521 ปี = ครึ่งชีวิตของ DNA

By: terminus
Writer
on Thu, 11/10/2012 - 01:15

DNA ก็เหมือนสารชีวโมเลกุลทั่วไป มันไม่ได้อยู่ยั้งยืนยงไปตลอดกาล พันธะเคมีในโมเลกุลของมันจะสลายตัวและข้อมูลพันธุกรรมก็จะค่อยๆ เสื่อมหายไปจนหมดเกลี้ยง นักวิทยาศาสตร์เรียกระยะเวลาที่ DNA ใช้ในการสลายตัวไปเหลือครึ่งหนึ่งของปริมาณเริ่มต้นว่า "ครึ่งชีวิตของ DNA" (DNA half-life)

การประเมินครึ่งชีวิตของ DNA ในสภาวะธรรมชาตินั้นทำได้ยากยิ่ง เนื่องจากปัจจัยสิ่งแวดล้อมต่างๆ เช่น อุณหภูมิ, ความชิ้น, จุลินทรีย์, สภาพกรด-เบส ฯลฯ ล้วนมีผลต่อชีวิตของ DNA ทั้งสิ้น มันมีโอกาสน้อยมากที่หลักฐานฟอสซิลจะโผล่กองในที่เดียวกันเยอะพอที่จะให้นักวิทยาศาสตร์ตรวจสอบครึ่งชีวิตของ DNA ได้

แต่ทีมวิจัยที่นำโดย Morten Allentoft แห่ง University of Copenhagen และ Michael Bunce แห่ง Murdoch University ก็ลองที่จะหาครึ่งชีวิตของ DNA ดูจากฟอสซิลกระดูกขาของนกมัว (Moa) อายุ 600-8,000 ปี

ทั้งสองคนคิดว่าพวกเขาน่าจะมีโอกาสประสบความสำเร็จเนื่องจากฟอสซิลทั้งหมด 158 ชิ้นถูกค้นพบในแหล่งศึกษา 3 แห่งที่อยู่ในอาณาบริเวณเล็กๆ ที่กว้างเพียง 5 กิโลเมตร และมีอุณหภูมิที่เกือบจะเท่ากันทั้งหมด (13.1 ºC)

นักวิจัยได้สกัดเอา DNA จากไมโทคอนเดรีย (mtDNA) ของฟอสซิล แล้วเอามาเปรียบเทียบปริมาณระหว่างฟอสซิลที่มีอายุต่างๆ กัน เมื่อตัดปัจจัยตัวแปรอื่นๆ ออกไปจนหมดแล้วก็ได้ผลปรากฏว่าการสลายตัวของ mtDNA เป็นไปในแบบ exponential อย่างที่คาด และสาย mtDNA ที่มีความยาว 242 คู่เบสมีครึ่งชีวิตอยู่ที่ 521 ปี หรือคิดเป็นอัตราการสลายพันธะของนิวคลีโอไทด์แต่ละหน่วยเท่ากับ 0.0000055 ต่อปี

พวกเขาคาดการณ์ว่าภายใต้สภาวะอุดมคติที่อุณหภูมิ -5 ºC ครึ่งชีวิตของ DNA อาจจะยืดยาวไปได้ถึง 158,000 ปี ซึ่งนั่นแปลได้ว่า DNA ของฟอสซิลที่มีอายุเก่าแก่เกิน 1.5 ล้านปี จะเสื่อมสภาพจนไม่สามารถอ่านรหัสดั้งเดิมได้อีก และเมื่อเลย 6.8 ล้านปีขึ้นไป ฟอสซิลก็จะไม่หลงเหลือ DNA ไว้ให้ตรวจสอบรหัสอะไรได้เลย (ดับฝันแฟนหนัง Jurassic Park โดยสิ้นเชิง ต่อให้เทคโนโลยีเราก้าวหน้าขนาดไหน ก็ไม่มีทางคืนชีพให้ไดโนเสาร์ได้ ความจริง DNA ที่เก่าแก่ที่สุดเท่าที่เคยค้นพบก็เป็นของซากแมลงและพืชในน้ำแข็งที่มีอายุเพียง 450,000 - 800,000 ปีเท่านั้น)

หากเป็นกรณีของ DNA ทีอยู่ในนิวเคลียส อัตราการสลายตัวของ DNA ก็น่าจะสูงกว่านี้ถึงสองเท่าเป็นอย่างต่ำ อย่างไรก็ตาม ครึ่งชีวิตที่ทีมวิจัยของ Morten Allentoft กับ Michael Bunce คำนวณได้รอบนี้ก็ยังมากกว่าที่งานวิจัยอีกชิ้นเคยประมาณการณ์จากการสลายตัวของ DNA ในห้องแล็บถึง 400 เท่า

งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ใน Proceedings of the Royal Society B, DOI: 10.1098/rspb.2012.1745

ที่มา - Nature News, New Scientist

3 Comments

Jessy's picture

นี่อาจเป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้เกิดการกลายพันธุ์?

hisoft's picture

ไม่น่านะครับ เพราะเท่าที่ทราบไม่น่ามีเซลล์ใดมีอายุมากจน DNA สลายจนกลายพันธุ์

The Phantom Thief

tuinui98's picture

** ดับฝันแฟนหนัง Jurassic Park จริง ๆ ด้วย T_T

อาจเป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้เกิดการกลายพันธุ์ ..นอกจากสาเหตุอื่น ๆ แล้วธรรมชาติของเคมียังมีการบังคับกลายพันธุ์อีกต่างหาก