ឍគំរូវង់ទ្វេ ប៉ុន្តែការទទួលស្គាល់របស់នាងបានកើតឡើងច្រើនឆ្នាំក្រោយមក។
នៅឆ្នាំ 1962 លោក Watson, Crick និង Wilkins បានទទួលរង្វាន់ណូបែលផ្នែកសរីរវិទ្យា ឬវេជ្ជសាស្ត្រ។ ជាអកុសល លោក Franklin បានទទួលមរណភាពដោយសារជំងឺមហារីកអូវែរនៅឆ្នាំ 1958 ហើយរង្វាន់ណូបែលមិនត្រូវបានផ្តល់ជូនបន្ទាប់ពីមរណភាពរបស់គាត់ឡើយ។
សេចក្តីសន្និដ្ឋាន
គំរូម៉ូលេគុលនៃ DNA របស់ Watson និង Crick គឺជាសមិទ្ធផលដ៏អស្ចារ្យបំផុតមួយនៃវិទ្យាសាស្ត្រសតវត្សរ៍ទី 20។ វាមិនត្រឹមតែបានផ្លាស់ប្តូររបៀបដែលយើងយល់អំពីទិដ្ឋភាពជាមូលដ្ឋាននៃជីវវិទ្យាប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងបានបង្កឱ្យមានរបកគំហើញសំខាន់ៗនៅទូទាំងវិញ្ញាសាជាច្រើនផងដែរ។ តាមរយៈការយល់ដឹងអំពីរចនាសម្ព័ន្ធនៃ DNA យើងបានចាប់ផ្តើមដោះសោអាថ៌កំបាំងនៃជីវិតខ្លួនឯង ដោយភ្ជាប់ម៉ូលេគុលតូចមួយនេះទៅនឹងគោលគំនិតសំខាន់ៗដូចជាការវិវត្តន៍ តំណពូជ និងជំងឺ។ នៅក្នុងទសវត្សរ៍បន្ទាប់ ការរកឃើញនេះបានបន្តជម្រុញ និងណែនាំការស្រាវជ្រាវវិទ្យាសាស្ត្រ ដោយបង្ហាញពីសក្តានុពលដ៏ធំធេងរបស់ DNA ក្នុងការជួយមនុស្សឱ្យយល់កាន់តែច្បាស់អំពីខ្លួនឯង និងជីវិតនៅលើផែនដី។
