ชีวิตและยีน

ทางลัด: ความแตกต่างความคล้ายคลึงกันค่าสัมประสิทธิ์การเปรียบเทียบ Jaccardการอ้างอิง

ความแตกต่างระหว่าง ชีวิตและยีน

ชีวิต vs. ยีน

ีวิต คือสถานะที่แยกสิ่งมีชีวิตหรืออินทรีย์ออกจากสิ่งไม่มีชีวิตหรืออนินทรีย์และสิ่งมีชีวิตที่ตายแล้ว สิ่งมีชีวิตเติบโตผ่านกระบวนการสันดาป การสืบพันธุ์และ การปรับตัวต่อการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อม สิ่งมีชีวิตหลากหลายชนิดสามารถพบได้ในชีวมณฑลของโลก ส่วนประกอบทั่วไปของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ - พืช สัตว์ เห็ดรา โพรทิสต์ อาร์เคีย และ แบคทีเรีย - คือ เซลล์ที่มีส่วนของน้ำและคาร์บอนเป็นหลัก และ เซลล์แหล่านี้ถูกเรียบเรียงอย่างซับซ้อนตามข้อมูลจากหน่วยพันธุกรรม สิ่งมีชีวิตเหล่านี้เข้าสู่กระบวนการสันดาป เพิ่มความสามารถในการเจริญเติบโต ตอบสนองต่อสิ่งรอบตัว และ มีการปรับตัวและวิวัฒนาการโดยการผ่านการคัดเลือกโดยธรรมชาติ สิ่งที่มีคุณสมบัติเหล่านี้เท่านั้นที่ถือว่าเป็นสิ่งมีชีวิต ชีวิต คือ หน่วยที่ต้องใช้พลังงาน มีคุณสมบัติทั้งกายภาพและชีวภาพดังต่อไปนี้. รโมโซมคือสายดีเอ็นเอที่พันประกอบขึ้นเป็นรูปร่าง ยีนคือส่วนหนึ่งของสายดีเอ็นเอที่ถอดรหัสออกมาเพื่อทำหน้าที่ ยีนสมมติในภาพนี้ประกอบขึ้นจากแค่สี่สิบคู่เบส ซึ่งยีนจริงๆ จะมีจำนวนคู่เบสมากกว่านี้ ยีน, จีน หรือ สิ่งสืบต่อพันธุกรรม (gene) คือลำดับดีเอ็นเอหรืออาร์เอ็นเอที่สามารถถอดรหัสออกมาเป็นโมเลกุลหนึ่งๆ ที่สามารถทำหน้าที่ได้ โดยปกติแล้วดีเอ็นเอจะถูกถอดรหัสออกมาเป็นอาร์เอ็รนเอ แล้วอาร์เอ็นเอนั้นอาจทำหน้าที่ได้เองโดยตรง หรือเป็นแบบให้กับขั้นตอนการแปลรหัส ซึ่งเป็นการสร้างโปรตีนเพื่อทำหน้าที่ต่อไปก็ได้ การถ่ายทอดยีนไปยังทายาทของสิ่งมีชีวิตเป็นพื้นฐานที่สำคัญของการส่งต่อลักษณะไปยังรุ่นถัดไป ยีนต่างๆ เหล่านี้ประกอบกันขึ้นเป็นลำดับดีเอ็นเอเรียกว่าจีโนทัยป์หรือลักษณะพันธุกรรม ซึ่งเมื่อประกอบกับปัจจัยทางสิ่งแวดล้อมและการเจริญเติบโตแล้วจะเป็นตัวกำหนดฟีโนทัยป์หรือลักษณะปรากฏ ลักษณะทางชีวภาพหลายๆ อย่างถูกกำหนดโดยยีนหลายยีน บางอย่างถูกกำหนดโดยปฏิสัมพันธ์ระหว่างยีนกับสิ่งแวดล้อม ลักษณะทางพันธุกรรมบางอย่างอาจปรากฏให้เห็นได้อย่างชัดเจน เช่น สีตา จำนวนแขนขา และบางอย่างก็ไม่ปรากฏให้เห็น เช่น หมู่เลือด ความเสี่ยงของการเกิดโรค รวมถึงกระบวนการทางชีวเคมีนับพันที่เป็นพื้นฐานของชีวิต ยีนอาจเกิดการกลายพันธุ์สะสมในลำดับพันธุกรรมได้ ทำให้เกิดความแตกต่างของการแสดงออกในกลุ่มประชากร เรียกว่าแต่ละรูปแบบที่แตกต่างนี้ว่า อัลลีล แต่ละอัลลีลของยีนยีนหนึ่งจะถอดรหัสออกมาเป็นโปรตีนที่มีความแตกต่างกันเล็กน้อย ทำให้เกิดลักษณะปรากฏทางฟีโนทัยป์ที่แตกต่างกันไป ในระดับคนทั่วไปเมื่อพูดถึงการมียีน เช่น มียีนที่ดี มียีนสีผมน้ำตาล มักหมายถึงการมีอัลลีลที่แตกต่างของยีนยีนหนึ่ง ยีนเหล่านี้จะผ่านกระบวนการคัดเลือกโดยธรรมชาติเพื่อให้เกิดการอยู่รอดของอัลลีลที่เหมาะสมที่สุด ซึ่งเป็นกระบวนการสำคัญที่ทำให้เกิดวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต ยีนเป็นส่วนหนึ่งของโครโมโซมที่ถอดรหัสได้เป็นสายพอลิเพปไทด์หนึ่งสายที่ทำงานได้ (single functional polypeptide) หรือได้เป็นอาร์เอ็นเอ ยีนประกอบด้วยส่วนที่สามารถถอดรหัสเป็นอาร์เอ็นเอได้ เรียกว่า exon และบริเวณที่ไม่สามารถถอดรหัสได้ เรียกว่า intron.

การคัดเลือกโดยธรรมชาติ

Modern biology began in the nineteenth century with Charles Darwin's work on natural selection. การคัดเลือกโดยธรรมชาติ (natural selection) เป็นขบวนการแบบค่อยเป็นค่อยไปและไม่สุ่ม ซึ่งลักษณะทางชีววิทยาจะพบมากขึ้นหรือน้อยลงในประชากรเป็นหน้าที่ของการสืบพันธุ์แตกต่างกันของผู้ให้กำเนิด มันเป็นกลไกสำคัญของวิวัฒนาการ คำว่า "การคัดเลือกโดยธรรมชาติ" นั้น ถูกทำให้แพร่หลายโดย ชาลส์ ดาร์วิน ผู้ตั้งใจให้เทียบได้กับการคัดเลือกโดยมนุษย์ (artificial selection) หรือที่ปัจจุบันเรียกว่า การคัดเลือกพันธุ์ (selective breeding) การแปรผันเกิดขึ้นในประชากรสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ซึ่งบางส่วนเกิดขึ้นเพราะการกลายพันธุ์สุ่มในจีโนมของสิ่งมีชีวิตหนึ่ง และการกลายพันธุ์นั้นถูกส่งต่อไปยังลูกหลาน ตลอดชีวิตของสิ่งมีชีวิตหนึ่ง ๆ จีโนมของสิ่งมีชีวิตนั้นจะมีปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อมซึ่งทำให้ลักษณะมีการแปรผัน (varient) สิ่งแวดล้อมของจีโนม ได้แก่ ชีววิทยาโมเลกุลในเซลล์ เซลล์อื่น สิ่งมีชีวิตอื่น ประชากร สปีชีส์ เช่นเดียวกับสิ่งแวดล้อมอชีวนะ สิ่งมี่ชีวิตที่มีลักษณะแปรผันบางอย่างอาจมีชีวิตรอดและสืบพันธุ์ได้มากกว่าสิ่งมีชีวิตที่มีการแปรผันแบบอื่น ฉะนั้น ประชากรจึงเกิดวิวัฒนาการ ตัวอย่างเช่น ปัจจัยที่มีผลต่อความสำเร็จของการสืบพันธุ์เองก็สำคัญเช่นกัน และเป็นประเด็นที่ชาลส์ ดาร์วินบุกเบิกในความคิดการคัดเลือกทางเพศของเขา การคัดเลือกโดยธรรมชาติมีผลต่อฟีโนไทป์ หรือคุณลักษณะของสิ่งมีชีวิตที่สังเกตได้ แต่พื้นฐานทางพันธุกรรมซึ่งสืบทอดได้ของฟีโนไทป์ใด ๆ ที่ให้ข้อได้เปรียบในการสืบพันธุ์จะกลายมาปรากฏมากขึ้นในประชากร (ดูที่ ความถี่แอลลีล) เมื่อเวลาผ่านไป ขบวนการนี้สามารถส่งผลให้ประชากรมีความพิเศษในระบบนิเวศ และอาจลงเอยด้วยการถือกำเนิดขึ้นของสปีชีส์ใหม่ หรือกล่าวได้อีกอย่างหนึ่งว่า การคัดเลือกโดยธรรมชาติเป็นขบวนการที่สำคัญ แม้จะมิใช่ขบวนการเดียว ซึ่งทำให้วิวัฒนาการเกิดขึ้นในประชากรสิ่งมีชีวิต ในการคัดเลือกโดยธรรมชาติ สิ่งแวดล้อมเสมือนเป็นตะแกรงที่การแปรผันบางอย่างเท่านั้นที่ผ่านไปได้.

การคัดเลือกโดยธรรมชาติและชีวิต · การคัดเลือกโดยธรรมชาติและยีน · ดูเพิ่มเติม »

ยูแคริโอต

ูแคริโอต (eukaryote) คือ สิ่งมีชีวิตที่เซลล์มีนิวเคลียสและโครงสร้างอื่น (ออร์แกเนลล์) อยู่ภายในเยื่อหุ้มเซลล์ ยูแคริโอตเป็นหน่วยอนุกรมวิธาน ยูคาร์ยาหรือยูแคริโอตา อย่างเป็นทางการ เยื่อหุ้มนิวเคลียสเป็นโครงสร้างที่นิยามเซลล์ยูแคริโอตแยกจากเซลล์โปรแคริโอต โดยภายในเยื่อหุ้มนิวเคลียสมีสารพันธุกรรม การมีนิวเคลียสเป็นที่มาของชื่อยูแคริโอต ซึ่งมาจากภาษากรีก ευ (eu, "ดี") และ κάρυον (karyon, "ผลมีเมล็ดเดียว" หรือ "เมล็ด") เซลล์ยูแคริโอตส่วนใหญ่ยังมีออร์แกเนลล์ที่มีเยื่อหุ้มอื่นด้วย เช่น ไมโทคอนเดรียหรือกอลจิแอพพาราตัส นอกเหนือจากนี้ พืชและสาหร่ายยังมีคลอโรพลาสต์ สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวหลายชนิดเป็นยูแคริโอต เช่น โปรโตซัว แต่สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ทุกชนิดเป็นยูแคริโอต ซึ่งได้แก่ สัตว์ พืชและเห็ดรา การแบ่งเซลล์ในยูแคริโอตแตกต่างจากสิ่งมีชีวิตที่ไม่มีนิวเคลียส (โปรแคริโอต) มีกระบวนการแบ่งตัวสองประเภท คือ ไมโทซิสและไมโอซิส ไมโทซิสเป็นการที่เซลล์หนึ่งแบ่งตัวได้เซลล์ที่มีพันธุกรรมเหมือนกันสองเซลล์ ในไมโอซิสซึ่งจำเป็นในการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ เซลล์ดิพลอยด์หนึ่ง (ซึ่งมีโครโมโซมสองชุด ชุดหนึ่งมาจากพ่อ อีกชุดหนึ่งมาจากแม่) มีการจับคู่โครโมโซมจากพ่อแม่แต่ละคู่ใหม่ แล้วผ่านการแบ่งเซลล์อีกสองขั้นตอน จนได้เซลล์แฮพลอยด์สี่เซลล์ (เซลล์สืบพันธุ์) เซลล์สืบพันธุ์แต่ละเซลล์มีโครโมโซมชุดเดียว ซึ่งเป็นการผสมโครโมโซมจากพ่อแม่คู่เดียวกัน โดเมนยูแคริโอตาดูเหมือนมาจากชาติพันธุ์เดียว (monophyletic) จึงเป็นหนึ่งในสามโดเมนของสิ่งมีชีวิต อีกสองโดเมน ได้แก่ แบคทีเรียและอาร์เคีย เป็นโปรแคริโอตและไม่มีคุณสมบัติที่กล่าวมาข้างต้น ยูแคริโอตเป็นสิ่งมีชีวิตส่วนน้อยมาก อย่างไรก็ดี เนื่องจากยูแคริโอตมีขนาดใหญ่กว่ามาก มวลชีวภาพรวมทั่วโลกจึงประมาณว่าเท่ากับมวลชีวภาพของโปรแคริโอตWhitman, Coleman, and Wiebe,, Proc.

ชีวิตและยูแคริโอต · ยีนและยูแคริโอต · ดูเพิ่มเติม »

วิวัฒนาการ

ในด้านชีววิทยา วิวัฒนาการ (Evolution) คือการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมในประชากรของสิ่งมีชีวิต จากรุ่นหนึ่งสู่อีกรุ่นหนึ่ง วิวัฒนาการเกิดจากกระบวนการหลัก 3 กระบวนการ ได้แก่ ความแปรผัน การสืบพันธุ์ และการคัดเลือก โดยอาศัยยีนเป็นตัวกลางในการส่งผ่านลักษณะทางพันธุกรรม อันเป็นพื้นฐานของการเกิดวิวัฒนาการ ลักษณะเช่นนี้เกิดขึ้นในประชากรเพื่อให้เกิดความแปรผันทางพันธุกรรมเมื่อสิ่งมีชีวิตให้กำเนิดลูกหลานย่อมเกิดลักษณะใหม่ หรือเปลี่ยนแปลงลักษณะเดิม โดยลักษณะใหม่ที่เกิดขึ้นนี้มีสาเหตุสำคัญ 2 ประการ ประการหนึ่ง เกิดจากกระบวนการกลายพันธุ์ของยีน และอีกประการหนึ่ง เกิดจากการแลกเปลี่ยนยีนระหว่างประชากร และระหว่างสปีชีส์ ในสิ่งมีชีวิตที่มีการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ สิ่งมีชีวิตใหม่ที่เกิดขึ้นจะผ่านกระบวนการแลกเปลี่ยนยีน อันก่อให้เกิดความแปรผันทางพันธุกรรมที่หลากหลายในสิ่งมีชีวิต วิวัฒนาการเกิดขึ้นเมื่อความแตกต่างทางพันธุกรรมเกิดขึ้น จนเกิดความแตกต่างมากขึ้นเรื่อยๆ จนกลายเป็นลักษณะที่แตกต่างกัน กลไกในการเกิดวิวัฒนาการแบ่งได้ 2 กลไก กลไกหนึ่งคือการคัดเลือกโดยธรรมชาติ (natural selection) อันเป็นกระบวนการคัดเลือกสิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะเหมาะสมที่จะอยู่รอด และสืบพันธุ์จนได้ลักษณะที่เหมาะสมที่สุด และลักษณะที่ไม่เหมาะสมจะเหลือน้อยลง กลไกนี้เกิดขึ้นเพื่อคัดเลือกลักษณะของประชากรที่เกิดประโยชน์ในการสืบพันธุ์สูงสุด เมื่อสิ่งมีชีวิตหลายรุ่นได้ผ่านพ้นไป ก็จะเกิดกระบวนการปรับตัวของสิ่งมีชีวิต เพื่อให้อยู่ในสิ่งแวดล้อมได้อย่างเหมาะสม กลไกที่สองในการขับเคลื่อนกระบวนการวิวัฒนาการคือการแปรผันทางพันธุกรรม (genetic drift) อันเป็นกระบวนการอิสระจากการคัดเลือกความถี่ของยีนประชากรแบบสุ่ม การแปรผันทางพันธุกรรมเป็นผลมาจากการอยู่รอด และการสืบพันธุ์ของสิ่งมีชีวิต แม้ว่าการแปรผันทางพันธุกรรมในแต่ละรุ่นนั้นจะเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อย แต่ลักษณะเหล่านี้จะสะสมจากรุ่นสู่รุ่น เกิดการเปลี่ยนแปลงทีละเล็กละน้อยในสิ่งมีชีวิต จนกระทั่งเวลาผ่านไปเป็นระยะเวลานาน จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงขึ้นในลักษณะของสิ่งมีชีวิต กระบวนการดังกล่าวเมื่อถึงจุดสูงสุดจะทำให้กำเนิดสปีชีส์ชนิดใหม่ แม้กระนั้น ความคล้ายคลึงกันระหว่างสิ่งมีชีวิตมีข้อเสนอที่เป็นที่รู้จักกันดีคือการสืบเชื้อสายจากบรรพบุรุษ (หรือยีนพูลของบรรพบุรุษ) เมื่อผ่านกระบวนการนี้จะก่อให้เกิดความหลากหลายมากขึ้นทีละเล็กละน้อย เอกสารหลักฐานทางชีววิทยาวิวัฒนาการชี้ให้เห็นว่ากระบวนการวิวิฒนาการเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นจริง ทฤษฎีอยู่ในช่วงของการทดลอง และพัฒนาในสาเหตดังกล่าว การศึกษาซากฟอสซิล และความหลากหลายทางชีวภาพของสิ่งมีชีวิตทำให้นักวิทยาศาสตร์ช่วงกลางคริสศตวรรษที่ 19 ส่วนใหญ่เชื่อว่าสปีชีส์มีการเปลี่ยนแปลงมาตลอดในระยะเวลาที่ผ่านมา อย่างไรก็ตาม กระบวนการที่ขับเคลื่อนการเปลี่ยนแปลงนี้เป็นปริศนาต่อนักวิทยาศาสตร์ทั่วไป จนกระทั่งปี พ.ศ. 2402 ชาร์ล ดาวิน ตีพิมพ์หนังสือ กำเนิดสปีชีส์ ซึ่งได้อธิบายทฤษฎีวิวัฒนาการโดยกระบวนการคัดเลือกโดยธรรมชาต.

ชีวิตและวิวัฒนาการ · ยีนและวิวัฒนาการ · ดูเพิ่มเติม »

ดีเอ็นเอ

กลียวคู่ดีเอ็นเอ กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก (deoxyribonucleic acid) หรือย่อเป็น ดีเอ็นเอ เป็นกรดนิวคลีอิกที่มีคำสั่งพันธุกรรมซึ่งถูกใช้ในพัฒนาการและการทำหน้าที่ของสิ่งมีชีวิตทุกชนิดเท่าที่ทราบ (ยกเว้นอาร์เอ็นเอไวรัส) ส่วนของดีเอ็นเอซึ่งบรรจุข้อมูลพันธุกรรมนี้เรียกว่า ยีน ทำนองเดียวกัน ลำดับดีเอ็นเออื่น ๆ มีความมุ่งหมายด้านโครงสร้าง หรือเกี่ยวข้องกับการควบคุมการใช้ข้อมูลพันธุกรรมนี้ ดีเอ็นเอ อาร์เอ็นเอและโปรตีนเป็นหนึ่งในสามมหโมเลกุลหลักที่สำคัญในสิ่งมีชีวิตทุกชนิดที่ทราบ ดีเอ็นเอประกอบด้วยพอลิเมอร์สองสายยาวประกอบจากหน่วยย่อย เรียกว่า นิวคลีโอไทด์ โดยมีแกนกลางเป็นน้ำตาลและหมู่ฟอสเฟตเชื่อมต่อกันด้วยพันธะเอสเทอร์ ทั้งสองสายนี้จัดเรียงในทิศทางตรงกันข้าม จึงเป็น antiparallel น้ำตาลแต่ละตัวมีโมเลกุลหนึ่งในสี่ชนิดเกาะอยู่ คือ นิวคลีโอเบส หรือเรียกสั้น ๆ ว่า เบส ลำดับของนิวคลีโอเบสทั้งสี่ชนิดนี้ตามแกนกลางที่เข้ารหัสข้อมูลพันธุกรรม ข้อมูลนี้อ่านโดยใช้รหัสพันธุกรรม ซึ่งกำหนดลำดับของกรดอะมิโนในโปรตีน รหัสนี้ถูกอ่านโดยการคัดลอกดีเอ็นเอเป็นกรดนิวคลีอิกอาร์เอ็นเอที่เกี่ยวข้องในขบวนการที่เรียกว่า การถอดรหัส ดีเอ็นเอภายในเซลล์มีการจัดระเบียบเป็นโครงสร้างยาว เรียกว่า โครโมโซม ระหว่างการแบ่งเซลล์ โครโมโซมเหล่านี้ถูกคัดลอกในขบวนการการถ่ายแบบดีเอ็นเอ ทำให้แต่ละเซลล์มีชุดโครโมโซมที่สมบูรณ์ของตัวเอง สิ่งมีชีวิตยูคาริโอต (สัตว์ พืช ฟังไจและโพรทิสต์) เก็บดีเอ็นเอส่วนมากไว้ในนิวเคลียส และดีเอ็นเอบางส่วนอยู่ในออร์แกเนลล์ เช่น ไมโทคอนเดรียและคลอโรพลาสต์ ในทางตรงข้าม โปรคาริโอต (แบคทีเรียและอาร์เคีย) เก็บดีเอ็นเอไว้เฉพาะในไซโทพลาสซึม ในโครโมโซม โปรตีนโครมาติน เช่น ฮิสโตนบีบอัดและจัดรูปแบบของดีเอ็นเอ โครงสร้างบีบอัดเหล่านี้นำอันตรกิริยาระหว่างดีเอ็นเอกับโปรตีนอื่น ช่วยควบคุมส่วนของดีเอ็นเอที่จะถูกถอดรหั.

ชีวิตและดีเอ็นเอ · ดีเอ็นเอและยีน · ดูเพิ่มเติม »

โพรแคริโอต

รงสร้างของเซลล์แบคทีเรีย โพรแคริโอต (prokaryote) เป็นสิ่งมีชีวิตที่ประกอบด้วยออร์แกเนลที่ไม่มีเยื่อหุ้ม ไม่มีนิวเคลียส มักเป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว คำว่า prokaryotes มาจาก ภาษากรีกโบราณ pro- ก่อน + karyon เมล็ด ซึ่งหมายถึงนิวเคลียส + ปัจจัย -otos, พหูพจน์ -otesCampbell, N. "Biology:Concepts & Connections".

ชีวิตและโพรแคริโอต · ยีนและโพรแคริโอต · ดูเพิ่มเติม »