QR Code คืออะไร

บางคนคงนึกสงสัยว่าสัญลักษณ์นี้คืออะไร? มีความหมายอย่างไร? สัญลักษณ์นี้มีชื่อเรียกว่า “QR Code” ครับ ซึ่งเราจะพบสัญลักษณ์นี้ได้บ่อยๆ บนพวกสินค้า ป้ายโฆษณา หนังสือ หรือสื่อโฆษณาต่างๆ ของประเทศญี่ปุ่น และปัจจุบันจะเริ่มพบเห็นได้แพร่หลายมากขึ้นทั่วโลกซึ่งรวมถึงบ้านเราครับ และสำหรับความหมาย วิธีการใช้งาน และประโยชน์ต่างๆ ของ QR Code เป็นอย่างไรนั้น ทั้งหมดอยู่ในบทความเราแล้วครับ

QR Code คืออะไร?
หลายๆ คงรู้จักกับ Bar Code กันแล้ว เพราะทุกสินค้า และห้างร้านบ้านเรา ก็มักจะใช้ตัว Bar Code เพื่อกำกับสินค้า ว่าสินค้าตัวนั้น มีชื่อว่าอะไร ราคาเท่าไหร่ เป็นต้น เพื่อให้คอมพิวเตอร์ได้อ่าน และประมวลได้อย่างรวดเร็ว แต่ข้อเสียของเจ้า Bar Code ก็คือมันจะสามารถอ่านได้เฉพาะจากเครื่องอ่าน Bar Code เท่านั้น
QR Code คืออะไร? QR Code ก็คล้ายกับ Bar Code นั้นแหละคือคือรหัสชนิดหนึ่ง ซึ่งสามารถเก็บข้อมูลได้ โดย QR Code หรือเรียกกันอีกชื่อหนึ่งว่า two-dimensional bar code (2D bar code) มันหน้าที่ไว้เก็บข้อมูลต่างๆ ได้เหมือนกันแต่ว่าเร็วกว่า ใช้งานง่ายกว่า และมีลูกเล่นเยอะกว่า Bar Code มากครับ ชื่อของ QR Code นั้นมาจากนิยามความหมายว่า Quick Response หรือการตอบสนองที่รวดเร็ว ซึ่งมาจากความตั้งใจของผู้คิดค้น ที่จะให้ QR Code นี้สามารถถูกอ่านได้อย่างรวดเร็วนั่นเอง ซึ่ง QR Code นี้ถูกคิดค้นขึ้นในปี 1994 โดยบริษัทสัญชาติญี่ปุ่น ที่ชื่อ Denso-Wave และได้จดทะเบียนลิขสิทธิ์ชื่อ QR Code ไปแล้วทั้งในญี่ปุ่น และทั่วโลก และปัจจุบันตัวสัญลักษณ์ QR Code นี้ได้รับความนิยม จนกลายเป็นของธรรมดาในญี่ปุ่นไปแล้ว

QR Code พบได้ตามป้ายโฆษณาต่างๆ

มือถือพระเอกของ QR Code
ที่บอกว่ามือถือเป็นพระเอกของ QR Code นั้นก็หมายความว่า ด้วยเทคโนโลยีที่ทันสมัย เราสามารถติดตั้งซอฟต์แวร์สำหรับอ่าน QR Code หรือ 2D Bar Code นี้ไว้ในโทรศัพท์มือถือได้ง่ายๆ และเมื่อพบ QR Code ในแมกกาซีน หรือป้ายโฆษณา Bill Board ก็สามารถเอามือถือไปสแกน แล้วรอซักพักโปรแกรมก็จะแสดงข้อมูลเป็นตัวอักษรขึ้นมา เข่น URL เว็บไซต์ หรือข้อมูลอื่นๆ ซึ่งสะดวกและรวดเร็วมากครับ

เพียงแค่นำมือถือที่มีกล้องและมีโปรแกรมสแกนก็สามารถอ่าน QR Code ได้แล้ว

ประโยชน์ของ QR Code
ด้วยการที่ข้อมูล QR Code เก็บไว้เป็นข้อมูลตัวอักษรเราจึงสามารถนำ QR Code มาประยุกต์ใช้ได้หลากหลายรูปแบบ เช่น เก็บข้อมูล URL ของเว็บไซต์, ข้อความ, เบอร์โทรศัพท์ และข้อมูลที่เป็นตัวอักษรได้อีกมากมาย ปัจจุบัน QR Code ถูกนำไปใช้ในหลายๆ ด้านเนื่องจากความ “ง่าย” เพราะทุกวันนี้คนส่วนใหญ่จะมีมือถือกันทุกคนและมือถือเดี๋ยวนี้ก็มีกล้องเกือบทุกรุ่นแล้ว
ประโยชน์ที่เห็นได้ชัดที่สุดของ QR Code ก็คือการเก็บ URL ของเว็บไซต์ เพราะ URL โดยปกติแล้วจะเป็นอะไรที่จดจำได้ยากเพราะยาวและบางอันจะซับซ้อนมาก ขนาดจดยังทำไม่ได้ แต่ด้วย QR Code เราเพียงแค่ยกมือถือมาสแกน QR Code ที่เราพบเห็นตามผลิตภัณต์ต่างๆ, นามบัตร, นิตยสาร ฯลฯ แล้วมือถือจะลิ้งค์เข้าเว็บเพจที่ QR Code นั้นๆ บันทึกข้อมูลอยู่โดยอัติโนมัติ และด้วยการมาของระบบ 3G ที่ค่ายมือถือต่างๆ ในบ้านเราเช่น True Move และ AIS เริ่มนำเข้ามาให้บริการแล้ว จะทำให้เราสามารถเข้าอินเตอร์เน็ตบนมือถือได้อย่างรวดเร็วและทุกๆ ที่ที่ต้องการเลยครับ
นอกจากนี้ QR Code ยังเริ่มนิยมอยู่บนนามบัตรแล้วด้วย โดยจะใช้ QR Code บันทึก URL ของข้อมูลส่วนต่างๆ บนเว็บไซต์ เช่น อีเมล์, Hi5, MSN หรือจะเก็บข้อมูลส่วนในรูปแบบตัวอักษร เช่น ชือ ตำแหน่ง ที่อยู่ เบอร์โทร ฯลฯ ซึ่งอาจทำให้ในอนาคตเราอาจไม่จำเป็นต้องแลกนามบัตรกันอีกต่อไป เพียงแค่เอามือถือมาสแกนที่นามบัตร ข้อมูลบนนามบัตรทุกๆ อย่างก็จะถูกจัดเก็บเข้ามือถือทันที

QR Code ถูกนำไปใช้บนสื่อโฆษณากันอย่างกว้างขวางโดยเฉพาะที่ประเทศญี่ปุ่น

เราสามารถสร้าง QR Code ได้หรือไม่?
เราสามารถสร้าง QR Code ได้เอง โดยไม่เสียค่าใช้จ่ายเลยครับ โดยภาษาทางการเค้าจะเรียกกันว่า QR Code Generator ปัจจุบันจะมีอยู่ 2 โปรแกรมครับ อันแรกก็ไม่เรียกว่าเป็นโปรแกรมซะทีเดียวเพราะเป็น QR Code Generator อยู่บนเว็บไซต์ครับ และอีกตัวจะเป็นแบบต้องติดตั้งลงเครื่องก่อน

1. The Kaywa Reader
URL: http://qrcode.kaywa.com/

โดยอันแรกเป็นเว็บชื่อ The Kaywa Reader มีโปรแกรม QR-Code Generator ที่สามารถสร้างตัว QR-Code ได้ทั้งแบบเป็น URL, ข้อความ, เบอร์โทรศัพท์ หรือแม้กระทั้ง SMS ก็ย่อมได้ โดยเราสามารถกำหนด Size ของตัว QR-Code ได้ทั้งแบบ S (115x115) L (184x184) และขนาด XL (276x276) อีกทั้งเรายังสามารถนำตัว QR-Code ไปแปะตามเว็บบอร์ดด้วยการ Copy โค้ด HTML ไปใช้ได้อีกด้วย

โปรแกรมนี้สามารถสร้าง QR Code ได้ในเว็บเลย (ถ้ามือถือใครสแกนได้จะเป็นลิงค์ของhttp://www.i3.in.th)

2. TBarCode/X - Barcode Generator for Mac OS X V8.0.4
URL:http://www.apple.com/downloads/macosx/development_tools/tbarcodexbarcodegeneratorformacosx.html
ส่วนถ้าสูงขึ้นมาอีกขั้น โดยเฉพาะสำหรับองค์กรที่เน้นการใช้ QR-Code เป็นหลัก โปรแกรม TBarCode/X - Barcode Generator for Mac OS X V8.0.4 ก็คงเป็นอีกหนึ่งโปรแกรมที่น่าสนใจ เพียงแต่ตัวโปรแกรมนี้จะทำงานบนระบบ MacOS X เท่านั้น โดยข้อดีของตัวโปรแกรมนี้นอกจากสามารถสร้าง QR-Code ได้แล้วยังสามารถสร้างตัว 2D Barcode เช่น DataMatrix, Barcode PDF417 ฯลฯ ได้อีกด้วย

มือถือที่รองรับ QR Code
สำหรับโทรศัพท์ที่สนับสนุนระบบการอ่าน QR-Code ส่วนใหญ่จะต้องมีกล้องถ่ายภาพบรรจุมาด้วย แต่ทั้งนี้ก็ใช่ว่าจะใช้กันได้ทุกรุ่น ทุกยี่ห้อ เพราะโทรศัพท์บางเครื่องระบบปฏิบัติการณ์อาจไม่รองรับกับตัวโปรแกรม ซึ่งในหัวข้อนี้ผมจะมานำเสนอโปรแกรมที่รองรับระบบ QR-Code พร้อมรุ่นโทรศัพท์ที่รับรองครับ

สำหรับโทรศัพท์มือถือทั่วไป

1. โปรแกรม QR Code Reader

โทรศัพท์มือถือที่รองรับ: Nokia 3230, 3250, Series 5, Series 6, Series 7, E-Series, N-Series ,Motorola V3x, V8, Samsung SGH-Z500, Sony Ericsson K300i, K610i, K700i, K750i, K800i, S500, S710a, V630, V800, W-Series, Z-Series
ตรวจสอบรุ่นโทรศัพท์เพิ่มเติม: http://reader.kaywa.com/getit
Link Download: http://reader.kaywa.com/

2. โปรแกรม Quickmark

โทรศัพท์มือถือที่รองรับ: ทุกรุ่นที่มีกล้องและใช้ระบบปฏิบัติการณ์ Windows Mobile, Symbian 6.x ขึ้นไปหรือมีระบบ Java
ตรวจสอบรุ่นโทรศัพท์เพิ่มเติม: http://www.quickmark.com.tw/En/basic/download.asp
Link Download: http://www.quickmark.com.tw/En/basic/download.asp

3. โปรแกรม I-nigma Reader

โทรศัพท์มือถือที่รองรับ: Nokia 3230, 3250, Series 5, Series 6, Series 7, 8600 Luna, E-Series, N-Series, Sony Ericsson C905, D750i, G900, K300i, K5xxx Series, K6xxx Series, K7xxx Series, K8xxx Series, P1, P990i, S710a, V630, V800, W-series, Z-Series
ตรวจสอบรุ่นโทรศัพท์เพิ่มเติม: http://www.i-nigma.com/personal/Devices.asp
Link Download: http://www.i-nigma.com/personal/GetReader.asp

4. โปรแกรม jaxo systems 's Snap'A'Bar
โทรศัพท์มือถือที่รองรับ: BenQ-Siemens EF81, S65, LG KT512, KU800, Motorola A910, U9, V3x, Nokia 3230, 3250, Series 5, Series 6, Series 7, 8600 Luna, E-Series, N-Series, Sagem My501C, Samsung SGH-F-Series, I-Series, Z-Series, Siemens SXG75, Sony Ericsson C-702x, F501x, G502x, K310x, K500x K600x, K700x, K800x, S-Series, T650i, V-Series, W-Series, Z-Series
ตรวจสอบรุ่นโทรศัพท์เพิ่มเติม: http://www.jaxo-systems.com/download/index.php?lang=en_US&app=barsnap
Download Links: http://www.jaxo-systems.com/download/index.php?lang=en_US

5. โปรแกรม Active Print
โทรศัพท์มือถือที่รองรับ: Nokia 3650, 3660, 6600, 6630, 6670, 6680, 7610, 7650, N70, N90, Siemens SX1
Download links: http://www.activeprint.org/download.html

สำหรับโทรศัพท์มือถือ iPhone

1. โปรแกรม 2D Sense
โทรศัพท์มือถือที่รองรับ: iphone, iphone 3G
Download Link: โปรแกรมของ iphone ต้องดาวน์โหลดผ่าน Itune

2. โปรแกรม Google Zxing
โทรศัพท์มือถือที่รองรับ: iphone, iphone 3G, Android
Download Link: http://code.google.com/p/zxing/wiki/GetTheReader

3. โปรแกรม Barcode
โทรศัพท์มือถือที่รองรับ: iphone, iphone 3G,
Download Link: โปรแกรมของ iphone ต้องดาวน์โหลดผ่าน Itune

4. โปรแกรม Barcodes

โทรศัพท์มือถือที่รองรับ: iphone, iphone 3G,
Download Link: โปรแกรมของ iphone ต้องดาวน์โหลดผ่าน Itune

และนี้คือ QR Code นวัตกรรมใหม่อีกขั้นของ Bar Code ที่ทำงานได้รวดเร็วและสามารถนำไปใช้งานได้หลากหลายรูปแบบมาก เพียงแค่มีโทรศัพท์ที่มีกล้องถ่ายรูป เราก็สามารถอ่านข้อมูลจาก QR Code ได้แล้ว และยิ่งปัจจุบันระบบอินเตอร์เน็ตบนมือถือยิ่งมีการพัฒนาระบบให้มีความเร็วสูงขึ้นด้วย อย่างเช่น GPRS, EDGE และ 3G ก็จะเป็นตัวเสริมให้ QR Code ได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นอีกด้วย ในอนาคตอันใกล้ในบ้านเราอาจจะได้เห็น QR Code แปะอยู่บนป้านโฆษณาต่างๆ รวมทั้งสิ่งของต่างๆ ที่อยู่รอบตัวเรามากยิ่งขึ้น และเมื่อนั้นคุณจะได้ใช้มือถือแบบเต็มประสิทธิภาพสุดๆ เลยครับ

www.i3.in.th

http://beta.i3.in.th/content/view/313

มหัศจรรย์ ดีเอ็นเอ (DNA)

ดีเอ็นเอ คือ ..

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

ขนาด รูปทรง และความเป็นระเบียบของดีเอ็นเอ

ลักษณะที่เด่นชัดที่สุดข้อหนึ่งของดีเอ็นเอก็คือ ดีเอ็นเอมี “ขนาดที่เล็กมาก” ปกติแล้วเราไม่อาจจะมองเห็นสายของดีเอ็นเอได้ด้วยตาเปล่า แม้แต่กล้องจุลทรรศน์ที่พบเห็นได้ตามห้องปฏิบัติการทั่วๆไป ที่มีกำลังขยายได้มากถึงพันเท่า ก็ยังมองเห็นดีเอ็นเอ ได้ในภาวะพิเศษและค่อนข้างเฉพาะเท่านั้น คือ ภาวะที่ดีเอ็นเออัดกันแน่นเป็นพิเศษในโครงสร้างที่มีชื่อว่า “โครโมโซม” ในห้วงเวลาขณะเซลล์กำลังแบ่งตัวเองเพื่อเพิ่มจำนวน



แถมต้องย้อมด้วยสีจำเพาะก่อนที่จะมองเห็นอีกต่างหาก



แต่อันที่จริงถ้าเรามีจำนวนเซลล์มากพอ (เซลล์อะไรก็ได้ ไม่ว่าจะเป็นเซลล์แบคทีเรีย เซลล์พืช หรือเซลล์สัตว์) เราก็อาจจะสกัดเอาดีเอ็นเอออกมาจากเซลล์เหล่านั้นได้ด้วยสารเคมีที่หาได้ง่ายและกระบวนการที่ไม่ยุ่งยากมากนัก (ลองไปถามนักวิจัยไบโอเทคดูได้ครับ มีคนทำเป็นอยู่หลายคนครับ) ในกรณีนี้เราอาจจะเห็น “ก้อน” ดีเอ็นเอได้เป็นสายหรือกระจุกสีขาวใสหรือขาวขุ่นได้เหมือนกัน แต่ดีเอ็นเอที่เห็นไม่ใช่สายเดียว (หรือสายเดี่ยว!) หรือ สายคู่แค่นั้น แต่เป็นกลุ่มของสายดีเอ็นเอนับล้านๆเส้น (หรือมากกว่านั้น) ที่มาเกาะเกี่ยวกันอยู่



อยากรู้ไหมครับว่า ดีเอ็นเอมีขนาดเล็กแค่ไหน มีรูปทรง และ ความเป็นระเบียบที่น่าสนใจสักเพียงใด หากเฉลยกันง่ายๆ … ก็คงไม่น่าสนใจเท่าไหร่ ลองเอา “การบ้าน” ไปทำดูก่อนสักสองข้อนะครับ


— ข้อแรกคือ ลองไปหาเทปเพลง (เก่าๆที่ไม่ใช้แล้วหรือเสียแล้วก็ได้ครับ) ลองเอามาเปิดดูว่า
“กินเวลา” ยาวสักเท่าไหร่ (กี่นาที) จากนั้นลอง “ประมาณ” ความยาวดูนะครับว่า เทปอันนั้นจะมี
“ความยาว” สักเท่าไหร่ (กี่เมตร?) แล้วลอง “ดึง” เทปอันนั้นออกมา “วัด” ดูว่า อันที่จริงแล้วยาวสักเท่าไร
จะ “วัดไปตัดไป” ด้วยเลยก็ได้ไม่ว่ากัน ... สละเทปสักอันเพื่อความรู้ความเข้าใจทางวิทยาศาสตร์คงไม่เป็นไรนะครับ!



— จากนั้นลองไปหาเชือกมาดูสักอัน เชือกอะไรก็ได้ครับ … เชือกป่าน เชือกปอ เชือกลูกเสือ
ยิ่งเส้นใหญ่ได้เท่าไหร่ยิ่งดี ถ้าหาไม่ได้จริงๆ ลองไปหาเชือกมัดพัสดุไปรษณีย์มาดูก็ยังดี
ลองสังเกตการพัน ม้วนและโครงสร้างของเชือกให้ดีครับ



คราวหน้าเรามาดูกันว่า เทปเพลงและเส้นเชือกจะ “สอน” เราเกี่ยวกับโครงสร้างดีเอ็นเอได้อย่างไร

ผมได้เกริ่นลักษณะที่เด่นชัดที่สุดข้อหนึ่งของดีเอ็นเอไว้ในคราวที่แล้วก็คือ ดีเอ็นเอมี
“ขนาด” ที่เล็กมาก เราไม่อาจจะมองเห็นสายของดีเอ็นเอได้ด้วยตาเปล่า



ถ้าอยากรู้ว่า ดีเอ็นเอ มีขนาดเล็กขนาดไหน ก็ต้องเริ่มจากการสมมตินะครับ … ลองสมมติว่าเราเป็น
“ซูเปอร์แมน” (ถ้าเป็นผู้หญิงให้เป็น “สาวน้อยมหัศจรรย์” ก็ได้ครับ … ไม่ว่ากันอยู่แล้ว)
สมมติต่อไปให้ซูเปอร์แมนมีพลังพิเศษที่ทำให้สามารถมองทะลุทะลวงลงไปเห็นสิ่งต่างๆที่มีขนาดเล็กได้ดังใจ
... อย่างที่คนทั่วไปทำไม่อาจทำได้ … เอาเป็นว่าเพิ่มกำลังขยายได้คราวละ “สิบเท่า”
ก็แล้วกันนะครับ

[รูปที่ 4 และ รูปที่ 5 ตามลำดับ]

ถ้าเราเริ่มต้นจากไปแอบมองชายหนุ่มที่ออกไปปิคนิคแล้วนอนสลบไสลอย่างมีความสุขบนสนามหญ้าในวันอากาศแจ่มใสดังรูปที่
4 (เอ่อ … แค่มองเฉยๆ คงไม่โดนข้อหาเบี่ยงเบนทางเพศนะครับ!) ในรูปที่
4 นี้กรอบทั้งสี่ด้านจะมีขนาดด้านละ 1 เมตร อันเป็นขนาดความยาวที่มนุษย์เราคุ้นเคยกันดี
คราวนี้หากมองเจาะลงไปที่กรอบสี่เหลี่ยมบริเวณกึ่งกลางของภาพก็จะเห็นดังรูปที่
5 จะเห็นบริเวณหลังมือของชาติคนนี้ชัดเจนมากยิ่งขึ้น (ก็ชัดเจนขนาดเห็นขนบนหลังมือได้
“จะจะ” นั่นแหละครับ)

[รูปที่ 6 และ รูปที่ 7 ตามลำดับ]

จากนั้นมองเจาะลงไปอีกสิบเท่า
ก็จะเริ่มเห็นภาพที่ไม่คุ้นเคยของเซลล์ผิวหนังที่เรียงแผ่กันอย่างน่าสนใจอย่างในรูปที่
6 ผิวหนังที่เห็นนี่เป็นลักษณะปกติของคนทั่วไปนะครับ คุณผู้หญิงที่ประทินผิวอย่างประณีตบรรจงอย่างไรก็ตาม
หากมอง ”ความงาม” กัน “ลึกซึ้ง” ถึงระดับนี้แล้วก็อาจจะงดงามไม่ต่างกันมากนักหรอกนะครับ
ลองมองลึกลงไปอีกสิบเท่านะครับ จะเห็นดังในรูปที่ 7 ที่ระดับความละเอียดขนาดนี้คุณจะเริ่มเห็น
“ร่อง” และ “หลุม” บนผิวหนังที่ราบเรียบและราบลื่นงดงามของคุณ



ในรูปที่ 7
นี้กรอบแต่ละข้างจะมีขนาดเพียง 1 มิลลิเมตรหรือ “1 ใน 1000 ของเมตร” หมายถึงว่า
หากคุณมีไม้เมตรสักอัน (ความยาว 1 เมตรก็ประมาณว่าเทียบเท่ากับ “ความยาวที่วัดจากปลายนิ้วของแขนข้างหนึ่งไปยังปลายนิ้วของแขนอีกข้างหนึ่งที่กางออกสุดแขน”
นั่นแหละครับ) คุณจะต้องตัดแบ่งไม้เมตรอันดังกล่าวออกเป็น 1,000 ชิ้นเท่าๆกันจึงจะได้ขนาดความยาวเท่ากับ
“หนึ่งมิลลิเมตร” ที่ความละเอียดขนาดนี้ก็เข้าใกล้จุดจำกัดของความสามารถในการมองสิ่งของเล็กๆของคนทั่วไปแล้วล่ะครับ

[รูปที่ 8 และ รูปที่ 9 ตามลำดับ]

แต่เราจะไม่หยุดแต่เพียงเท่านี้
(เพราะว่าเราเป็นซูเปอร์แมนครับ…อย่าเพิ่งลืม!) เมื่อเราเพ่งมองที่รายละเอียดที่มากขึ้นอีกสิบเท่า
ก็จะเห็นดังใน รูปที่ 8 ร่องและหลุมขนาดเล็กๆกระทัดรัดบนผิวหนังใน
รูปที่ 7 ก็จะชัดเจนมากขึ้นว่า อันที่จริงแล้วเป็นหลุมขนาดใหญ่และมีความลึกไม่น้อยทีเดียว…หากมองกันที่กำลังขยายขนาดนี้



คราวนี้ลองให้ซูเปอร์แมนมองลึกทะลุผิวหนังลงไปในเส้นเลือดที่อยู่ด้านใต้ด้วยกำลังขยายที่เพิ่มขึ้นอีก
10 เท่าก็จะเห็นสิ่งที่อยู่ในเส้นเลือดปรากฏดังรูปที่ 9 ทายถูกไหมครับว่าที่เห็นอยู่คืออะไร?


ใช่แล้วครับ หลายคนคงทายถูกว่าเป็น “เซลล์เม็ดเลือด” … แต่ต้องเป็น “เซลล์เม็ดเลือดขาว”
เท่านั้นนะครับ เพราะว่าถ้าเป็นเซลล์เม็ดเลือดแดง ตรงกลางเซลล์จะหายไป … ดูคล้ายกับโดนัท

[รูปที่ 10(ซ้าย) รูปที่ 11(ขวาบน) รูปที่ 12 (ขวากลางและขวาล่าง)]

คราวนี้หากมองทะลุเข้าไปในเยื่อหุ้มเซลล์เม็ดเลือดขาวด้านนอกเข้าไปได้
ที่กำลังขยายเพิ่มขึ้นอีกสิบเท่าเราก็จะเห็นเยื่อหุ้มเซลล์อีกอันหนึ่งที่อยู่ภายในก็คือ
“เยื่อหุ้มนิวเคลียส” ดังในรูปที่ 10



จะเห็นว่าเยื่อหุ้มนิวเคลียสมี
“รู” หรือ “หลุม” อยู่เหมือนกัน ซึ่งจะพูดไปแล้วก็น่าสนใจเหมือนกันนะครับว่า โครงสร้างที่ทำหน้าที่ห่อหุ้ม
“สิ่งมีชีวิต” ที่ระดับต่างๆ (ไม่ว่าจะเป็นผิวหนังที่ห่อหุ้มร่างกาย เยื่อหุ้มเซลล์ที่ห่อหุ้มเซลล์
และเยื่อหุ้มนิวเคลียสที่ห่อหุ้มนิวเคลียส) อยู่ … มักจะมี “รู” หรือ “ร่อง” คล้ายๆกันเลยนะครับ




รูบนเยื่อหุ้มนิวเคลียสจะเห็นได้ชัดเจนยิ่งขึ้นจากภาพถ่ายด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน
ดังรูปที่ 11

กำลังขยายที่เรากำลังดูอยู่นี่อยู่ในขนาด (scale) ระดับที่นักวิทยาศาสตร์เรียกว่า
ไมครอน (micron) หรือ ไมโครเมตร (micrometer) หรือขนาดที่เล็กเพียง
1 ใน 1,000,000 (ล้าน) ส่วนของเมตร (ลองจินตนาการอีกที .... เอาไม้เมตรอันใหม่มา
(แต่ยาวเท่ากับอันเดิมนั่นแหละครับ) แต่คราวนี้ตัดแบ่งเป็นล้านชิ้นเท่าๆกัน ความยาวของไม้แต่ละชิ้นนั่นแหละครับเท่ากับ
1 ไมโครเมตร)



ที่ระดับไมโครเมตรนี่เองที่เราเริ่มมองเห็นโครงสร้างที่ใหญ่ที่สุดของดีเอ็นเอ
นั่นก็คือ โครงสร้างที่มีชื่อว่า “โครโมโซม” (chromosome) ซึ่งก็คือ โครงสร้างที่มีลักษณะคล้ายกับแท่งปาท่องโก๋
(ที่อร่อยที่สุดกับกาแฟหรือน้ำเต้าหูนั่นแหละครับ … พูดแล้วก็เปรี้ยวปากครับ) ดังรูปที่
12

[รูปที่ 13(ซ้ายบน) รูปที่ 14(ขวาบน) รูปที่ 15(ซ้ายล่าง) รูปที่ 16(ขวาล่าง)]

คำว่า โครโมโซม ก็แปลว่า สิ่งที่ย้อมติดสี
(chrome หรือ chroma แปลว่า สี ครับ) สาเหตุเพราะว่า โครโมโซมสังเกตพบครั้งแรกใต้กล้องจุลทรรศน์
เพราะย้อมติดสีจำเพาะบางอย่าง อ้อ…โครโมโซมมีโปรตีนบางชนิดเป็นองค์ประกอบอยู่ด้วยนอกเหนือไปจากดีเอ็นเอนะครับ


คราวนี้ หากเราจะยังมองเจาะลึกลงไปอีกสิบเท่า เราก็จะเริ่มมองเห็นเกลียวของดีเอ็นเอที่พันทับซ้อนกันอย่างเป็นระเบียบและซับซ้อนเป็นอย่างยิ่ง
ดังรูปที่ 13 หากมองลึกลงไปอีกสิบเท่าก็จะเห็นเกลียวคู่ของดีเอ็นเอได้อย่างชัดเจน
ดังรูปที่ 14



หากมองลึกต่อไปด้วยกำลังขยายอีกสิบเท่า
ดังในรูปที่ 15 เราจะมองเห็นในระดับที่เรียกว่า “นาโนเมตร”
(nanometer) หรือ 1 ใน 1,000,000,000 (พันล้าน) ส่วนของเมตร อันเป็นระดับของ
“อะตอม” หรือ “โมเลกุล” ที่มาเรียงตัวกันเป็นดีเอ็นเอ ที่ระดับนี้เองที่นักวิทยาศาสตร์กำลังให้ความสนใจเป็นอย่างมากในการ
“จัดการ” หรือ “บังคับควบคุม” ให้อะตอมหรือโมเลกุลทำงานบางอย่างได้ตามที่ต้องการ
เกิดเป็นเทคโนโลยีขนาดเล็กจิ๋วใหม่เอี่ยมที่ไม่เคยมีมาก่อนเรียกว่า “นาโนเทคโนโลยี”
(nanotechnology) นั่นเอง



บริเวณกึ่งกลางของรูปที่
15 ก็คือ อะตอมของธาตุคาร์บอน (carbon) อันเป็นอะตอมที่สิ่งมีชีวิตทุกชนิดที่พบแล้วในโลกใบนี้
(รวมทั้งมนุษย์) ใช้เป็นองค์ประกอบในสารพันธุกรรม ไม่มีใครรู้ (หรือแน่ใจ) นะครับว่า
สิ่งมีชีวิตในดาวดวงอื่น (ถ้ามี) จะใช้ธาตุคาร์บอนเป็นองค์ประกอบสำคัญในการเก็บรักษาและถ่ายทอดพันธุกรรมแบบเดียวกับสิ่งมีชีวิตบนโลกนี้หรือไม่



หากยังคงมองทะลุทะลวงลงไปอีกสิบเท่า
เราก็จะเริ่มมองเห็นอนุภาคที่เป็นองค์ประกอบพื้นฐานชนิดหนึ่งของอะตอมคือ อิเล็กตรอน
(electron) ที่เคลื่อนอยู่รอบๆแกนกลางของอะตอม (เรียกว่า “นิวเคลียส” อีกนั่นแหละครับ…แต่เป็นคนละอันกับ
“นิวเคลียส” ของเซลล์ที่กล่าวถึงไปก่อนหน้านี้นะครับ) ที่ระดับดังกล่าวปรากฏการณ์หลายๆอย่างจะเริ่มขัดกับสามัญสำนึก
(common sense) ของคนเราแล้วนะครับ อย่างในรูปที่ 16นี้ แต่ละจุดในรูปจะแทน
“โอกาส” ที่เราจะพบอิเล็กตรอน ณ เวลาใดเวลาหนึ่ง ในรูปดังกล่าว บริเวณใดที่มีจุดหนาแน่นก็แปลว่าจะมีโอกาสพบอิเล็กตรอนมากหน่อย
(ไม่ได้แปลว่า มีอิเล็กตรอนอยู่หลายอิเล็กตรอนแต่อย่างใด )



งงดีไหมล่ะครับ! แต่ว่าเรื่องนี้ผมว่ายังไม่ชวน
“มึนตึ้บ” เท่ากับที่ว่านักฟิสิกส์เค้ายืนยันว่า อนุภาคต่างๆ(รวมทั้งอิเล็กตรอนที่เพิ่งกล่าวไปด้วย)
นอกจากจะมีลักษณะเป็นอนุภาค คือ มีลักษณะเหมือนกับเป็นก้อนอะไรสักอย่างที่มีมวล
แต่ว่าบางที (ภายใต้สถานการณ์บางอย่าง) เราก็อาจจะพบว่ามันทำตัวเป็นเหมือนกับเป็น
“คลื่น (แม่เหล็กไฟฟ้า)” ได้อีกแน่ะ



เริ่มมึนได้ที่แล้วใช่ไหมล่ะครับ
ถ้าเช่นนั้นก็ขอสรุปเป็นเบื้องต้นกันเสียอีกทีตรงนี้ว่า “ดีเอ็นเอเป็นโมเลกุลที่มีขนาดเล็กมากๆ”
(ดังที่สาธยายมายืดยาวถึงสองตอนนั่นแหละครับ) สำหรับคนที่ไปทำการบ้านเกี่ยวกับ
“เทปเพลง” และ “เชือก” ที่ผมให้ไว้ในคราวที่แล้ว คงจะเฉลยกันไม่ทันเสียแล้ว ...
ไม่ต้องน้อยใจหรือเสียใจนะครับ



เราจะมาดูเฉลยกันในตอนหน้านะครับว่า
วัตถุสองอย่างนี้จะสอนเราเกี่ยวกับโครงสร้างของดีเอ็นเอได้อย่างไรบ้าง



ส่วนใครยังไม่ลองไปทำดู…
ก็ยังมีโอกาสให้ไปลองทำดูได้นะครับ

แนะนำหนังสืออ่านเพิ่มเติม ประวัติการค้นพบโครงสร้างดีเอ็นเอเมื่อ 50 ปีก่อนเป็นเรื่องราวที่สนุกสนาน น่าสนใจและกลายเป็น “ตำนาน” ที่คนในวงการวิทยาศาสตร์กล่าวขวัญถึงอยู่เสมอ ท่านที่สนใจหาอ่านได้จากเอกสารข้างล่างนี้นะครับ 1. หนังสือ ดีเอ็นเอ ปริศนาลับรหัสชีวิต, มรกต ตันติเจริญ บรรณาธิการ, พิมพ์ครั้งแรก เมษายน 2546, ศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพ 2. บทความ “เปิดบันทึกเกลียวคู่.... ผู้ไขปริศนาแห่งชีวิต” (เรียบเรียงโดย ศิรศักดิ์ เทพาคำ), วารสาร @ll BIOTECH เทคโนโลยีชีวภาพปริทรรศน์, ปีที่ 1 ฉบับที่ 3 มีนาคม 2546, ศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพ 3. บทความ “เปิดตำนานเกลียวคู่แห่งชีวิต” (เรียบเรียงโดย นำชัย ชีววิวรรธน์), นิตยสารอัพเดท (UpDATE) ฉบับพิเศษ 50 ปีดีเอ็นเอ, ปีที่ 18 ฉบับที่ 188 เมษายน 2546, บริษัทซีเอ็ดยูเคชั่น จำกัด (มหาชน) 4. ภาพสวยๆที่ใช้ประกอบบทความในคราวนี้ได้มาจากหนังสือ Powers of Ten ของ Philip Morrison และ Phylis Morrison ที่ร่วมจัดทำกับ The Office of Charles & Ray Eames พิมพ์ครั้งที่ 14 ปี 2000 โดยสำนักพิมพ์ Scientific American Library (ลองหาดูตามร้านหนังสือต่างประเทศในกรุงเทพฯ ถ้ายังไม่เจอก็ลองแวะไปดูที่ร้านคิโนคุนิยะ ที่เอมโพเรียมนะครับ) นอกจากภาพที่เห็นแล้วในบทความนี้ หนังสือเล่มดังกล่าวยังแสดงภาพของสิ่งต่างๆในเอกภพในสเกลที่ใหญ่กว่านี้มากๆ (ใหญ่สุดคือ 1025 เมตร) และเล็กกว่านี้มากๆมาก (เล็กที่สุดคือ10-16 เมตร) อีกด้วย นับเป็นตัวอย่างของหนังสือแสดงให้เห็นชัดเจนว่า รูปภาพสวยๆน่าประทับใจ และการเรียบเรียงเรื่องราวอย่างเหมาะเจาะลงตัว ช่วยส่งเสริมจินตนาการ และ ช่วยให้เราเข้าใจเรื่องยากๆทางวิทยาศาสตร์ได้สะดวกมากขึ้นเป็นอันมาก

ความสามารถในการ เก็บข้อมูล ของ ดีเอ็นเอ

ในสองตอนแรกที่ผ่านไป ผมสรุปไว้ว่า “ดีเอ็นเอมีขนาดที่เล็กมากๆ” แต่การที่เราทราบแล้วในปัจจุบันว่า
ดีเอ็นเอเป็นโมเลกุลที่เก็บ “รหัสพันธุกรรม” ที่กำหนดลักษณะต่างๆ ของสิ่งมีชีวิต
ดังนั้น ดีเอ็นเอก็น่าจะมีความสามารถในการ “เก็บข้อมูล” ได้เป็นอันดี ลองมาดูกันนะครับว่า
ความสามารถในการเก็บข้อมูลดังกล่าว มีความเกี่ยวพันกับรูปทรงและความเป็นระเบียบของดีเอ็นเออย่างไร



มีใครลองไปทำ “การบ้าน” เรื่อง “เทปเพลงและเส้นเชือก” ที่ผมให้ไว้ เมื่อสองตอนที่แล้วดูบ้างครับ
?

รูปที่ 1 (ด้านบน) ตลับเทปเพลงธรรมดาที่เราคุ้นเคยกันดี สามารถบันทึก “ประวัติศาสตร์” ในรูปของเสียงได้นับชั่วโมง รูปที่ 2 (ด้านล่าง) เนื้อเทปที่เรียงกันอยู่อย่างเป็นระเบียบสามารถเก็บ “เสียง” ได้ แบบเดียวกับ ดีเอ็นเอที่เรียงตัวกันอยู่ อยู่เป็นระเบียบสามารถเก็บ “รหัสพันธุกรรม” ได้

ถ้ามีใครไปลองวัดความยาวของ
“เนื้อ” เทปเพลงดูก็จะพบว่า เป็นเรื่องน่าประหลาดใจไม่น้อยทีเดียวว่า ตลับเทปเพลงที่สามารถอัดเสียง
(เพลง ฯลฯ) ได้ยาวถึง 60 นาที (รวมสองหน้าเทป) นั้น มีความกว้างเพียง 6.3 เซนติเมตร
และ ยาวเพียง 9.9 เซนติเมตร แต่สามารถเก็บเนื้อเทปที่มีความยาวถึง 90 เมตร ได้
(ยาวกว่าความยาวของตลับเทปถึงเกือบร้อยเท่า!) [รูปที่ 1 และ 2]



ความจริงเรื่องเทปเพลงนี่
ลองพิจารณาดูให้ดีๆ ก็จะยิ่งประหลาดใจครับ การที่เราอัดเสียงเอาไว้ได้ก็หมายถึง
เราสามารถแปลง “คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า” ชนิดหนึ่งที่ “จับต้องไม่ได้” และ ล่องลอยไปมาในอากาศ
… ให้กลายเป็น “สัญญาณ” หรือ “รหัส” อีกอย่างหนึ่งเก็บอยู่บนเนื้อเทป ซึ่งเป็นสิ่งที่มีลักษณะ
“จับต้องได้” (คือ อย่างน้อยก็มีลักษณะเป็นตัวตน และ รูปธรรมมากกว่าคลื่นที่ล่องลอยไปมาในอากาศ
... นั่นแหละครับ) และ ยังสามารถนำมาแปลงกลับไปเป็น “คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า” ที่จับต้องไม่ได้
(คือ เปิดฟังเสียงได้) อีกแน่ะ!



มองอีกอย่างก็คือ เราสามารถเก็บ “อดีต” (หรือ ประวัติศาสตร์) ของเสียงที่
“เคยเกิดขึ้นมาแล้ว” ไว้ได้ด้วยตลับเทปธรรมดาๆ นี่แหละครับ!



ถ้าสังเกตให้ดีจะเห็นว่า
เนื้อเทปดังกล่าวต้องเก็บเป็นระเบียบทีเดียวคือ พันม้วนเป็นวงอย่างดี นอกจากนี้ยังต้องเรียบตึง
ไม่ยับย่นหงิกงอ และ ต้องอยู่ในตำแหน่งที่เลื่อนไปบน “หัวอ่าน” ของเครื่องเล่นเทปอย่างพอเหมาะพอดี
(ไม่เอียงหรือตกขอบไปด้านใดด้านหนึ่ง)



คิดว่าคงมีหลายคนที่เคยเจอกับปัญหาเนื้อเทปเกิดยับย่นยู่ยี่
(อาจจะเป็นเพราะ ถูกเครื่องเล่นเทปที่เริ่มเก่าหรือชำรุด “งับ” เอา) ซึ่งก็จะสังเกตได้ไม่ยากว่า
การที่จะแก้ไขให้ดีเหมือนเดิมนั้น แทบจะทำไม่ได้เอาทีเดียว และ การที่จะตัดเอาเทปตรงเฉพาะส่วนดังกล่าวทิ้งไปแล้ว
ต่อใหม่ด้วยเทปกาวก็แทบจะเป็น “งานฝีมือ” แบบหนึ่งเลยทีเดียว



หากมองในแง่นี้แล้ว
ดีเอ็นเอก็ต้องเก็บรักษาอย่างเป็น “ระบบ” และ “ระเบียบ” (คือ มีตำแหน่งก่อนและ
หลังในสายดีเอ็นเอที่แน่นอนและชัดเจน … ซึ่งเราจะคุยกันเรื่องนี้อีกครั้งในภายหลังนะครับ)
ไม่แตกต่างกันกับ เนื้อเทปเพลงแต่อย่างใด แต่ส่วนที่ต่างกันมากก็คือ ตามธรรมชาติแล้ว
หากเกิดกรณีที่ดีเอ็นเอแตกหักเสียหาย (เช่น ดีเอ็นเอของ “เซลล์ผิวหนัง” ที่โดนแสงอัลตราไวโอเลต
หรือ UV ในแสงแดด แผดเผาอย่างรุนแรงเป็นเวลานานๆ) กลไกการตรวจสอบ ตลอดจนซ่อมแซม
และสร้างดีเอ็นเอ ส่วนที่แตกหักเสียหายขึ้นใหม่ (ด้วยเอนไซม์หลายๆ ชนิด) ก็สามารถทำหน้าที่ได้เป็นอย่างดี
(เรียกว่า ดีอย่างเหลือเชื่อ ทีเดียวล่ะครับ)



เพราะมิฉะนั้นประชากรโลกในแถบศูนย์สูตรโลก
ก็คงเป็นมะเร็งผิวหนังกันไปหมดแล้ว



คราวนี้ หากเราจะมาดูกันที่รูปทรงของดีเอ็นเอ
ก็จะพบว่า … ธรรมชาติได้รังสรรค์ “รูปทรง” อันแสนเหมาะสมกับงานของมันเป็นอย่างยิ่ง
กล่าวคือ ดีเอ็นเอมีลักษณะตามธรรมชาติเป็นสายคู่ เป็นสายคู่กันที่ไม่ธรรมดามากๆ
คือ เป็นสายคู่ของดีเอ็นเอที่จับกันได้อย่างพอเหมาะพอเจาะ (ยิ่งกว่ากิ่งทองใบหยกเสียอีก!)
เกาะเกี่ยวกันอยู่ โดย “ตกร่องปล่องร่องชิ้น” กันทุกแง่มุม สองสายของดีเอ็นเอนั้นจับกัน
และ บิดไปมาคล้ายกับ “บันไดเวียน” หรือ หากตัดสายดีเอ็นเอแต่ละท่อนออกมาดู ก็จะเห็นได้ว่ามีลักษณะคล้ายๆ
กับ “สปริง” ซึ่งจัดว่าเป็นโครงสร้างแบบหนึ่งที่มีความยืดหยุ่นสูงสุดเลยทีเดียว




ข้อเด่นของสปริงที่ทุกท่านคงทราบดีอยู่แล้ว
นั่นก็คือ สปริงนั้นทนทานต่อ “แรงดึง” และ “แรงกด”มากเป็นพิเศษ เมื่อเทียบกับโครงสร้างแบบอื่นๆ
ทั่วไป

ถ้าใครได้ลองไปหาเชือกมาสังเกตดู อย่างที่ผมบอกไว้ก่อนหน้านี้ ก็จะเห็นลักษณะพิเศษของเส้นเชือกต่างๆ
นั่นก็คือ เส้นเชือกต่างๆ (ยิ่งเส้นใหญ่ก็จะยิ่งเห็นได้ชัดเจนมากยิ่งขึ้น) มักจะประกอบด้วย
“เส้นเชือกที่เล็กกว่า” หลายเส้นมาพันกันอยู่ แต่การพันดังกล่าวนั้น … ไม่ใช่พันกันอย่างไรก็ได้นะครับ
เป็นการพันกันอย่างเป็น “ระบบ และ ระเบียบ” ที่แน่นอนมากทีเดียวล่ะครับ

รูปที่ 3 (ด้านบน) ขดเชือก เกิดจากเส้นเชือกมาพันกันอยู่อย่างซับซ้อน และ เป็นระเบียบ รูปที่ 4 (ตรงกลาง) ภายในเกลียวเชือกขนาดย่อย ก็ยังมีเกลียวเชือกขนาดเล็ก และ ย่อยกว่าม้วนพันกันอยู่ รูปที่ 5(ด้านล่าง) เปรียบเทียบขนาดระหว่างเกลียวเชือกที่เล็กที่สุดในสาย กับ เกลียวเชือกที่พันกันเป็นโครงสร้างที่ ซับซ้อนมากขึ้นแล้ว

หากสังเกตต่อไปก็จะพบว่า
““เส้นเชือกที่เล็กกว่า” นั้น ก็มักจะประกอบด้วย “เส้นเชือกที่เล็กยิ่งกว่า” ลงไปอีก
บางคราวเส้นเชือกเส้นเล็กๆ ที่เราใช้งานกันอยู่ อาจจะประกอบด้วย เส้นเชือกที่เล็กกว่าเป็นลำดับถึงสามสี่ทอดด้วยกัน
[รูปที่ 3 ถึงรูป 5] เมื่อสังเกตเห็นเช่นนี้ก็คงจะเข้าใจได้ไม่ยากว่า
เหตุใดเส้นเชือกแต่ละเส้น จึงทน “แรงดึง” และ “แรงเค้น” จากการใช้งานได้ดีนัก

[รูปที่ 6] ลองสังเกตดูจะเห็นถึง ความเป็นระเบียบ และความซับซ้อนของการจัดเรียง ตัวของสายดีเอ็นเอในรูปนี้ (ลองเทียบกับรูปเส้นเชือกก่อนหน้านี้)

คราวนี้ลองดูรูปที่
6 ก็จะเห็นว่า ดีเอ็นเอมีการจัดเรียงตัว และ พับตัวไปมาคล้ายๆ กับเส้นเชือกอยู่ไม่น้อยเลยทีเดียว
โดยหน่วยเล็กที่สุดก็จะเป็นสายของดีเอ็นเอสองสาย จากนั้นก็จะมีการพันทบไปมา และ
เริ่มมีโปรตีนบางอย่าง (มักจะเป็นโปรตีนที่มีประจุเฉลี่ยเป็นบวก โดยเฉพาะอย่างยิ่งโปรตีนจำพวก
“ฮิสโตน” ) มาร่วมจับด้วย ซึ่งก็มีผลทำให้แรงผลัก เนื่องจากประจุลบของสายดีเอ็นเอลดน้อยลง
ทำให้สามารถพับ และ บิดไปมาได้สะดวกมากยิ่งขึ้น โครงสร้างที่ได้จึงมีขนาดเล็ก กระทัดรัดมากยิ่งขึ้น
โดยในท้ายที่สุด สายดีเอ็นเอจะพันกันจนได้ โครงสร้างที่มีขนาดใหญ่ที่สุด (ที่มีหน้าตาคล้ายปาท่องโก๋)
เรียกว่า “โครโมโซม” นั่นเอง

[รูปที่ 7] โครโมโซมมนุษย์ที่นำมาเรียงกันเป็นคู่ๆ จากใหญ่ไปเล็ก แต่ละแท่งโครโมโซมที่เห็นมี “รหัสพันธุกรรม” อยู่นับสิบนับร้อยล้านหน่วย

ดีเอ็นเอที่สมบูรณ์ครบชุด
หรือที่เรียกว่า จีโนม (genome) ของมนุษย์นั้น มีความยาวถึง 3 พันล้านหน่วย
หน่วยที่ว่านี้ ศัพท์วิชาการเรียกว่าเป็น คู่เบส (base pair) ดีเอ็นเอทั้งหมดที่ว่าก็กระจายกันอยู่ในโครโมโซมจำนวน
46 แท่งนั่นเอง [รูป 7] ดังนั้น แต่ละโครโมโซมจะมีหน่วยพันธุกรรมของเราอยู่หลายสิบล้านหน่วย
(ขึ้นไป) เลยทีเดียว



อ้อ … แต่ว่าโครโมโซมแต่ละเส้นของคนเรานั้น
มีความสั้นยาวไม่เท่ากันนะครับ ขนาดโดยคร่าวๆ ก็จะเรียงลำดับจากที่ใหญ่ที่สุดไปหาเล็กที่สุด
ตามลำดับหมายเลขของโครโมโซมนั่นเอง กล่าวอีกนัยหนึ่งก็คือ โครโมโซมที่ใหญ่ที่สุดคือ
โครโมโซมหมายเลข 1 และ โครโมโซมที่เล็กที่สุดคือ โครโมโซมหมายเลข 22



ส่วนโครโมโซมอื่นๆ
ก็มีขนาดลดหลั่นกันไป (ทั้งนี้ไม่รวมโครโมโซม X และ โครโมโซม Y ที่เป็นโครโมโซมเพศ
ซึ่ง ไม่เข้ากับกฎเกณฑ์ดังกล่าว)

คงจะพอเห็นความมหัศจรรย์ของการจัดเรียงตัว และ รูปร่างของดีเอ็นเอในระดับต่างๆ
แล้วนะครับ คราวหน้าเราจะมีดูความมหัศจรรย์ในแง่อื่นๆ ของดีเอ็นเอกันต่อครับ

แนะนำหนังสืออ่านเพิ่มเติม คราวนี้จะขอแนะนำหนังสือ Genome The Autobiography of a Species in 23 Chapters ของ Matt Ridley (2000, สำนักพิมพ์ Perennial, ISBN 0-06-093290-2) หนังสือเล่มดังกล่าว ยกเอาเรื่องต่างๆ ที่น่าสนใจทางวิทยาศาสตร์ (ความจำ, สติปัญญา, สัญชาติญาณ, ชีวิต, ความตาย ฯลฯ) มาร้อยเรียง และ ลำดับตามความสัมพันธ์ของเรื่องต่างๆ ดังกล่าวกับยีน และ ตำแหน่งของยีนบนโครโมโซมทั้ง 23 ชุดของมนุษย์ นับเป็นหนังสือที่มี concept น่าสนใจ ทั้งยังเขียนได้ดีมากๆ เล่มหนึ่งครับ ติดอันดับเบสต์ เซลเลอร์ อยู่หลายสัปดาห์ทีเดียว (ในต่างประเทศ) นอกจากนี้ ยังได้รับคำชมจากนักวิจารณ์ค่อนข้างมาก เรียกว่าเป็นงานระดับมาสเตอร์พีซ ของนักเขียนคนนี้เลยทีเดียว เหมาะกับทั้งผู้อ่านทั้งที่เป็นคนทั่วไป จนกระทั่งคนในแวดวงวิชาการ (ไม่ว่าจะเป็นนิสิต นักศึกษา ครู อาจารย์ นักวิจัย ฯลฯ) ถ้าพอจะสนุกกับการอ่านภาษาอังกฤษไหว ก็ลองหามาอ่านดูนะครับ

ไปกลับโลกดวงอาทิตย์ 50 รอบ ระยะทางยังน้อยกว่าความยาวดีเอ็นเอในร่างกายเรา

จะเห็นได้นะครับว่าในทั้งสามตอนที่ผ่านมา ผมพยายามแสดงให้เห็นด้วยวิธีการ และ ตัวอย่างต่างๆ
หลายรูปแบบด้วยกัน เพื่อที่จะเน้นย้ำว่า ดีเอ็นเอมีขนาดที่เล็กมากเสียเหลือเกิน แต่กระนั้น
ก็ยังได้ซ่อนความเป็นระเบียบ และ ข้อมูลพันธุกรรมเอาไว้อย่างเหมาะเจาะลงตัว ภายใต้รูปทรงเกลียวคู่ที่สวยสดงดงาม
ทำให้มีประโยชน์ ครบถ้วนต่อการก่อเกิด และถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม ซึ่งอาจจะเรียกให้
“อินเทรนด์” ก็ต้องว่า ดีเอ็นเอนั้น ไม่ได้สวยแต่อย่างเพียงอย่างเดียว แต่
“สวยอย่างมีคุณค่า” (แบบเดียวกับ สโลแกนนางงามสมัยนี้ นั่นแหละครับ)



ถ้ายังจำได้นะครับ ผมเคยกล่าวไว้แล้วว่า ดีเอ็นเอที่ครบชุดครบถ้วนสมบูรณ์ ซึ่งสามารถนำมาใช้เป็น
“ต้นแบบ” เพื่อสร้างสิ่งมีชีวิตได้ เรียกกันว่าเป็น “จีโนม (genome)” หนึ่งชุด
ซึ่งก็เป็นเรื่องที่น่าทึ่ง อีกนั่นแหละครับที่ จีโนมทั้งชุดจะสามารถบรรจุลงไปในเซลล์
ซึ่งมีขนาดเฉลี่ยในระดับที่สายตามนุษย์ แทบจะไม่สามารถมองเห็นได้

[รูปที่ 1] โครโมโซมที่ 1 ของมนุษย์ แสดงในรูปแบบของแผนที่ยีน

ความที่ว่า การจะสร้างสิ่งมีชีวิตที่มีความสลับซับซ้อนได้นั้น
จะต้องมีความยาวของดีเอ็นเอที่ยาวมากพอ (เพื่อเก็บข้อมูลทางพันธุกรรมให้ได้มากพอ)
ยกตัวอย่างเช่น เซลล์มนุษย์มีดีเอ็นเอที่เป็นองค์ประกอบในจีโนมมากถึง 3 พันล้านคู่เบส
หรือ 3 พันล้าน “หน่วยย่อยทางพันธุกรรม” โดยทั้งหมดที่ว่านี้ บรรจุอยู่ในโครงสร้างที่ชื่อ
“โครโมโซม” รวม 23 แท่ง (ของโครโมโซม) [รูป 1]




อ้อ … แค่เพียงหนึ่งชุดของโครโมโซมนี่ไม่เพียงพอนะครับ
ต้องมีถึงสองชุดด้วยกันนะครับ เพราะว่าหากมีความผิดพลาดเกิดขึ้นในยีนของโครโมโซมชุดหนึ่ง
จะได้มี “ยีนดี” หรือยีนที่ยังใช้งานได้ตามปกติ ในโครโมโซมอีกชุดหนึ่งมาชดเชยทดแทน
ทำให้คนเรามีโอกาสเป็นโรคหลายชนิดลดลง นี่เองเป็นสาเหตุที่ทำให้ต้องระบุว่า มนุษย์เรามีโครโมโซมรวม
23 คู่ นั่นเอง (กล่าวอีกนัยหนึ่งนั่นก็คือ มีรวมทั้งสิ้น 6 พันล้านคู่เบส หรือ
6,000,000,000 (6x10⁹) คู่เบส ทีเดียว)



จำนวนโครโมโซมที่ว่านี้ ถ้าหากมีเพียงชุดเดียวก็จะไม่เพียงพอ ที่จะทำให้เกิดเป็นมนุษย์ที่สมบูรณ์ได้นะครับ ส่วนหากมีมากกว่านี้ หรือ น้อยกว่านี้ เช่น โครโมโซมเกินมาหรือขาดไปสักแท่งหนึ่ง ไม่ว่าจะเป็นโครโมโซมร่างกาย หรือ โครโมโซมเพศ (โครโมโซม X หรือ โครโมโซม Y) หรือ บางครั้งพบแม้กระทั่งว่า เกินมาถึงหนึ่งชุดโครโมโซมก็มี ซึ่งล้วนแล้วแต่มีผลทำให้เป็นโรคลักษณะต่างๆ
ซึ่งบ้างก็มีอาการรุนแรง จนทำให้เสียชีวิตตั้งแต่ในครรภ์ หรือ บ้างก็ลืมตามมาดูโลกได้ไม่นานก็เสียชีวิตก็มี แต่ก็มีบ้างบางโรคที่ความผิดปกติมีน้อยจนแทบไม่สังเกตเห็น



ซึ่งหากมองแบบชาวพุทธทั่วไปก็คงต้องว่า ทุกอย่างก็เป็นไปตามคำที่พระท่านสอนนั่นแหละครับ … ที่ว่า“น้อยไปก็ไม่ดี มากไปก็ไม่ดี พอดีๆ นั่นแหละดี” (สาธุ)

[รูปที่ 2]ดีเอ็นเอที่อยู่ในเซลล์มนุษย์หนึ่งเซลล์นั้น ยาวกว่าความสูงของคนทั่วไปเสียอีก

[รูปที่ 3]ดีเอ็นเอหากกว้างเท่าคน จะยาวขนาดพันรอบโลกได้มากกว่า 12 ครั้ง

เมื่อพิจารณาจากข้อเท็จจริงที่ว่า ระยะห่างระหว่างเบส (หรือ ระหว่างห่างระหว่างหน่วยย่อยทางพันธุกรรม ดังที่ว่ามาข้างต้น) ของดีเอ็นเอนั้น มีขนาดราว 0.34 นาโนเมตร (หรือ เท่ากับ 0.34 x 10^-9 เมตร) ดังนั้น หากนำดีเอ็นเอทั้งหมดในจีโนมของมนุษย์มาคลี่ออก แล้วเรียงต่อกันไป จะพบว่ามีความยาวที่มากถึงราว 2 เมตร (ได้มาจาก 6 x 10⁹เบสคูณกับ 0.34 x 10^-9 เมตร) ดังปรากฏใน [รูป 2]




พูดให้เข้าใจง่ายๆ ก็คือ ดีเอ็นเอของมนุษย์เรา ที่บรรจุอยู่ในเซลล์เพียงเซลล์เดียว มีความยาวที่มากกว่าความสูงโดยเฉลี่ยของคนทั่วไปที่เป็นเจ้าของเซลล์นั้นๆ ด้วยซ้ำ




ความยาวขนาดนี้น่าทึ่งมากน้อยเพียงใด? ก็จะขอเปรียบเทียบให้เห็นกันชัดๆ อีกแบบหนึ่งนะครับ หากว่าเรามีอำนาจวิเศษที่สามารถเสกให้ดีเอ็นเอขยายขนาดขึ้น โดยให้ยังคงมี “สัดส่วน” ระหว่างความกว้างและ ความยาวคงเดิมไม่เปลี่ยนแปลง เมื่อขยายดีเอ็นเอจนมีขนาดความกว้างเท่าๆ กับ “ขนาดของช่วงไหล่” ของคนเรา มันก็จะมีความยาวในระดับที่ สามารถนำมาพันรอบโลกได้ถึง 12 รอบครึ่งเลยทีเดียว! ดูรูปประกอบดัง [รูป 3]




กล่าวอีกอย่างก็คือ หากพันดีเอ็นเอที่ว่าไปรอบโลกด้วยความเร็วประมาณ 30 วันต่อรอบ...
แม้จะพันอยู่ 1 ปีเต็มๆ ยังพันไม่เสร็จ (คือ ไม่หมดความยาวของดีเอ็นเอ) เลยครับ




แต่ว่า ... อย่าเชื่อกันง่ายๆ ครับ ลองคำนวณดูว่าผมมั่วนิ่มหรือเปล่า ดีเอ็นเอมีความกว้างประมาณ 2 นาโนเมตร (2 x 10^-9
เมตร) ส่วนความยาวก็ประมาณว่าสัก 2 เมตร (ดังที่คำนวณไว้ข้างบนนั่นนะครับ) ส่วนขนาดช่วงไหล่คนเรา ก็ประมาณให้เป็น 50 เซนติเมตรก็แล้วกัน เส้นผ่านศูนย์กลางของโลกวัดที่บริเวณศูนย์สูตร ก็มีค่าประมาณ 12,756 กิโลเมตร (ดังนั้น รัศมีก็มีค่าประมาณครึ่งหนึ่งของค่าดังกล่าว) และ ค่าเส้นรอบวง (รอบโลก) ก็คำนวณได้จากสูตร 2 x pi x r (ค่า pi มีค่าประมาณเท่ากับ 22/7 ส่วน r ก็ใช้ ค่ารัศมีโลก ดังที่กล่าวไปแล้ว)

[รูป 4] เซลล์ในร่างกายของเรามีมากว่าดวงดาวในกาแล็กซีทางช้างเผือกเสียอีก

คราวนี้ หากเรานำความมหัศจรรย์ในเรื่องของ “ความยาวของดีเอ็นเอ” มารวมกันเข้ากับความอัศจรรย์ในเรื่อง “จำนวนเซลล์ที่ประกอบกันเป็นร่างกายของเรา” ก็จะพบว่าเรื่องราวต่างๆ ดูจะน่าแปลกประหลาดใจมากยิ่งขึ้นไปอีก เพราะ มนุษย์เรามีเซลล์อยู่อย่างมากมายยิ่งคือ
มากถึง 10 ล้านล้านเซลล์ (10¹³ เซลล์) แต่อย่าไปซีเรียสกับตัวเลขที่ว่ามากนะครับ … เอาเป็นว่ามักจะประมาณกันว่าอยู่ในราว 10¹² – 10¹⁴เซลล์ แต่จุดที่น่าสนใจก็คือ เซลล์ในร่างกายของคนเรา ที่ประกอบกันเป็นเนื้อเยื่อและอวัยวะต่างๆ มีมากว่าดวงดาวในกาแล็กซีทางช้างเผือกเสียอีก ดูภาพ
[รูป 4] ประกอบนะครับ




หากนำดีเอ็นเอในทุกเซลล์ของร่างกายมาต่อรวมกัน ก็จะกลายเป็นเรื่องที่แทบไม่เชื่อว่า จะมีความยาวรวมกันแล้วมากกว่า ระยะทางจากโลกถึงดวงอาทิตย์ถึงกว่า 100 เท่าด้วยกัน

[รูป 5] ดีเอ็นเอทั้งหมดในร่างกายของคนเรายาวกว่า ระยะทางจากโลกถึงดวงอาทิตย์เป็น 100 เท่า

ใครไม่เชื่อก็ลองคำนวณดูนะครับ ระยะทางจากโลกถึงดวงอาทิตย์ ก็คือราว 150 ล้านกิโลเมตร (หรือ 1.5 x 10¹¹ เมตร) ดัง [รูป 5] หากเปรียบเทียบอีกอย่างหนึ่งก็คือ ความยาวดังกล่าวเทียบเท่ากับ ระยะทางที่แสง ซึ่งเป็นสิ่งที่เดินทางได้เร็วที่สุดเท่าที่เรารู้จักกันในปัจจุบัน ด้วยสถิติสุดยอดในจักรวาลคือ ราว 3 แสนกิโลเมตร (3 x 10⁸ เมตร) ต่อวินาที แต่ก็ยังต้องใช้เวลาเดินทางถึง 18 ชั่วโมงครึ่ง จึงจะสามารถผ่านพ้นความยาวขนาดนี้ไปได้!




นี่แหละครับ … ความมหัศจรรย์อย่างแท้จริงเรื่องหนึ่งของดีเอ็นเอ

ความเป็นสากลของดีเอ็นเอ

ลักษณะสำคัญอีกประการหนึ่ง ซึ่งเป็นลักษณะอันน่ามหัศจรรย์ใจของดีเอ็นเอ ที่มนุษย์เราได้เรียนรู้แล้วก็คือ “ความเป็นสากล” ของดีเอ็นเอในสิ่งมีชีวิตชนิดต่างๆ บนโลกใบนี้

เคยนึกสงสัยกันบ้างไหมครับว่า ในบรรดาผู้คนเผ่าพันธุ์ เชื้อชาติต่างๆ กันที่อยู่กันทั่วโลกนี้ มีอะไรบ้างที่นับได้ว่าเป็นสิ่งที่ “เป็นสากล” ระหว่างกันบ้าง? ลองไล่เรียงดูสิครับ คุณจะเห็นได้เองว่าเป็นเรื่องที่ยากเสียเหลือเกินที่จะตอบ … ดูเหมือนไม่มีอะไรเลยที่เหมือนกัน ถึงระดับที่เรียกได้ว่า “เป็นสากล” อย่างแท้จริงสำหรับ “คนทุกคนบนโลกนี้” ไม่ว่าจะเป็นเรื่องทาง “รูปธรรม” หรือ “นามธรรม” ก็ตาม

บางคนอาจจะนึกถึงเรื่องของ “ธนบัตร” หรือ “เหรียญ” (รูปธรรม) ซึ่งใช้แทน “เงิน” (นามธรรม) หรือ อันที่จริงควรจะบอกว่าเป็น“มูลค่าของเงิน” มากกว่า ซึ่งก็จะเห็นขอยกเว้นว่า ในสังคมชาวป่าบางแห่งก็ยังไม่ได้มี “เงิน” ใช้กันแต่อย่างใด บางคนอาจจะนึกถึงเรื่องของนามธรรมอย่าง “ความรัก” ซึ่งดูอย่างเผินๆ ทุกคนก็น่าจะมีความรักได้ไม่ต่างกัน ไม่ขึ้นกับเชื้อชาติเผ่าพันธุ์… แต่คุณแน่ใจหรือว่า ความรัก ที่คุณมีอยู่ในใจจะเป็น “ความรัก” อันเดียวกับที่คนอื่นๆ คิด?

ลองคิดถึง ความรักที่มีมากจนท่วมท้นล้นหัวอกของ ศิลปินนักวาดภาพระดับโลกอย่าง แวน โก๊ะห์ (เห็นผู้รู้บางท่านบอกว่า อันที่จริงน่าจะอ่านออกเสียงชื่อท่านเป็น ฟาน ก๊อกห์ มากกว่านะครับ) กระทั่งสามารถตัดหูไปมอบเป็นของขวัญให้กับคนรักได้

คราวนี้ลองถามตัวเองใหม่ดูนะครับว่า “ความรัก” นี่อันที่จริงแล้ว มันเป็นอย่างไรกันแน่ ?

ความจริงไม่ใช่แต่เรื่องของความรักนะครับ นักปรัชญาเค้าถกเถียงกันมาเป็นร้อยเป็นพันปีมาแล้วว่า เวลาที่คุณคิดถึงนามธรรมอะไรสักอย่าง สิ่งที่ปรากฏใน “ความคิดคำนึง” ของคุณแต่ละคนแตกต่างหรือเหมือนกันหรือไม่ และ จะทราบได้อย่างไร

ถ้าเป็นเรื่องของ “ดนตรี” (นามธรรม) ล่ะครับ แน่นอนครับว่า เราสามารถซึมซับดนตรีหลายๆ อย่างได้ว่า “ไพเราะ” (นามธรรม) โดยที่ไม่ต้องมีพื้นฐานความรู้ใดๆ เกี่ยวกับมันเลย แต่ดนตรีนั้น เมื่อดูในรายละเอียดแล้วก็มีความแตกต่าง หลากหลายอยู่มากนะครับ อย่างเช่น ไม่ว่าจะในเรื่องของชนิดของดนตรี (หรือ จังหวะ) เครื่องดนตรี ประเภทของดนตรี ลักษณะของตัวโน้ตที่ใช้แทนเสียง (รูปธรรม)

คุณเคยรู้สึกว่า ดนตรีบางอย่างไพเราะ แต่บางอย่างฟังอย่างไรก็ไม่ไพเราะหรือไม่? ทำไมคนในรุ่นราวคราวเดียวกันจะรู้สึกว่า ดนตรีแบบเดียวกันไพเราะ (และไพเราะกว่าดนตรีแบบอื่นที่รุ่นอื่นมองว่าไพเราะ!) นี่ยังไม่รวมถึงภาษา กฎหมาย รวมไปถึง ขนบธรรมเนียม ประเพณี วัฒนธรรมต่างๆ ฯลฯ ซึ่งก็มองเห็นความแตกต่างและหลากหลายได้ชัดเจนมาก

กลับมาที่คำถามอีกที ไม่มีอะไรเลยหรือที่ “เป็นสากล” สำหรับมนุษย์ทุกผู้ทุกนามบนโลกนี้?

คำตอบก็คือ มีครับ … ดีเอ็นเอ ไงครับ

แต่ที่วิเศษไปกว่านั้นก็คือ นอกจากคนเราทุกคน มีดีเอ็นเอเป็นสารพันธุกรรมเหมือนกันแล้ว สิ่งมีชีวิต "แทบจะทั้งหมด" ที่เรารู้จักแล้วบนโลกนี้ ต่างก็มีดีเอ็นเอเป็นสารพันธุกรรมทั้งสิ้น

[รูป 1 - ซ้ายบน] ดีเอ็นเอ (ซ้าย) และ อาร์เอ็น มีความแตกต่างกันเพียง หนึ่งอะตอมออกซิเจนต่อหนึ่งหน่วยพันธุกรรม [รูป 2 - ขวาบน] เบส T ที่ใช้ในดีเอ็นเอ (ซ้าย) กับ เบส U ที่ใช้ในอาร์เอ็นเอ [รูป 3 - ล่าง] เบส A C และ G ที่เป็นองค์ประกอบทั้งในดีเอ็นเอ และ อาร์เอ็นเอ

สังเกตนะครับว่า ผมใช้คำว่า “แทบจะทั้งหมด” เพราะว่า เรื่องนี้มีข้อยกเว้นอยู่เหมือนกัน นั่นก็คือ มีกลุ่มของไวรัสบางชนิด ซึ่งใช้สารอีกชนิดหนึ่งที่มีชื่อว่า อาร์เอ็นเอ (RNA) เป็นสารพันธุกรรม แทนที่จะเป็นดีเอ็นเอ แบบเดียวกับสิ่งมีชีวิตทั่วๆ ไป แต่ว่าอันที่จริงแล้ว หากไปดูโครงสร้างของอาร์เอ็นเอ ก็จะพบว่ามีลักษณะแทบจะเป็น “ฝาแฝด” กับ ดีเอ็นเอ เลยทีเดียว ยกเว้นแต่ว่า อาร์เอ็นเอมี “จำนวนอะตอมออกซิเจน” มากกว่าดีเอ็นเออยู่หนึ่งอะตอม ทุกๆ หน่วยย่อยทางพันธุกรรม [รูป 1] และ มักจะอยู่เป็นสายเดี่ยว แทนที่จะจับกันเป็นสายคู่แบบดีเอ็นเอ

จะเห็นได้นะครับว่า เรื่องของ“สารพันธุรรมสายเดี่ยว” นี่ก็น่าสนใจเช่นกัน อย่างน้อยสำหรับนักวิทยาศาสตร์บางคน ... อาจจะน่าสนใจไม่น้อยกว่า “เสื้อสายเดี่ยว” เลยก็เป็นได้!

นอกจากนี้แล้ว ก็มีข้อแตกต่างสำคัญอีกเพียงอย่างเดียวระหว่างอาร์เอ็นเอกับดีเอ็นเอ นั่นก็คือ อาร์เอ็นเอใช้เบสที่มีชื่อย่อว่า U แทนที่จะใช้เบส T แบบเดียวกับ ดีเอ็นเอ [รูป 2] แม้ว่าจะใช้เบสอีก 3 ชนิดเหมือนกับดีเอ็นเอไม่ผิดเพี้ยนคือ A C และ G [รูป 3]

แต่ถ้าสังเกตให้ดีๆ จะเห็น (อีก) ว่า โครงสร้างของเบส T และเบส U นั้นคล้ายกันมากครับ

ถ้าคิดอย่างถี่ถ้วนสักนิด ก็อาจจะสังเกตเห็นธรรมชาติที่แปลกประหลาดเพิ่มขึ้นมาอีกอย่างหนึ่งก็คือ แม้ว่าจะมีไวรัสไม่มากนักที่เป็นข้อยกเว้นดังกล่าว (คือ มีอาร์เอ็นเอเป็นสารพันธุกรรม) แต่ดูเหมือนว่า จะเป็นกลุ่มที่เราต้องสู้รบปรบมือด้วยเป็นพิเศษ และ ที่สำคัญก็คือ เรายังแพ้อยู่เป็นประจำสำหรับสมรภูมินี้ นะครับ

[รูป 4] ไวรัสสาเหตุของโรคหวัด (ซ้าย) และ โรคไข้หวัดใหญ่

ไม่ว่าจะเป็น ไวรัสที่เป็นสาเหตุของโรคหวัด (ธรรมดา) ไวรัสของโรคไข้หวัดใหญ่ [รูป 4] บางคนอาจจะพอทราบอยู่แล้วว่า ยาที่เราทานกันเมื่อตอนที่เป็นหวัดนั้น ล้วนแล้วแต่เป็นยาที่ใช้บรรเทา ลด หรือ รักษา “อาการ” หรือ “ผลข้างเคียง” ของโรคหวัด แต่ไม่ใช่ยาที่เข้าไปต่อสู้ หรือ กวาดล้างไวรัสที่เป็นสาเหตุของโรคหวัดแต่อย่างใด

ภายหลังการพักผ่อนสักระยะหนึ่งจนร่างกายแข็งแรงมากยิ่งขึ้น ระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายเรานั่นเอง ที่จะทำหน้าที่เป็นผู้กวาดล้างไวรัสเหล่านี้ให้หมดไป

[รูป 5 - บน] ไวรัสชนิด HIV ที่เป็นสาเหตุของเอดส์ [รูป 6 - ซ้ายล่าง] ไวรัสที่เป็นสาเหตุของ SARS [รูป 7 - ขวาล่าง] กล้วย ผลไม้ที่อาจจะใช้เป็นวัคซีนในอนาคต

ไวรัสในกลุ่มที่ใช้อาร์เอ็นเอ เป็นสารพันธุกรรมนี้ ยังรวมไปถึง ไวรัสที่ก่อให้เกิดโรคเอดส์ หรือ ที่รู้จักกันดีในชื่อย่อว่า HIV นั่นเอง ชื่อเต็มๆ ของไวรัสตัวนี้ ค่อนข้างจะยาวสักนิดหนึ่ง นั่นก็คือ Human Immunodeficiency Virus [รูป 5] นอกจากนี้แล้ว ยังมีไวรัสอีกชนิดหนึ่งในกลุ่มนี้ที่ควรจะต้องกล่าวถึงเช่นกัน นั่นก็คือ ไวรัสชนิดใหม่ที่เป็นดาวรุ่งพุ่งแรง และ เพิ่งระบาด ก่อความโกลาหลไปเมื่อไม่นานนี้ นั่นก็คือ ไวรัสที่ก่อให้เกิดโรคซาร์ส (SARS, Severe Acute Respiratory Syndrome) หรือ ในชื่อที่สื่อตั้งให้ว่า “โรคไข้หวัดมรณะ” นั่นเอง [รูป 6] อ้อ ... หากจะพูดให้ถูกต้องตามหลักวิชาการ ทั้งเอดส์และซาร์ส นี่ ต่างก็ไม่ใช่ชื่อของโรค (disease) แต่อย่างใดนะครับ แต่ถือว่าเป็นกลุ่มอาการของโรค (syndrome)

นอกจากที่กล่าวไปแล้วก็ยังมี ไวรัสบางชนิดที่หลายคนอาจจะไม่เคยรู้จักมาก่อนเลย แต่ก็นับว่าเป็นไวรัสที่มีผลกระทบต่อประเทศไทย และ คนไทยโดยตรง เช่น ไวรัสที่ก่อโรคหัวเหลืองในกุ้ง (Yellow Head Virus, YHV) และ ไวรัสที่ก่อให้เกิดโรคใบด่างจุดวงแหวนในมะละกอ (Papaya Ringspot Virus, PRSV) เป็นต้น ซึ่งก็นับว่าเป็น ไวรัสชนิดที่ก่อให้เกิดผลกระทบในทางเศรษฐกิจของประเทศไม่น้อย

พูดถึงเรื่องนี้แล้วก็รู้สึกว่า ยังกับเป็นพล็อตเรื่องของนิยายวิทยาศาสตร์แน่ะครับ ทำไมสิ่งมีชีวิตที่เรารู้จักกันแล้วในปัจจุบัน จึงแบ่งตามชนิดของสารพันธุกรรมได้เป็นสองค่าย (เท่านั้น?) และ ทำไมจึงต้องเป็นสองค่ายที่ดูเหมือนกับจะเกิดมาเพื่อสู้รบปรบมือกันโดยเฉพาะเสียอีกแน่ะ

ธรรมชาติก็มีเรื่องมหัศจรรย์แบบนี้ มาให้มนุษย์เรารับรู้กันอยู่เสมอนะครับ

คำถามที่สำคัญมากอันหนึ่งที่นักวิทยาศาสตร์ถามกันก็คือ เมื่อรับรู้ว่า ดีเอ็นเอ เป็นสารพันธุกรรมที่เป็นสากลมากๆ เราจะสามารถนำความรู้ตรงนี้มาใช้ประโยชน์ได้อย่างไร?

นำมาใช้ได้หลายอย่างทีเดียวล่ะครับ ยกตัวอย่างเช่น เมื่อความรู้ด้านเทคโนโลยีชีวภาพ พัฒนามาถึงจุดที่เริ่มสามารถตัดและต่อ (รวมไปถึงออกแบบสร้าง) ดีเอ็นเอ ให้มี “รหัส” (หรือ การเรียงลำดับเบสในสายดีเอ็นเอ) ตามต้องการในราว 30 ปีก่อน ด้วยกระบวนการพิเศษที่คิดกันขึ้นมาใหม่เรียกว่า พันธุวิศวกรรม (Genetic Engineering)

จากนั้นมา มนุษย์เราก็สามารถทำในสิ่งที่ก่อนหน้านั้น แม้แต่จะฝันถึงก็ยังทำไม่ได้เลยครับ

ตัวอย่างที่เห็นได้ชัดเจนอันหนึ่งก็คือ ในปัจจุบันนี้ ยารักษาโรคเบาหวาน (บางประเภท)นั้น ซึ่งเป็นโปรตีนชนิดหนึ่งที่ร่างกายสร้างขึ้น และ ทำหน้าที่เป็นฮอร์โมน คือ “อินซูลิน” นั้น สกัดแยกมาจากแบคทีเรียและยีสต์ เป็นส่วนใหญ่ วิธีการก็คือ นักวิทยาศาสตร์นำ “ยีนอินซูลิน” (ซึ่งก็คือ สายดีเอ็นเอที่ใช้เป็นแบบในการสร้างโปรตีนอินซูลิน) ของคน ไปใส่ไว้ในสิ่งมีชีวิตขนาดกระจ้อยร่อยเหล่านี้ เมื่อกระตุ้นให้แบคทีเรียและ ยีสต์พันธุ์พิเศษเหล่านี้ ให้สร้างโปรตีนอินซูลินได้มากๆ แล้ว ก็จัดการนำมาผ่านกระบวนการทำให้บริสุทธิ์ และ นำมาใช้เป็นยารักษาโรคเบาหวาน ได้ในที่สุด

เรื่องนี้จะเป็นไปไม่ได้เด็ดขาด หากมนุษย์เราและสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวอย่าง แบคทีเรีย และ ยีสต์ ใช้สารพันธุกรรม หรือ ระบบในการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง (หรือ แม้แต่แตกต่างกันมากๆ) แต่เนื่องจาก สิ่งมีชีวิตทุกชนิดที่กล่าวมา ต่างก็ล้วนแล้วแต่ใช้ดีเอ็นเอเป็นสารพันธุกรรม (เรียกว่า ดีเอ็นเอเป็น “ภาษาสากล” แบบหนึ่งของสิ่งมีชีวิตบนโลกก็ได้กระมังครับ)

ดังนั้น ดีเอ็นเอของคนเรา จึงสามารถนำไปใช้เป็นต้นแบบในการสร้างโปรตีน ภายในสิ่งมีชีวิตที่มีโครงสร้าง และ ระบบการทำงานที่ซับซ้อนน้อยกว่ามากๆ ได้ นอกจากนี้ ยังสามารถนำกลับมาใช้งานในร่างกายมนุษย์เราได้อีก เนื่องจาก โปรตีนที่ได้มีลักษณะที่ไม่ผิดเพี้ยนไปจากโปรตีนที่สร้างขึ้นภายในร่างกายของมนุษย์เราเองแต่อย่างใด

ในระยะหลัง การสร้างโปรตีนในร่างกายของสิ่งมีชีวิตอื่น ก็ยิ่งทวีความสลับซับซ้อนมากยิ่งขึ้นไปอีก (ซึ่งก็หมายความในทางอ้อมว่า สามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้อย่างวิจิตร พิสดารมากยิ่งขึ้นไปอีก) ยกตัวอย่าง เช่น มีความพยายามที่จะสร้างโปรตีนบางอย่างของคนเราในอวัยวะของหมู เพื่อที่จะพรางตัวอวัยวะหมูจากระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายของคน ซึ่งหากทำได้สำเร็จ ในอนาคตเราก็จะมี “อวัยวะสำรอง” ที่มาจากหมูพันธุ์พิเศษเหล่านี้

สาเหตุหลักๆ ที่นักวิทยาศาสตร์เลือกหมูมาใช้เพื่อการนี้ก็คือ หมูมีขนาดของอวัยวะที่ใกล้เคียงกับคนเรา และ มีการนำหมูมาใช้เป็นอาหารกันเป็นเรื่องปกติอยู่ทุกวันทั่วโลก

อีกตัวอย่างหนึ่ง ก็คือ มีความพยายามในการสร้าง “วัคซีนชนิดใหม่” โดยการนำยีนที่สร้างโปรตีนบางอย่างของเชื้อ (ที่ก่อให้เกิดโรค) เช่น โรคท้องร่วง เป็นต้น ไปใส่ไว้ในพืชบางชนิดโดยเฉพาะพืชในกลุ่มที่ปลูกและเติบโตได้ง่ายในธรรมชาติ เช่น กล้วย [รูป 7] หากแนวคิดนี้ทำได้จริง ในอนาคต เราก็จะใช้วิธี “กินวัคซีน” ชนิดต่างๆ เพื่อสร้างภูมิคุ้มกันต่อโรคร้ายแรงนานาชนิด แทนที่จะต้องฉีดด้วยเข็มฉีดยาในปัจจุบันอาจจะกล่าวได้ว่า

ในอนาคต กระบวนการกระตุ้นภูมิคุ้มกันโรคในร่างกายมนุษย์จะง่ายดายมาก ...คือ เพียงแค่ “ปลอกกล้วยเข้าปาก” เท่านั้นเอง!

อ้อ ... โดยปกติแล้วโปรตีนที่นำมาใช้เป็นวัคซีนดังกล่าว จะไม่เกี่ยวข้องกับกระบวนการก่อโรคแต่อย่างใดนะครับ ยกตัวอย่างเช่น เป็นโปรตีนที่บริเวณผิวของเซลล์ จึงถือได้ว่าค่อนข้างเป็นวัคซีนที่ปลอดภัยแบบหนึ่ง

ในอีกแง่มุมหนึ่งของความเป็นสากลของดีเอ็นเอ ที่น่าจะได้กล่าวถึงในที่นี้ก็คือ เมื่อมนุษย์เรามีข้อมูลเกี่ยวกับจีโนมมากขึ้นๆ เราก็เห็นได้ชัดเจนว่า ภายใต้รูปแบบภายนอกที่แตกต่างกัน จนกระทั่งจินตนาการไม่ออกว่าจะเกี่ยวพันกันได้อย่างไรนั้น (เช่น ลักษณะของปีก, เท้า และ ครีบในสัตว์ หรือ ใบไม้ในพืช) มนุษย์และสิ่งมีชีวิตชนิดต่างๆ มีลักษณะทางพันธุกรรม (คือ ลำดับเบสในดีเอ็นเอ) ที่เหมือนกันมากจนเหลือเชื่อ ดังที่จะเห็นได้จากใน ตาราง 5.1

ที่น่าสังเกตเป็นพิเศษก็คือ ความแตกต่างทางพันธุกรรมเพียง 1 – 2 เปอร์เซ็นต์เท่านั้น ก็เพียงพอสำหรับการทำให้มนุษย์เราต่างจากลิงชิมแปนซี (ซึ่งเป็นสัตว์ที่มีลักษณะคล้ายมนุษย์มากที่สุด) และ มนุษย์สองคนใดๆ นั้น มีความแตกต่างของยีนอยู่เพียง 0.1 เปอร์เซ็นต์เท่านั้น แต่ความแตกต่างเพียงเท่านี้ เมื่อรวมกับการอบรมเลี้ยงดูแล้วก็ทำให้ได้ผลลัพธ์เป็น คนสองคนที่มีรูปร่าง ตลอดจนนิสัยใจคอที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงได้เช่นกัน

พอจะมองเห็นสัจธรรม และ ความอัศจรรย์ของดีเอ็นเอตามธรรมชาติได้ใช่ไหมครับว่า แม้แต่ในระดับที่ลึกที่สุด ณ ตรงปลายทางของ “ความมีชีวิต” นั้น (คือ ในระดับของดีเอ็นเอที่เป็น สารพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตชนิดต่างๆ) ก็ยังมีลักษณะร่วมกัน หรือ มีความเป็นสากล (universality) ระหว่างสิ่งมีชีวิตชนิดต่างๆ อย่างงดงาม และ ลึกซึ้งเป็นที่สุด

นี่แหละครับ อีกหนึ่งความมหัศจรรย์ของดีเอ็นเอ คราวหน้าเราจะมาดูกันต่อนะครับว่า ยังมีความมหัศจรรย์อื่นใดของดีเอ็นเอให้เราได้เรียนรู้ได้อีก

ตาราง 5.1 ความคล้ายคลึงกันของยีน* ในสิ่งมีชีวิตชนิดต่างๆ (เมื่อเทียบกับยีนของมนุษย์คนใดคนหนึ่ง)

สิ่งมีชีวิต	เปอร์เซ็นต์ของยีน ที่คล้ายกับยีนในมนุษย์
มนุษย์คนอื่น	99.9 %
ลิงชิมแปนซี	98 – 99 %
หนู	90 %
ปลาม้าลาย	85 %
แมลงหวี่	36 %
ยีสต์ทำขนมปัง	23 %
หนอนตัวกลม	21 %
อะราบิด็อบสิส (Arabidopsis) **	15 %
แบคทีเรียในลำไส้ (Escherichia coli)	7 %

* ยีน ก็คือ ดีเอ็นเอส่วนที่สามารถถอดรหัสนำไปสร้างเป็นโปรตีนได้ ** พืชชนิดหนึ่ง

แนะนำหนังสืออ่านเพิ่มเติม คราวนี้ ขอแนะนำอีกสองเล่มครับ ท่านที่สนใจต้องการหาเรื่องราวเกี่ยวกับดีเอ็นเอ ในแง่มุมของการทำหน้าที่เป็น “จีโนม” ของสิ่งมีชีวิตชนิดต่างๆ ตลอดจนกระบวนการศึกษาที่เกี่ยวข้อง สามารถหาอ่านได้จากหนังสือ จีโนมิกส์ ภาษาแห่งชีวิต (ยงยุทธ ยุทธวงศ์ และ ศิรศักดิ์ เทพาคำ บรรณาธิการ) ในเล่มนอกจากจะมีเรื่องของ จีโนมของสิ่งมีชีวิตหลายชนิดแล้ว ก็ยังมีวิทยาการใหม่ถอดด้ามอย่าง ชีวสารสนเทศ รวมอยู่ด้วย (ถ้ายังไม่ทราบว่าคืออะไร ก็ลองไปหามาอ่านดูนะครับ) เรื่องของทรัพย์สินทางปัญญาและจริยธรรม ก็เป็นเรื่องใหม่ที่น่าสนใจเป็นอย่างยิ่งและรวมอยู่ในหนังสือเล่มนี้ครับ ส่วนอีกเล่มหนึ่งคือ สู่ชีวิตอมตะ (นำชัย ชีววิวรรธน์, สำนักพิมพ์ซีเอ็ดยูเคชั่น) เหมาะสำหรับผู้ที่ต้องการทราบว่า เทคโนโลยีชีวภาพสมัยใหม่กับการแพทย์ มีความเกี่ยวข้องสัมพันธ์กันอย่างอย่างไร และจะมีผลกระทบกับชีวิตเรามากน้อยเพียงใด เช่น ใครอยากรู้ว่า มนุษย์เราจะมีอายุยืนยาวมากขึ้นไปได้เรื่อยๆ อย่างไม่มีขีดจำกัดหรือไม่ การทำยีนบำบัดคืออะไร อวัยวะสังเคราะห์ และ อวัยวะเพาะเลี้ยง จะก้าวหน้าไปได้อีกไกลเพียงใด การแช่แข็งร่างกายเพื่อฟื้นคืนชีพใหม่ มีเหตุผลทางวิทยาศาสตร์สนับสนุนอยู่มากน้อยเพียงใด ฯลฯ

ความเที่ยงตรงของดีเอ็นเอ

จะเห็นได้ว่าเพียงแค่คุณสมบัติอันเป็นเอกลักษณ์เฉพาะ 2 อย่างของดีเอ็นเอ คือ เรื่องของขนาด กับ รูปทรง (ซึ่งรวมเอาความเป็นระเบียบไว้ด้วย) และ เรื่องของความเป็นสากลของดีเอ็นเอ ก็มีเรื่องราวให้เล่าสู่กันฟังได้ยืดยาวถึงเพียงนี้กันแล้ว มาดูกันต่อเลยดีกว่านะครับว่า นอกจากสองเรื่องที่กล่าวถึงไปแล้ว ยังมีลักษณะพิเศษอะไรอื่นอีกของดีเอ็นเอที่น่าสนใจ และ ควรค่าแก่การนำมากล่าวถึง ความเที่ยงตรงของดีเอ็นเอ

ยังคงกันจำได้นะครับ สิ่งมีชีวิตทุกชนิดอาศัยดีเอ็นเอชุดหนึ่ง (ซึ่งมีขนาดสั้น ยาวแตกต่างกันไป) ซึ่งเรียกรวมๆ ว่าเป็น “จีโนม” ของมัน ในการเก็บข้อมูลทางพันธุกรรม และ เป็นต้นแบบในการสร้างรุ่นลูกรุ่นหลานสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันขึ้นมา

สำหรับมนุษย์เรานั้น ขนาดของดีเอ็นเอที่เป็นจีโนมดังกล่าว ยาวมากถึง 3 พันล้านหน่วย โดยทั้งหมดที่ว่านี้ บรรจุอยู่ในโครโมโซมจำนวน 23 แท่ง (แต่จะให้ครบถ้วนจริงๆ ก็ต้องมีสองชุด รวมเป็น 6 พันล้านหน่วย) แต่ก็ดังที่กล่าวไปบ้างแล้วในตอนก่อนๆ คือ บางครั้งก็มีความผิดปกติซึ่งทำให้จำนวนโครโมโซมมาก หรือ น้อยกว่านี้ได้ ซึ่งก็ก่อให้เกิดผลลัพธ์คือ เกิดเป็นโรคพันธุกรรมบางอย่าง

ข่าวดีก็คือ ความผิดปกติที่กล่าวมาเกิดได้ไม่บ่อยนักนะครับ เพราะว่า กลไกควบคุมการสร้าง และ ตรวจสอบความถูกต้องมีความแม่นยำสูงมาก แต่ข่าวร้ายก็คือ ยังมีความผิดปกติอื่นๆ ที่อาจจะเกิดขึ้นได้ และ ที่แย่ไปกว่านั้นก็คือ ความผิดปกติที่เรายังไม่ได้กล่าวถึงนี้ เกิดได้ง่ายและบ่อยกว่าเสียอีกครับ

ตัวอย่างของความผิดปกติในแบบหลังที่ว่านี้ ก็เช่น การเปลี่ยนแปลงหน่วยพันธุกรรมเพียง 1 หน่วย (หรือ 1 เบส) เช่น เปลี่ยนจาก A ไปเป็น T แล้วไปมีผลทำให้โปรตีนที่เกิดจากการอ่านรหัสในช่วงดังกล่าว มีลักษณะผิดปกติไป ซึ่งหากจะเปรียบเทียบให้เห็นภาพแบบง่ายๆ ก็คงคล้ายๆกับ การที่เปลี่ยนตัวอักษรในประโยคแล้ว “เสียความหมาย” ของทั้งประโยค (หรือ ทั้งย่อหน้า หรือ ทั้งบทความ) ไป เช่น หากรหัสพันธุกรรมถอดเป็นโปรตีนที่มีรหัสเทียบเท่ากับ “ทำดีได้ดี ทำชั่วได้ชั่ว” แต่ระหว่างการคัดลอกข้อมูล เกิดการเปลี่ยนรหัสไปหนึ่งตำแหน่งกลายเป็นโปรตีนที่แตกต่างจากเดิมเล็กน้อยคือ “ทำดีไม่ดี ทำชั่วได้ชั่ว”

ผลก็คือ การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวทำให้ “เสียความหมาย” ของข้อความข้างต้นไป (เทียบเท่ากับเสีย “โครงสร้าง” และ “หน้าที่” ของโปรตีนตัวดังกล่าวไป) นั่นเอง

การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวเกิดขึ้นจริงๆ ในร่างกายของคนเราตลอดเวลา ศัพท์ทางวิชาการเรียกว่า เกิดมีการกลายพันธุ์ หรือ มิวเตชั่นแบบเฉพาะตำแหน่ง (หรือ point mutation) นอกจากนี้แล้ว ก็ยังมีความผิดปกติชนิดที่เกิดจากการเติมเบสเข้ามาหรือตัดเบสบางตัวทิ้งไป รวมไปถึงการสลับเบสบางตำแหน่งไปมาอีกด้วย

[รูป 1- บน] ระบบการตรวจสอบความผิดปกติและซ่อมแซมดีเอ็นเอ เป็นระบบในร่างกายสิ่งมีชีวิตที่มีประสิทธิภาพสูงมาก
[รูป 2 - ล่าง] การซ่อมแซมดีเอ็นเออาศัยเอนไซม์หลายชนิดทำงานร่วมกัน

แต่ร่างกายมี “ระบบตรวจสอบ” ที่มีประสิทธิภาพดีมาก จึงมักจะสามารถแก้ไขความผิดพลาดดังกล่าวได้ทันท่วงทีเป็นส่วนใหญ่ นับเป็นระบบตรวจสอบคุณภาพที่ยอดเยี่ยมมากนะครับ ดูๆ ไปแล้วก็คล้ายกับ ระบบควบคุมคุณภาพหรือ คิวซี (QC, Quality Control) ตามโรงงานอุตสาหกรรม นั่นเองนะครับ

แต่ในกรณีของดีเอ็นเอนี่ เป็นคิวซีที่ธรรมชาติสร้างขึ้นอย่างพิถีพิถันนั่นเอง [รูป 1]

ที่ผมว่าต้องเป็นระบบคิวซีที่ยอดเยี่ยมเนื่องจากว่า การที่จะตรวจสอบพบความผิดปกติเพียง 1 หน่วยพันธุกรรมในสายพันธุกรรมที่ยาวถึง 3 พันล้านหน่วยได้นั้น เรียกได้ว่า ยากกว่าการตรวจสอบข้อความในสารานุกรมทั้งชุด (ที่หนาราวกับสมุดโทรศัพท์และมีนับสิบๆเล่ม) แล้วเจอที่ผิดสักที่หนึ่งทีเดียว!

ระบบตรวจสอบที่ว่ามีประสิทธิภาพดีขนาดที่เชื่อได้ว่า หากสังคมไทยสามารถตรวจสอบการฉ้อราษฎร์บังหลวง หรือ คอร์รัปชัน ในแวดวงต่างๆ (โดยเฉพาะอย่างยิ่งในวงการเมือง) ได้ดีเท่าระบบที่ว่า ประเทศไทยคงจะกลายเป็นประเทศพัฒนาแล้วในเวลาเพียงไม่กี่ปีเท่านั้น

ระบบที่ว่านี้ ประกอบด้วยการทำงานของเอนไซม์ (ซึ่งก็คือ โปรตีนซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวเคมี) จำนวนมากมายหลายชนิดที่ทำงานร่วมกันโดยจะมีขั้นตอนคร่าวๆ คือ แรกสุดก็มีการตรวจหาตำแหน่งซึ่งเกิดความผิดปกติขึ้น เมื่อพบแล้วก็มีการคลายเกลียวดีเอ็นเอ และ ตัดหน่วยพันธุกรรมที่ผิดปกตินั้นออก จากนั้นจึงมีการนำหน่วยพันธุกรรมที่ถูกต้องมาใส่แทนที่ ขั้นตอนสุดท้าย ก็จะเป็นการเชื่อมต่อสายดีเอ็นเอ และ พันสายกลับเข้าที่เข้าทางดังเดิม [รูป 2]

“ระบบบำรุงรักษาข้อมูลพันธุกรรม” ซึ่งพัฒนามานานนับล้านๆ ปีไม่ได้มีเพียงที่ว่ามาเท่านั้น ธรรมชาติยังได้เตรียม “แผนสำรอง” ไว้อีก กล่าวคือ ในร่างกายของสิ่งมีชีวิตชั้นสูงจะมีระบบตรวจสอบความผิดปกติอีกชุดหนึ่ง ซึ่งคอยตรวจสอบอยู่ ระบบที่ว่านี้ก็ทำงานด้วยโปรตีนและเอนไซม์ อีกนั่นแหละครับ

ในกรณีที่ความผิดปกติที่เกิดขึ้นมีมากเกินกว่าจะเยียวยาได้ ระบบสำรองที่ว่านี้ก็จะ “ส่งสัญญาณ” บางอย่างออกมาว่าถึงจุดวิกฤตแล้ว และ ทำการเปิด “โปรแกรมฆ่าตัวตายของเซลล์” (Programmed Cell Death)ขึ้น สถานที่ซึ่งชัดเจนที่สุดที่เราพบการทำงานของระบบสำรองดังกล่าวก็คือ ภายในเซลล์เนื้องอก หรือ เซลล์มะเร็งของผู้ป่วย นั่นเอง

นี่เองที่เป็นคำอธิบายว่า เหตุใดคนในแถบศูนย์สูตร จึงไม่เป็นมะเร็งตายกันไปหมด ทั้งๆ ที่โดนแดดจัดๆ เล่นงานอยู่ตลอดทั้งปีและตลอดชีวิต

อีกตัวอย่างหนึ่งซึ่งแสดงถึงประสิทธิภาพระบบที่ว่านี้เป็นอย่างดี ก็คือ ในร่างกายของทารกในครรภ์มารดา ซึ่งมีการสร้างและพัฒนาอวัยวะต่างๆ ในอัตราเร็วที่เหลือเชื่อ ในระหว่างกระบวนการดังกล่าว การทำลายเซลล์เก่าที่ไม่ต้องการแล้วเพื่อนำสารต่างๆ มารีไซเคิลหรือใช้ซ้ำ เป็นเรื่องจำเป็นยิ่งยวดเลยทีเดียว หากไม่มีการย่อยสลายเซลล์เก่าอย่างถูกต้องตามขั้นตอน ก็จะทำให้การพัฒนาเซลล์ เนื้อเยื่อ และ อวัยวะต่างๆ ผิดปกติไปได้

อ้อ … เกือบลืมไป โปรแกรมฆ่าตัวตายของเซลล์ที่ว่านี้มีชื่อเรียกอีกอย่างว่า อะโพโทซิส (apoptosis) ครับ ศัพท์คำนี้มาจากคำว่า apo (แยกออก, ต่างหากจากกัน) รวมกับคำในภาษากรีกว่า ptosis (อ่านว่า โทซิส, ตัว p ไม่ออกเสียง) ที่หมายถึง ตกลง (falling) ดังนั้น หากแปลโดยรวมๆ แบบลูกทุ่งหน่อยก็ต้องว่า คำนี้มีความหมายโดยรากศัพท์ว่าเป็นการ “การตกสู่สภาพที่แยกสลายออกจากกัน” หรือ แปลไทยเป็นไทย (อีกที) ให้เข้าใจได้ง่ายๆ ก็คือ เป็นภาวะของการ “ตาย” แบบหนึ่ง (ซึ่งก็คือ “การตายของเซลล์” ) เพราะ เมื่อตายแล้วก็จะเปลี่ยนสภาพจากที่เคยเป็นอยู่ แตกสลายแยกย้ายกันไปเป็นธาตุดิน น้ำ ลม ไฟ ดังเดิมนั่นเอง

แต่อย่าเพิ่งนึกไปว่า การเปลี่ยนแปลงรหัสพันธุกรรมเล็กๆ น้อยๆ เหล่านี้จะมีแต่ข้อเสียเสมอไปนะครับ อันที่จริงคงต้องบอกว่า การที่มีสิ่งมีชีวิตมากมายจนนับแทบไม่ถ้วนปรากฏอยู่บนโลกใบนี้ ล้วนแต่เป็นผลพวงจากการที่มีกระบวนการเปลี่ยนแปลงรหัสพันธุกรรมเล็กๆ น้อยๆ พวกนี้นี่เอง

ทำไม่จึงเป็นเช่นนั้นหรือครับ?

ตาม “ทฤษฎีวิวัฒนาการ” ของ ชาร์ลส์ ดาร์วิน นั้น วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตชนิดต่างๆ เกิดขึ้นจากการที่สิ่งมีชีวิตต่อสู้ดิ้นรนกับสภาพธรรมชาติรอบตัว สิ่งมีชีวิตที่ปรับตัวได้ทันกับการเปลี่ยนแปลง เช่น ถ้ามีวิกฤตการณ์เรื่องอาหารเกิดขึ้นด้วยสาเหตุใดก็ตาม ไม่ว่าจะเป็นอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงไปแบบปุบปับ เช่น ร้อนขึ้นกว่าเดิมหรือหนาวลงกว่าเดิมมากๆ ฯลฯ พวกที่ต้องการอาหารน้อยๆ ก็จะได้เปรียบมากกว่าในเรื่องการปรับตัว จึงมีโอกาสที่จะอยู่รอดมากว่า กระบวนการคัดสรรด้วยสิ่งแวดล้อมดังกล่าวนี้ ดาร์วิน เรียกว่าเป็น “การคัดเลือกตามธรรมชาติ (Natural Selection)”

นักวิทยาศาสตร์ตั้งสมมติฐานว่า สิ่งมีชีวิตแรกเริ่มน่าจะเป็นสิ่งมีชีวิตที่มีโครงสร้างง่ายมากๆ (คือ อาจจะคล้ายกับพวกแบคทีเรียในปัจจุบัน) แต่หากเป็นไปตามแนวคิดของดาร์วิน ข้างต้น ก็อาจจะเป็นได้ว่า การที่ระบบการคัดลอกสารพันธุกรรมของพวกแบคทีเรียซึ่งมีประสิทธิภาพไม่ดีเท่าในสิ่งมีชีวิตชั้นสูง ทำให้เกิดมีชุดพันธุกรรมที่หน้าตาแปลกออกไปจากเดิมเกิดขึ้นอย่างมากมายและรวดเร็ว (เพราะแบคทีเรียแบ่งตัวเพิ่มจำนวนได้รวดเร็ว)

ซึ่งนั่นก็ย่อมหมายความว่า เกิดมีแบคทีเรียซึ่งมีรูปร่างหน้าตา และ ลักษณะต่างๆ แตกต่างกันออกไปเล็กๆ น้อยๆ เต็มไปหมด แต่ธรรมชาติจะคัดเลือกไว้แต่พวกที่มีลักษณะเข้ากันได้กับสภาวะแวดล้อมตามธรรมชาติ “ในขณะนั้นๆ” ไว้ ส่วนพวกที่ไม่เหมาะสมเท่าก็อาจจะลดจำนวนลง หรือ แม้แต่จะสูญพันธุ์ไปจนหมดสิ้น แต่เนื่องจากระยะเวลาของวิวัฒนาการที่ยาวนานนับพันๆ ล้านปี ในที่สุด ก็เกิดเป็นสิ่งมีสิ่งมีชีวิตที่หลากหลาย รวมทั้งสิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะซับซ้อน และ มีสติปัญญาอย่างมนุษย์เราด้วย

[รูป 3 - ซ้าย] มนุษย์ ยุง และ มาลาเรีย มีความเกี่ยวข้องกันอย่างลึกซึ้งผ่านการเปลี่ยนแปลงลำดับเบสในดีเอ็นเอ
[รูป 4 - ขวา] ลักษณะของเม็ดเลือดแดงปกติ (คล้ายซาลาเปา) และ เม็ดเลือดแดงที่เป็นรูปเคียว ในผู้ป่วยที่เป็นโรคโลหิตจางชนิดซิกเคิล เซลล์ (sickle cell anemia)

นอกจากความแตกต่างเล็กๆ น้อยๆ จะสะสมตามกาลเวลาอันยาวนานจนมีผลก่อเกิดเป็นสิ่งมีชีวิตต่างๆ มากมายนับแทบไม่ถ้วนบนโลกใบนี้แล้ว ยังเป็น “สิ่งที่กำหนดความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตต่างๆ หลายชนิด” จนไม่สามารถแยกออกจากกันได้ เช่น ยุงตัวเมียหลายชนิดที่จะวางไข่ได้ก็ต้องได้สารอาหารจากเลือดของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบางชนิดเสียก่อน ซึ่งก็รวมทั้งคนด้วย ทำให้ปรสิตบางชนิดเช่น ปรสิตซึ่งก่อให้เกิดโรคมาลาเรียพัฒนาตัวเองจนมีวงจรชีวิตที่อาศัยอยู่ได้ในยุงช่วงหนึ่ง ก่อนที่จะย้ายมาอยู่ในร่างกายของคนเราอีกช่วงหนึ่ง [รูป 3]

ในถิ่นที่มีมาลาเรียกระจายอยู่ชุกชุม มีแพทย์สังเกตพบว่า มีจำนวนผู้ป่วยจากโรคโลหิตจางชนิดที่เป็นผลมาจากพันธุกรรม เช่น โรคโลหิตจางแบบที่มีเม็ดเลือดแดงรูปเคียว (sickle cell anemia) [รูป 4] หรือ โรคธาลัสซีเมีย (Thalassemia) มากกว่าในบริเวณอื่นๆ ที่ไม่มีมาลาเรีย

ต่อมานักวิทยาศาสตร์ก็พบเหตุผลว่า ที่เป็นเช่นนั้น เพราะว่าผู้ป่วยเหล่านี้ไม่ค่อยเป็นมาลาเรีย หรือ เมื่อเป็นมาลาเรียแล้วมีอาการที่ไม่รุนแรงเท่ากับคนทั่วไป ซึ่งเมื่อศึกษาลึกลงไปอีกก็พบว่า ที่เป็นเช่นนี้ก็เป็นผลเนื่องมาจาก มีการเปลี่ยนแปลงรหัสพันธุกรรมเพียงบางตำแหน่งในยีนที่ใช้สร้างโปรตีนซึ่งอยู่ในเม็ดเลือดแดง พูดอีกอย่างก็คือ โรคมาลาเรีย (ซึ่งบางชนิดอาจจะรุนแรงถึงเสียชีวิต) เป็น “การคัดเลือกตามธรรมชาติ” ที่ทำให้ผู้ที่มีโลหิตจางแบบนี้มีโอกาสรอดชีวิตมากกว่าในบริเวณที่มีมาลาเรียชุกชุม

นี่เองที่เป็นเหตุผลว่า ทำไมผมจึงกล่าวว่า มิวเตชั่นเป็นสิ่งที่กำหนดความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตต่างๆ หลายชนิดจนไม่สามารถแยกออกจากกันได้ เรียกว่าเป็นตัวกำหนด “ชะตาชีวิต” แบบหนึ่งก็คงได้กระมังครับ

ลองนึกถึงตัวอย่างอื่นๆ ดูบ้างสิครับ ไม่ว่าจะเป็น พืชเศรษฐกิจ หรือ สัตว์เศรษฐกิจหรือราคาแพง (เช่น สุนัข ปลา ม้า ฯลฯ) กับกาคัดเลือกพันธุ์โดยมนุษย์ หรือ ความสัมพันธ์ระหว่างพืชดอกกับการผสมพันธุ์ที่ต้องอาศัยแมลงบางชนิดเท่านั้น เป็นต้น ฯลฯ

[รูป 5] การเพิ่มปริมาณดีเอ็นเอด้วยเทคนิคพีซีอาร์ มีประสิทธิภาพมาก เพราะ เพิ่มขึ้นแบบทวีคูณตลอดเวลา

ที่กล่าวมาข้างต้นเป็นระบบการรักษา “ความเที่ยงตรงของดีเอ็นเอ” ภายในร่างกายของสิ่งมีชีวิตชั้นสูงโดยทั่วไป รวมทั้งมนุษย์เราด้วย แต่ที่น่าทึ่งไม่ยิ่งหย่อนไปกว่ากันก็คือ เราสามารถจำลองกลไกการเพิ่มจำนวนสารพันธุกรรม และ การสร้างมิวเตชั่นแบบต่างๆ ให้เกิดขึ้นได้ง่ายๆ ในหลอดทดลองได้อีกด้วย กระบวนการที่ว่านี้มีชื่อเรียกว่า “ปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอเรส” หรือ “พีซีอาร์” (PCR, Polymerase Chain Reaction) [รูป 5] ซึ่งค้นพบโดยนักวิทยาศาสตร์ชื่อ แครี มุลลิส [รูป 6] ในปี 2526

[รูป 6] แครี มุลลิส นักวิทยาศาสตร์รางวัลโนเบล ผู้ค้นพบวิธีการเพิ่มปริมาณดีเอ็นเอในหลอดทดลอง

พีซีอาร์ มีส่วนช่วยเปลี่ยนโลกของนักวิทยาศาสตร์ และ นักวิจัยทางชีวภาพไปมากมาย ความสำเร็จของพีซีอาร์อยู่ที่ความรวดเร็วและประสิทธิภาพของเทคนิคดังกล่าว เนื่องจากพีซีอาร์ช่วยให้เราสามารถเพิ่มปริมาณดีเอ็นเอได้แบบทวีคูณในเวลาเพียงไม่กี่นาที ดังนั้น ในช่วงระยะเวลาเพียง 2-3 ชั่วโมง เราอาจจะเพิ่มปริมาณดีเอ็นเอได้มากถึงนับล้านๆ เท่าได้อย่างง่ายดาย

ตัวอย่างการใช้งานพีซีอาร์ที่อาจจะใกล้ตัว แต่คนไทยส่วนใหญ่ไม่รู้กัน ก็คือ การใช้งานด้านนิติเวช เช่น การตรวจสอบดีเอ็นเอในเลือด, เซลล์ผิวหนัง, อสุจิ ฯลฯ ในบริเวณที่เกิดเหตุของการฆาตกรรม หรือ การข่มขืน นั่นเอง ด้วยประสิทธิภาพของพีซีอาร์นี่เองที่ทำให้ หยดเลือดเพียงหยดเดียวในที่เกิดเหตุอาจจะใช้เป็นหลักฐานมัดตัวคนร้ายได้

ความสำคัญและประโยชน์ของเทคนิคพีซีอาร์ดังกล่าว ส่งผลให้มุลลิสได้รับรางวัลโนเบลจากผลงานการค้นพบดังกล่าวในปี 2536 บริษัทซีตัส (Cetus) ซึ่งมุลลิสทำงานอยู่ขณะที่ค้นพบพีซีอาร์ เปลี่ยนแปลงจากบริษัทเล็กๆ โนเนมกลายเป็นบริษัทยักษ์ใหญ่ในวงการวิทยาศาสตร์ชีวภาพ
ต่อมาบริษัทซีตัสถูกซื้อกิจการในปี 2535 โดยบริษัทยายักษ์ใหญ่คือ ฮอฟฟ์แมนนน์-ลา โรช ด้วยราคาถึง 300 ล้านเหรียญอเมริกันเลยทีเดียว คงจะเห็นได้ไม่ยากนะครับว่า ความรู้จากการค้นพบทางวิทยาศาสตร์บางอย่าง มีมูลค่าในทางการค้าสูงจนแทบจะเหลือเชื่อเลยทีเดียว

คราวหน้ามาดูความมหัศจรรย์ด้านอื่นๆ ของดีเอ็นเอกันต่อนะครับ

แนะนำหนังสืออ่านเพิ่มเติม คราวนี้จะขอแนะนำหนังสือ Dancing Naked in the Mind Field (ตีพิมพ์ปกแข็งครั้งแรกปี 2541 และมีฉบับปกอ่อนออกมาในปี 2543, สำนักพิมพ์ Vintage) เป็นหนังสืออัตชีวประวัติของนักวิทยาศาสตร์รางวัลโนเบล แครี มุลลิส ผู้ค้นพบเทคนิคพีซีอาร์ (ที่เล่าให้ฟังในมหัศจรรย์ดีเอ็นเอตอนที่ 6 นี้) นั่นเอง หนังสือเล่มนี้น่าสนใจไม่น้อยทีเดียว เพราะคุณมุลลิส แกมีนิสัยที่ค่อนข้างจะห้าวๆ เฮี้ยวๆ ตั้งแต่ตอนเป็นเด็กแล้ว แม้เมื่อโตแล้วก็ยังมีนิสัยห่ามๆ ที่ก่อเหตุให้ประหลาดใจได้เนืองๆ ในหนังสือเล่มนี้จะมีบทแรกที่กล่าวถึงนาทีประวัติศาสตร์ที่เขาค้นพบหลักการของเทคนิคพีซีอาร์ไว้ด้วย รับรองว่าสนุกและอ่านไม่ยากครับ ลองไปหามาอ่านกันดู

ความยั่งยืนคงทนของดีเอ็นเอ

ในตอนที่แล้วผมได้เล่าให้ฟังแล้วว่า เนื่องจากดีเอ็นเอมีความสำคัญมาก สิ่งมีชีวิตจึงมีระบบการซ่อมบำรุงดีเอ็นเอที่มีประสิทธิภาพสูงเยี่ยม
แต่ในทางตรงกันข้าม การเปลี่ยนแปลงเบส (หรือหน่วยพื้นฐานทางพันธุกรรม) ในลำดับดีเอ็นเอก็ยังเกิดขึ้นตลอดเวลาในสิ่งมีชีวิต
และ เป็นพื้นฐานของกระบวนการวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตต่างๆ นั่นเอง นอกจากนี้ มนุษย์ยังได้คิดค้นจนหาวิธีสร้างดีเอ็นเอในหลอดทดลองได้อย่างง่ายๆ
และรวดเร็ว ซึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงขนานใหญ่ทางเทคโนโลยีชีวภาพในเวลาต่อมา

คราวนี้ เราจะมาดูกันว่า ดีเอ็นเอมีชีวิตที่ยืนยาวคงทนเพียงไร เมื่อเทียบกับอายุของมนุษย์เรา

ความยั่งยืนคงทนของดีเอ็นเอ

[รูป 1] มนุษย์กับกาลเวลามีหลายแง่มุมที่ชวนให้ฉงน

ปัจจุบันนี้ มนุษย์เรามีอายุเฉลี่ยมากกว่า 70 ปีแล้ว และมีผู้เฒ่าผู้แก่ทั่วโลกจำนวนไม่น้อยที่อายุยืนกว่า
100 ปี ซึ่งก็มากกระทั่งประเทศพัฒนาแล้วหลายประเทศเริ่มจะเป็นห่วงว่า ประเทศของตนจะมีผู้สูงอายุมากเกินไปในอนาคตอันใกล้นี้
เรื่องของอายุขัยที่ยืดยาวขึ้นนี้นับว่าเป็นผลโดยตรงจากความก้าวหน้าด้านวิทยาศาสตร์การแพทย์
เพราะเมื่อศตวรรษที่แล้วนี่เอง มนุษย์เราก็ยังมีอายุเฉลี่ยไม่ถึง 50 ปีเลย [รูป
1]



แต่ที่น่าประหลาดใจไปกว่านั้นก็คือ
เวลาส่วนใหญ่ในประวัติศาสตร์ของมนุษยชาตินั้น มนุษย์มีอายุเฉลี่ยเพียงราว 20-30
ปีเท่านั้น สาเหตุหลักก็เนื่องจากเสียชีวิตจากโรคภัยไข้เจ็บและภัยพิบัติตามธรรมชาติที่มีอยู่มากและในสมัยก่อนยังไม่อาจป้องกันได้
เนื่องจากยังไม่เข้าใจที่มาของโรคหรือภัยพิบัติเหล่านั้นนั่นเอง



คราวนี้ลองมาดูประวัติศาสตร์ของคนไทยกันบ้าง
ก็จะเห็นได้ว่า กรุงรัตนโกสินทร์นั้นอายุยืนยาวกว่า 200 ปีแล้ว ในขณะที่กรุงศรีอยุธยาก็นับย้อนไปได้อีก
400 กว่าปี หากเป็นสมัยสุโขทัยก็เริ่มต้นที่ราวพุทธศตวรรษที่ 17 หรือราว 800 กว่าปีที่แล้ว
ซึ่งหากเทียบกับประเทศเกิดใหม่อย่างสหรัฐอเมริกา (อายุเท่าๆ กับรัชสมัยรัตนโกสินทร์ของเราเท่านั้น)
ประเทศไทยหรือสยามของเราก็เก่าแก่กว่าหลายเท่าอยู่ แต่หากไปเทียบกับประเทศที่เป็นอู่อารยธรรมเก่าแก่ของโลกอย่างประเทศจีน
อินเดีย อิรัก อียิปต์ ฯลฯ ประเทศไทยก็อาจจะ “ดูใหม่” ไปถนัดตา เพราะประเทศเหล่านี้มีอารยธรรมที่อ้างอิงถึงได้กลับไปอย่างน้อยก็ราว
4-5 พันปีเลยทีเดียว

[รูป 2] ชีวิตแรกและมนุษย์ มีความสัมพันธ์ต่อกันอย่างลึกซึ้งผ่านดีเอ็นเอ

แต่ไม่ว่าจะเป็นหลายร้อยหรือหลายพันปีก็คงกลายเป็นเรื่องเล็กน้อยไป
เมื่อนำมาเทียบกับอายุของดีเอ็นเอ เพราะ ดีเอ็นเอนั้นมีกำเนิดมาแล้วไม่น้อยกว่า
3 พันล้านปี หรือ กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ ธรรมชาติเริ่มบันทึก “ประวัติศาสตร์ของชีวิตบนโลก”
เอาไว้เป็นครั้งแรกในรูปของดีเอ็นเอ ก่อนที่มนุษย์เริ่มบันทึกประวัติศาสตร์ของตนเป็นลายลักษณ์อักษร
(ราว 4 พันปีที่แล้ว) นับหลายแสนเท่านั้นเอง! [รูป 2]



จะคุยเรื่องนี้ให้ชัดเจน
คงต้องย้อนเวลากลับไปดูประวัติศาสตร์โลก และ ประวัติศาสตร์จักรวาลกันสักเล็กน้อย
จากนั้นเมื่อนำมาเปรียบเทียบกับดีเอ็นเอและมนุษย์ก็จะเห็นได้อย่างชัดเจนว่า ดีเอ็นเอนั้นมีประวัติความเป็นมาที่เก่าแก่จนเหลือเชื่อเลยทีเดียว

[รูป 3] ปฏิทินจักรวาลที่ครอบคลุมเวลาจากแรกกำเนิดจักรวาลจนถึงปัจจุบัน

เพื่อเปรียบเทียบให้เข้าใจได้ง่ายขึ้น
ผมจะขอยืมวิธีที่คุณคาร์ล เซแกน¹ เค้าเคยคิดเอาไว้อย่างยอดเยี่ยมกระเทียมดอง
นั่นก็คือ เราจะใช้ “ปฏิทินจักรวาล” (Cosmic Calendar) มาเป็นเครื่องมือในการ
“ซึมซับ” และ “รับรู้” อายุของสิ่งต่างๆ โดยในปฏิทินดังกล่าวจะกำหนดให้ช่วงเวลาวินาทีแรกของวันที่
1 มกราคม เป็นช่วงการเกิดจักรวาลตามทฤษฎีบิ๊กแบง (Big Bang Theory) ณ
เวลาดังกล่าวนี่เองที่ทุกสิ่งทุกอย่างในจักรวาลเริ่มเกิดขึ้นจากการระเบิดครั้งใหญ่ที่สุด
ครั้งแรกและครั้งเดียว (เท่าที่มนุษย์จะรับรู้ได้) ของจักรวาล จากนั้นเวลาก็ดำเนินไปและเกิดเหตุการณ์ต่างๆ
ดังปฏิทินจักรวาลใน [รูป 3]

จากปฏิทินจักรวาลจะเห็นได้นะครับว่า
ภายหลังการก่อกำเนิดของจักรวาลหรือเอกภพนั้น สภาพโดยทั่วไปก็คือยังไร้ชีวิตอยู่เนิ่นนาน
เพราะจนล่วงเข้าวันกรรมกร (1 พฤษภาคม) ซึ่งก็เกือบจะกลางปีเข้าไปแล้ว ก็ยังเพิ่งจะสร้างกาแล็กซีทางช้างเผือก
หรือ ที่ฝรั่งเค้าเรียกว่ากาแล็กซีธารน้ำนม (The Milky Way Galaxy) เสร็จเท่านั้น
กาแล็กซีนี้เองที่โลกเราเป็นสมาชิกอยู่ ในสภาพดังกล่าวนี้ไม่อาจจะมีชีวิตเกิดขึ้นได้นะครับ



ล่วงเลยต่อมาจนถึงวันที่
9 เดือน 9 (ก็เดือนกันยายนนั่นแหละครับ) ระบบสุริยะของเราที่มีดวงอาทิตย์เป็นประธานอยู่ตรงกลางก็เริ่มเป็นรูปเป็นร่างมากขึ้น
ซึ่งก็ยังไม่มีชีวิตเกิดขึ้นอยู่นั่นเอง (แต่ที่อื่นในจักรวาลนี้ ... ไม่อาจจะทราบได้เหมือนกันนะครับ)
ต่อมาอีกห้าวัน โลกจึงเกิดมีลักษณะเป็นโลกอย่างที่เราคุ้นเคยกันในปัจจุบัน (อันนี้กล่าวโดยรวมๆ
ถึงลักษณะโดยทั่วไปนะครับ เพราะ ถ้าดูรายละเอียดกันก็อาจจะเป็นอีกโลกหนึ่งที่อาจจะกล่าวได้ว่าต่างกับโลกปัจจุบันกันคนละเรื่องได้เหมือนกัน
เช่น ปริมาณของก๊าซที่เป็นองค์ประกอบของอากาศก็ต่างกัน ลักษณะทวีปก็เป็นทวีปขนาดใหญ่เพียงทวีปเดียว
ฯลฯ)



จากจุดนี้เองที่โลกค่อยๆ
เปลี่ยนแปลงไปจนมีลักษณะที่เกื้อหนุนต่อการก่อกำเนิดของชีวิตได้ ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ก็ประมาณกันว่าชีวิตแรกบนโลกน่าจะเกิดขึ้นในราววันที่
25 กันยายน กล่าวได้ว่า การเปลี่ยนแปลงสำคัญๆ ที่นำไปสู่การเกิดชีวิตเกิดขึ้นในช่วงต้น
กลาง และปลายเดือนกันยายนนี่เอง



นี่หากว่าเป็นทางโหราศาสตร์ก็อาจจะผูกดวงว่า
ระบบสุริยะ โลก และ ชีวิตบนโลกนี่น่าจะ “ดวงแข็ง” และ “เจริญก้าวหน้า” ในชีวิตเป็นอย่างดี
เพราะธรรมชาติส่งมาเกิดในเดือนเก้า (9) นี่เอง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ระบบสุริยะที่กำเนิดในวันที่
9 เดือน 9 เลยทีเดียว



ในปฏิทินจักรวาลนี้
มนุษย์กำเนิดที่เวลาไหนหรือครับ?



โน่นเลยครับ วันสุกดิบก่อนปีใหม่
31 ธันวาคม จึงได้มีมนุษย์เผ่าพันธุ์เราท่านที่มีชื่อวิทยาศาสตร์ว่า Homo sapiens
เกิดขึ้น แถมเวลาตกฟากก็ประมาณสี่ทุ่มครึ่งเข้าไปโน่นแล้ว เรียกว่ามนุษย์นี่ หากถือตามสเกลจักรวาลแล้ว
... ก็เอ่ยอ้างความเก่าแก่ไม่ได้เอาเสียเลย



กลับไปที่วันที่
25 กันยายน ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่ประเมินกันว่า สิ่งมีชีวิตง่ายๆ แรกสุดน่าจะเกิดขึ้น
ในตอนที่ 5 ผมเคยเล่าให้ฟังแล้วว่า ดีเอ็นเอเป็นภาษาสากลของสิ่งมีชีวิตบนโลกใบนี้
(ชนิดที่แทบจะไม่มีข้อยกเว้น) ดังนั้น หากสิ่งมีชีวิตที่เป็นต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตทั้งมวลที่เราพบเห็นกันอยู่ในปัจจุบันเกิดขึ้นในช่วงนี้
ก็ย่อมหมายความในทางอ้อมว่า ...



ดีเอ็นเอก็น่าจะเกิดในช่วงระยะเวลาไล่เรี่ยกันนี่เอง!



แต่เรื่องนี้ก็ยังไม่มีข้อยุติ
และก็ยังเป็นที่ถกเถียงกันอยู่เหมือนกันนะครับว่า “ปฐมชีวิต” ที่แรกเกิดขึ้นนั้น
อาจจะใช้ “อาร์เอ็นเอ” หรือ “โปรตีน” หรือ สารพันธุกรรมแบบอื่นๆ
(ซึ่งก็น่าสนใจว่า จะเป็นอะไรได้บ้าง) ที่ต่อมาเป็นผู้พ่ายแพ้ต่อเกมชีวิตบนโลก
และ สาบสูญไปแล้วจนหมดสิ้นก็เป็นได้เช่นกัน



แต่เนื่องจากซากฟอสซิลของแบคทีเรียในยุคแรกเริ่มที่ค้นพบแล้วว่าทิ้งร่องรอยอยู่ในแผ่นหิน
มีลักษณะคล้ายกันมากกับแบคทีเรียบางชนิดที่พบได้ในปัจจุบัน ความคิดที่ว่าสารพันธุกรรมที่แบคทีเรียเหล่านั้นใช้ก็น่าจะเป็นดีเอ็นเอเช่นกัน
ก็เลยมีความเป็นไปได้ไม่น้อย

[รูป 4] ปฏิทินจักรวาลเฉพาะเดือนธันวาคม (ดูคำอธิบายในเนื้อเรื่อง)

คราวนี้ หากเราเปิดปฏิทินจักรวาลต่อไปเพื่อดูรายละเอียดของเดือนธันวาคม [รูป
4] เราก็จะพบเรื่องน่าประหลาดใจมากยิ่งขึ้นไปอีก นั่นก็คือ สิ่งมีชีวิตที่มีความซับซ้อนและมีจำนวนเซลล์มากกว่าหนึ่งเซลล์เพิ่งเริ่มเกิดมีมากขึ้น
(ทั้งชนิดและจำนวน) ก็ในช่วงหลังของเดือนธันวาคมแล้ว ซึ่งก็เป็นไปได้ว่า เป็นผลสืบเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของบรรยากาศที่มีก๊าซออกซิเจนมากขึ้นตั้งแต่วันที่
1 ธันวาคม ซึ่งก็เป็นผลจากการที่สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวในทะเลเริ่มเพิ่มจำนวนมากขึ้น
จึงปล่อย “ของเสีย” จากการสังเคราะห์แสงของมันออกมา



ของเสียที่ว่านี้ก็คือ “ก๊าซออกซิเจน” ที่มนุษย์ (และสิ่งมีชีวิตอื่นๆ อีกจำนวนมาก
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พวกสัตว์ต่างๆ ที่สร้างอาหารเองไม่ได้) ใช้ในการดำรงชีวิต นั่นเอง




หากไล่เรียงการกำเนิดของบรรดาสิ่งมีชีวิตต่างๆ ในเดือนธันวาคม ก็จะพบว่า
พวกหนอนเริ่มปรากฏตัวขึ้นก่อนในราววันที่ 16 จากนั้นจึงตามมาด้วยสัตว์มีกระดูกสันหลังพวกแรกๆ
คือบรรดาปลากระดูกแข็งทั้งหลาย (วันที่ 19) ต่อมาจึงเกิดมีพวกพืชบนดินทั้งหลาย (วันที่
20) ซึ่งตามมาติดๆ ด้วยแมลง (วันที่ 21) ซึ่งหลายชนิดก็ช่วยพืชเหล่านี้ในการผสมเกสรและแพร่พันธุ์
ในเวลาไล่เรี่ยกันนั่นเองก็มีสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำเกิดขึ้น และหนีจากแหล่งน้ำที่แออัดขึ้นทุกที
โดยตามขึ้นมารับประทานแมลงและพืชพันธุ์อันอุดมสมบูรณ์บนผืนดิน



กระทั่งวันคริสต์มาสอีฟ (24 ธันวาคม) นี่เองที่ ไดโนเสาร์ชนิดแรกถือกำเนิดขึ้นบนโลก
จากนั้นมันก็ประสบความสำเร็จเป็นอย่างสูงในการปรับตัวให้เข้ากับสิ่งแวดล้อมบนผืนดินและในผืนน้ำบนโลก
ไดโนเสาร์บางชนิดถึงกับสามารถเหินร่อนและบินไปในอากาศได้ด้วยซ้ำไป จนกลายเป็นบรรพบุรุษของสัตว์จำพวกนกไปในที่สุด




ไดโนเสาร์ครองโลกอยู่นานถึง 5 วันจักรวาล แต่ต่อมาก็ต้องพากันล้มตายจนสูญพันธุ์ไปแทบหมดสิ้นในวันโลก
(เกือบ) แตก เนื่องจากมีดาวเคราะห์น้อยหรืออุกกาบาตขนาดมหึมาพุ่งชนโลกในวันที่ 28
ธันวาคมของปฏิทินจักรวาล หรือ เท่ากับราว 65 ล้านปีก่อนในยุคทางธรณีวิทยาที่เรียกว่า
ครีเตเชียส (Cretaceous) นั่นเอง



ในยุคที่พบเห็นไดโนเสาร์ได้ทุกหนแห่งบนโลกนี่เอง หลังวันคริสต์มาสหนึ่งวัน
(วันที่ 26) ก็มีสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมขนาดเล็ก (คาดว่าน่าจะขนาดเท่าๆ กันหนูเท่านั้น)
ที่ไม่สลักสำคัญอะไรชนิดหนึ่งเกิดขึ้น แต่สัตว์ขนาดจิ๋วที่วิ่งหัวซุกหัวซุนหนีไดโนเสาร์ที่จะมาจับพวกมันกินเป็นอาหารนี่เองที่กลายมาเป็นต้นตระกูลของมนุษย์ต่อไป



ภายหลังการสูญพันธุ์ครั้งยิ่งใหญ่ที่สุดครั้งหนึ่งบนโลก (มีหลักฐานที่อาจเชื่อได้ว่าเคยเกิดเหตุการณ์คล้ายคลึงกันก่อนหน้านี้เช่นกัน)
ที่กวาดล้างเอาไดโนเสาร์ไปจนจวนเจียนจะหมด สิ่งมีชีวิตที่หลงเหลืออยู่ก็ต่อสู้ดิ้นรนเพิ่มจำนวนกันขนานใหญ่
สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเป็นกลุ่มที่ประสบความสำเร็จสูงสุดในเรื่องนี้



แต่ต้องรอกระทั่งวันที่ 29 ธันวาคมจึงได้มี ไพรเมต (primate) ชนิดแรกเกิดขึ้น
คำว่า “ไพรเมต” ก็คือกลุ่มของสัตว์ที่มีลักษณะร่วมกันบางประการ ที่สำคัญก็คือ มีขนาดสมองที่ใหญ่และมีประสาทสัมผัสในการมองพัฒนาจนมีความสำคัญมากกว่าการดมกลิ่น
นอกจากนั้น ยังมีลักษณะเฉพาะอีกหลายอย่าง เช่น มีมือที่มีความสามารถในการหยิบจับ,
มีนิ้วหัวแม่มือซึ่งพับแนวขวางกับนิ้วอื่นๆ ที่เหลือได้, มีเล็บ, มีนิ้วเท้าขนาดใหญ่
ฯลฯ



ไพรเมตที่ใกล้ชิดกับมนุษย์มากที่สุดก็คือ ลิง (monkey) และ เอป (ape)
ลักษณะสำคัญของเอปที่ต่างจากลิงก็คือ เอปมีขนาดร่างกายที่ใหญ่กว่าและไม่มีหาง
ตัวอย่างของเอปก็คือ ชะนี, อุรังอุตัง, กอริลลา และ ชิมแปนซีบางคนจึงมักเรียกเอปว่าเป็น
“ลิงใหญ่” หรือ “ลิงไร้หาง” ซึ่งก็ไม่ผิดแต่อย่างใด (เพราะบังเอิญว่าเอปทุกชนิดมีลักษณะดังกล่าวพอดี)
แต่ก็อาจจะไม่ใช่คำแทนที่ดีนัก เพราะ ดังที่กล่าวแล้วข้างต้นคือ การที่จะจัดว่าสิ่งมีชีวิตนั้นๆ
เป็นเอปหรือไม่ พิจารณาจากลักษณะหลายประการด้วยกัน ไม่ใช่เพียงดูจากขนาดของร่างกาย
หรือ ว่าดูเพียงว่ามีหางหรือไม่เท่านั้น



ความจริงทับศัพท์ไปเลยว่า “เอป” น่าจะสื่อได้ตรงกว่ากระมังครับ!



ต้องรอกระทั่งวันที่ 30 ธันวาคมแน่ะครับ จึงจะเกิดต้นตระกูลบรรพบุรุษของมนุษย์ (ที่เรียกว่า
โฮมินิด (hominid)) ซึ่งแยกสายพันธุ์ออกมาจากสายพันธุ์ของเอปชนิดอื่นๆ พูดง่ายๆ อีกอย่างว่าเกิดมี
“มนุษย์วานร”หรือ “วานรมนุษย์” เกิดขึ้น เพราะบรรดาโฮมินิดนี่ยังมีลักษณะหลายอย่างที่ก้ำกึ่งระหว่างลิงกับคน
และ ดังที่ได้เกริ่นไว้แล้วคือ สายพันธุ์มนุษย์ปัจจุบันนั้นปรากฏโฉมบนโลกในวันสุดท้ายของปีในปฏิทินจักรวาลนี่เอง




แครอลัส ลินเนียส ปรมาจารย์ด้านอนุกรมวิธาน ซึ่งเป็นผู้ “จัดระเบียบชื่อของสิ่งมีชีวิต”
และเป็นผู้ตั้งชื่อสิ่งมีชีวิตไว้เป็นจำนวนมาก ซึ่งก็ยังใช้กันอยู่จนปัจจุบัน เป็นผู้ที่ตั้งชื่อสปีชีส์มนุษย์ว่า
Homo sapiens ซึ่งมีความหมายว่า “มนุษย์ผู้ชาญฉลาด” (man the wise)



ชื่อดังกล่าวเป็นที่ยอมรับและใช้กันจวบจนกระทั่งปัจจุบัน แต่ก็มักจะมีผู้ตั้งข้อสังเกตอยู่เสมอๆ
ว่า เป็นชื่อที่ชวนเข้าใจผิดหรือไม่, อย่างใด

[รูป 5] การเพิ่มจำนวนดีเอ็นเอเป็นแบบกึ่งอนุรักษ์

กลับมาที่ดีเอ็นเอกันอีกทีนะครับ หากชีวิตเมื่อสมัยแรกเริ่มก็ใช้ดีเอ็นเอเช่นเดียวกับสิ่งมีชีวิตในปัจจุบันคงจะเป็นเรื่องที่น่าสนใจเป็นอย่างยิ่งสำหรับนักวิทยาศาสตร์
เนื่องจากกลไกการเพิ่มจำนวนตัวเองของดีเอ็นเอนั้นเป็นแบบ “กึ่งอนุรักษ์” (semiconservative)
ดัง [รูป 5] นั่นก็คือ ทุกครั้งที่จะมีการสร้างสายดีเอ็นเอขึ้นใหม่
สายดีเอ็นเอเดิมจะแยกออกจากกันและทำหน้าที่เป็น “ต้นแบบ” หรือ “แม่พิมพ์” ในการสร้างสายดีเอ็นเอสายใหม่
ดังนั้น เมื่อเสร็จสิ้นกระบวนการ สายดีเอ็นเอคู่ใหม่ก็จะประกอบด้วยดีเอ็นเอหนึ่งสายที่สร้างขึ้นใหม่
กับอีกหนึ่งสายที่เป็นสายดีเอ็นเอที่มีอยู่เดิม นี่เองจึงเป็นที่มาของชื่อวิธีการเพิ่มจำนวนว่าเป็นแบบ
“กึ่งอนุรักษ์”



ดังนั้น สายดีเอ็นเอต้นฉบับเก่าแก่สมัยหลายพันล้านปีที่แล้ว ก็อาจจะอยู่ในเซลล์ที่ล่องลอยอยู่
ณ มุมใดมุมหนึ่งของโลกนี้ก็เป็นได้



แต่ที่น่าเสียดายก็คือ คงจะเป็นการยากเสียเหลือเกินที่จะแยกความแตกต่างหรือระบุบอกอายุของสิ่งที่เล็กจิ๋วอย่างดีเอ็นเอแต่ละเส้นจากเซลล์สิ่งมีชีวิตแต่ละเซลล์



สิ่งที่น่าสนใจอีกเรื่องหนึ่งของการเพิ่มจำนวนดีเอ็นเอแบบอนุรักษ์ข้างต้นก็คือ ผู้ที่เสนอเรื่องนี้ก็คือ
เจมส์ วัตสัน และ ฟรานซิส คริก นั้นทำนายกลไกดังกล่าวได้อย่างแม่นยำ จากโครงสร้างของดีเอ็นเอที่พวกเขาเป็นผู้พิสูจน์ว่าเป็นแบบเกลียวคู่
(ในปี 2496) โดยที่พวกเขาไม่ได้ทำการทดลองใดๆ ในเรื่องนี้เลย



ต่อมาภายหลังจึงมีผู้พิสูจน์ด้วยการทดลองว่า พวกเขาทำนายได้ถูกต้อง นับว่าเป็นคู่หูนักคิดที่มีวิสัยทัศน์ยอดเยี่ยมกระเทียมดองเลยทีเดียว



คราวหน้าจะเป็นตอนสุดท้ายในบทความชุดมหัศจรรย์ดีเอ็นเอกันแล้วนะครับ เราจะมาดูกันว่าดีเอ็นเอช่วยให้
“รู้เช่นเห็นชาติ” มนุษย์เราเองและ “เปลี่ยนโลกทัศน์เกี่ยวกับชีวิต”
ของพวกเราได้อย่างไร

แนะนำหนังสืออ่านเพิ่มเติม คราวนี้จะขอแนะนำหนังสือของคาร์ล ซาแกน (Carl Sagan) เรื่อง Cosmos ครับ เป็นหนึ่งในหนังสือที่ “ต้องอ่าน” ครับ เนื้อเรื่องเกี่ยวกับภาพรวมของจักรวาล (รวมทั้งความเกี่ยวข้องกับมนุษย์) ในแง่มุมต่างๆ บนฐานของความรู้และปรัชญาทางวิทยาศาสตร์ ทั้งจากอดีตจนปัจจุบัน แม้ว่าหนังสือเล่มนี้จะตีพิมพ์ครั้งแรกเมื่อยี่สิบปีที่แล้ว แต่ว่าเนื้อหาส่วนใหญ่ยังร่วมสมัยอยู่มากและที่สำคัญอ่านสนุกมากจนไม่เหมือนสารคดีทางวิทยาศาสตร์ (ยังกับเป็นนิยายอย่างไรอย่างนั้น) เคยเป็นหนังสือวิทยาศาสตร์ (ภาษาอังกฤษ) ที่ขายดีที่สุดในประวัติศาสตร์อยู่หลายปี เกิดจากการเรียบเรียงเนื้อหาจากสารคดีทางโทรทัศน์ในชื่อเดียวกัน ที่โด่งดังเป็นอย่างยิ่งเช่นกัน มีจำนวนผู้ชมสารคดีชุดดังกล่าวใน 60 ประเทศทั่วโลก รวมกันมากถึง 500 ล้านคน จำได้ว่าเคยมีฉบับแปลไทยอยู่มากกว่าหนึ่งสำนวน (แปลกันตั้งแต่สมัยที่คนไทยยังไม่นิยมจ่ายค่าลิขสิทธิ์หนังสือเพื่อนำมาแปล) อาจลองมองหาดูได้ตามแผงหนังสือเก่า แต่ถ้าจำไม่ผิด รู้สึกว่าจะแปลกันไม่ค่อยครบทุกบทสักเท่าไหร่แล้วก็พิมพ์เป็นภาพขาวดำเท่านั้น เห็นมีฉบับภาษาอังกฤษวางขายอยู่ในร้านหนังสือภาษาต่างประเทศบางร้านเหมือนกัน เลือกฉบับที่มีรูปสีประกอบ จะได้อรรถรสมากยิ่งขึ้นครับ

---

¹คุณคาร์ล เซแกน นักดาราศาสตร์ชื่อดังที่เขียนหนังสือดีๆ ทางวิทยาศาสตร์ไว้จำนวนมาก
นอกจากนี้เขายังได้เขียนนิยายวิทยาศาสตร์ชื่อดังเกี่ยวกับการติดต่อกับมนุษย์ต่างดาว
ซึ่งมีผู้เอาไปทำเป็นภาพยนตร์ (ซึ่งก็โด่งดังไม่แพ้กัน) คือเรื่อง Contact นั่นเอง
คาร์ล เซแกนเสียชีวิตด้วยโรคปอดบวมในปี พ. ศ. 2539 ขณะอายุ 62 ปี



ภาพปก DVD ภาพยนตร์เรื่อง Contact

ดีเอ็นเอกับกำเนิดและกำพืดมนุษย์

ในที่สุดเราก็เดินทางกันมาถึงตอนสุดท้ายของบทความในชุดนี้กันแล้วนะครับ คราวนี้ ผมจะเล่าให้ฟังว่า ดีเอ็นเอจะสอนให้เราได้รู้เกี่ยวกับประวัติความเป็นมา และ สถานะของมนุษยชาติในโลกของชีวิตทั้งมวลได้อย่างไร รวมไปถึงว่ามนุษย์เราแต่ละคนเกี่ยวข้องสัมพันธ์กันมากน้อยเพียงไรและอย่างไร




มาดูกันเลยดีกว่านะครับ




ดีเอ็นเอกับกำเนิดและกำพืดมนุษย์

ความรู้และการค้นพบทางวิทยาศาสตร์พื้นฐาน ในบางเรื่องนั้น บางครั้งก็สามารถนำไปใช้ประโยชน์ในด้านอื่นๆ ได้อย่างน่ามหัศจรรย์ใจ ยกตัวอย่าง เช่น ใครเลยจะคิดว่าการศึกษาเรื่องราวของโครงสร้างขนาดเล็กจิ๋วอันหนึ่งในเซลล์ที่มีชื่อว่า “ไมโตคอนเดรีย (mitochondria)”¹ จะสามารถโยงใยไปสู่ความรู้และความจริงเกี่ยวกับ “กำเนิด” และ “กำพืด”² ของมนุษย์เราได้

[รูป 1- ซ้าย] เซลล์ของสิ่งมีชีวิตชั้นสูงมีโครงสร้างที่สลับซับซ้อน ไมโตคอนเดรียก็เป็นหนึ่งในองค์ประกอบเหล่านั้น

[รูป 2 - ขวา] ดีเอ็นเอของไมโตคอนเดรียเป็นสายคู่รูปวง มียีนที่ใช้สร้างโปรตีนได้รวม
13 ชนิด

ไมโตคอนเดรียเป็น ออร์แกเนล (organelle)³ ในเซลล์ที่มีรูปร่างลักษณะภายนอกคล้ายกับเม็ดถั่ว
แต่หากผ่าออกดูจะมีหน้าตาดัง [รูป 1] คือมีโครงสร้างภายในขดและยื่นไปมาคล้ายกับเป็นเขาวงกต
ไมโตคอนเดรียเป็นองค์ประกอบสำคัญอันหนึ่งที่เซลล์ขาดไม่ได้ เพราะเป็นแหล่งต้นกำเนิดของพลังงานในเซลล์




ทฤษฎีที่เกี่ยวกับกำเนิดของไมโตคอนเดรียก็ค่อนข้างพิเศษพิสดารไม่ธรรมดาเลย กล่าวคือ
มีนักวิทยาศาสตร์เสนอสมมติฐานไว้ว่าอาจจะเกิดจากการที่เซลล์อันเป็นต้นตระกูลของเซลล์สิ่งมีชีวิตชั้นสูง
เกิดไป “กิน” เซลล์ขนาดเล็กกว่าชนิดหนึ่งเข้า แต่เมื่อกินเข้าไปแล้ว แทนที่จะย่อยสลายนำส่วนประกอบต่างๆ
มาใช้งานดังที่เซลล์ทั่วๆ ไปทำกันอยู่ (แม้แต่ในปัจจุบัน) กลับมีการปรับตัวจนอาศัยกันอยู่ในแบบนั้นได้



เมื่อผ่านช่วงเวลาแห่งการวิวัฒนาการร่วมกันอันยาวนาน เซลล์ทั้งคู่ก็ยิ่งปรับตัวจนเป็นส่วนหนึ่งของกันและกันจนไม่อาจะแยกขาดจากกันได้อีก
การปรับตัวที่ว่าก็เช่น การที่เซลล์ขนาดเล็กเคลื่อนย้ายถ่ายเทดีเอ็นเอส่วนใหญ่ในเซลล์ของมันไปไว้ที่โครโมโซมของเซลล์ที่ใหญ่กว่าจนแทบหมดสิ้น
เป็นต้น



เซลล์ขนาดเล็กที่ว่านี้ก็คือส่วนที่กลายมาเป็น “ไมโตคอนเดรีย” นั่นเอง!



ในเซลล์มนุษย์นั้น ไมโตคอนเดรียมีดีเอ็นเอรูปวง ดัง [รูป 2] ซึ่งมียีนที่ใช้สร้างโปรตีนได้เพียง
13 ยีน เท่านั้น แม้ว่าไมโตคอนเดรียจะต้องการโปรตีนที่องค์ประกอบของมันมากถึงหลายพันโปรตีน
(อาจจะมากถึงหมื่นโปรตีนก็เป็นได้) ดีเอ็นเอของไมโตรคอนเดรียนี่เองที่กลายมาเป็น
“กุญแจ” สำคัญในการไขความลับเกี่ยวกับกำเนิดและกำพืดของมนุษย์เราได้อย่างน่าพิศวงที่สุด



ทำไมจึงเป็นเช่นนั้นไปได้?




ตามล่าหาอีฟในอีเดน

เรื่องนี้มีสาเหตุหลักมาจากลักษณะที่สำคัญประการหนึ่งของดีเอ็นเอในไมโตคอนเดรียนั่นเอง กล่าวคือ

ดีเอ็นเอในไมโตคอนเดรียมีการเปลี่ยนแปลงลำดับเบสที่รวดเร็วมากเป็นพิเศษ ซึ่งมากกว่าดีเอ็นเอส่วนที่อยู่ในโครโมโซมของเคนเรา




ดังนั้น เมื่อมีการพัฒนาเทคนิคพีซีอาร์ขึ้น (ยังจำกันได้นะครับว่า เทคนิคพีซีอาร์เกี่ยวข้องกับการเพิ่มปริมาณดีเอ็นเอในหลอดทดลอง)
ก็ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถหาลำดับเบสในซากสังขารของมนุษย์สมัยโบราณได้ง่ายขึ้นเป็นอันมาก
ลักษณะสำคัญประการหนึ่งที่ทำให้ดีเอ็นเอในไมโตคอนเดรียเหมาะเป็นอย่างยิ่งในการใช้สืบหากำเนิดของมนุษย์ก็คือ
ดีเอ็นเอดังกล่าวมีลักษณะเป็นเพียงสายสั้นๆและอยู่ในช่วงที่ใช้เทคนิคพีซีอาร์ได้อย่างเหมาะสมที่สุด
ซึ่งต่างกับดีเอ็นเอในโครโมโซมซึ่งมีความยาวมากกว่า และ มีความเร็วในการเปลี่ยนแปลงลำดับเบสในแต่ละส่วนของสายดีเอ็นเอไม่เท่ากัน




นอกจากนี้แล้ว เหตุผลสำคัญอีกประการหนึ่งก็คือ การที่เซลล์มีไมโตคอนเดรียอยู่จำนวนมากในแต่ละเซลล์
ยิ่งเป็นเซลล์ที่ต้องการใช้พลังงานมากเท่าใด ก็ยิ่งจะมีจำนวนไมโตคอนเดรียมากขึ้นเท่านั้น
ที่ว่ามากในที่นี้ก็คือ โดยเฉลี่ยแล้วมีนับร้อยไมโตคอนเดรียเลยทีเดียว!

[รูป 3 - ซ้าย] แผนที่แสดงเส้นทางและระยะเวลาของการอพยพของมนุษย์ยุคปัจจุบัน ซึ่งเริ่มต้นจากทวีปแอฟริกา

[รูป 4 - ขวา] หน้าปกหนังสือ “ลูกสาวทั้งเจ็ดของอีฟ” ของไบรอัน ไซคีส

ผลก็คือ



สามารถใช้การตรวจสอบ การเปลี่ยนแปลงลำดับเบสในดีเอ็นเอ ของไมโตคอนเดรียในกลุ่มมนุษย์ปัจจุบันทั่วโลก
มาประกอบกับข้อมูล ที่ได้จากดีเอ็นเอของมนุษย์ดึกดำบรรพ์⁴ นักวิทยาศาสตร์พบว่า
ลักษณะดีเอ็นเอในไมโตคอนเดรียบ่งระบุว่า ดีเอ็นเอของไมโตคอนเดรียที่มี “เก่าแก่ที่สุด”
น่าจะมีอายุอยู่ในราว 130,000 ปีและอยู่ในทวีปแอฟริกา ในภายหลังจึงมีการเปลี่ยนแปลงที่ชี้ไปในทางที่ว่า
มีการอพยพครั้งใหญ่น้อยกันหลายระลอกออกไปยังส่วนอื่นๆ ของโลก ทำให้มีการขนานนามทฤษฎีดังกล่าวว่าเป็น
“ทฤษฎีออกจากแอฟริกา (Out of Africa theory)" ⁵ ขึ้นดังใน
[รูป 3]



แต่เนื่องจากไมโตคอนเดรียจะได้รับเป็น “มรดกทางพันธุกรรม” ที่ถ่ายทอดผ่านทางผู้เป็นมารดา⁶เท่านั้น
เนื่องจากไมโตคอนเดรียจะไปกับเซลล์ไข่จากมารดา ในขณะที่เซลล์อสุจิจะไม่นำไมโตคอนเดรียของตนเข้าไปร่วมผสมด้วยกับเซลล์ไข่ในขณะเกิดการปฏิสนธิ
การตรวจสอบดีเอ็นเอในไมโตคอนเดรียจึงเป็นการตรวจสอบ “ทายาททางพันธุกรรม” ที่สืบสายทางมารดาเท่านั้น
จึงมีผู้ขนานนามเชิงเปรียบเทียบว่า ดีเอ็นเอในไมโตคอนเดรียช่วยให้เราได้ทราบ “มารดาคนแรกสุดของมนุษยชาติ”
ซึ่งหากเรียกขานตามพระคัมภีร์ไบเบิลก็มีชื่อว่า “อีฟ” (Eve) นั่นเอง



จนกลายเป็นที่มาของคำว่า “ไมโตคอนเดรียล อีฟ (Mitochondrial Eve)” ในที่สุด!




กล่าวสรุปง่ายๆ แบบภาษาชาวบ้านก็ต้องว่า คุณแม่ของมนุษย์ทั้งปวงที่มีอยู่ในโลกปัจจุบันนี้ (ไม่ว่าจะเป็นคนผิวขาว ผิวดำ หรือผิวเหลืองก็ตาม) เป็นหญิงสาวแอฟริกานางหนึ่ง (ซึ่งน่าจะเป็นคนผิวดำ)

กล่าวได้ว่า เป็นอีกครั้งนะครับที่การค้นพบทางวิทยาศาสตร์ทำให้เห็น “ความเป็นตัวตน” ของคนเราได้อย่างชัดเจนยิ่ง วิทยาศาสตร์ช่วยให้เราทราบถึงต้นกำเนิดของเผ่าพันธุ์เราเอง (แม้ว่าหลายคนไม่อาจยอมรับความจริงเรื่องนี้ได้ก็ตาม!) น่าเสียดายที่ยังไม่มีใครคิดหาวิธีที่จะระบุมนุษย์ชายคนแรกหรือ “อดัม (Adam)” ตามพระคัมภีร์ไบเบิลได้จากดีเอ็นเอแบบเดียวกับที่ทำได้ในกรณีของไมโตคอนเดรียลอีฟ
หากมีใครคิดหาวิธีได้ คงจะต้องลุ้นกันน่าดูนะครับว่า จะได้ผลที่สอดคล้องกันกับผลของไมโตคอนเดรียลอีฟหรือไม่และอย่างไร⁷




แต่เรื่องราวเกี่ยวกับกำเนิดของมนุษย์ไม่ได้จบลงแต่เพียงแค่นั้นนะครับ



หากพิจารณาเฉพาะในกลุ่มชาวยุโรป เมื่อใช้วิธีการตรวจสอบดีเอ็นเอจากไมโตคอนเดรียในแบบนี้ ก็ได้ผลการทดลองที่น่าสนใจมาก กล่าวคือ คนยุโรปทั้งหลายทั้งปวงที่เห็นกันอยู่ในปัจจุบันนี้ มีกำเนิดมาจากผู้หญิงเพียง 7 คนเท่านั้น หนึ่งในนักวิจัยเรื่องดังกล่าวคือ ดร. ไบรอัน
ไซคีส (Bryan Sykes) ถึงกับเขียนหนังสือชื่อ “ลูกสาวทั้งเจ็ดของอีฟ (The Seven Daughters of Eve)” ⁸(ดังภาพปกใน [รูป 4]) อธิบายรายละเอียดในเรื่องดังกล่าวนี้ไว้อย่างน่าสนใจ




ฝูงชนกำเนิดคล้ายคลึงกัน

เรื่องราวเกี่ยวกับการ “สืบสวนสอบสวน” กำเนิด, ประวัติความเป็นมาและสายสัมพันธ์ของมนุษย์เรายังไม่ได้จบที่เพียงแค่ดีเอ็นเอจากไมโตคอนเดรีย ดังที่ทราบกันแล้วนะครับว่า ดีเอ็นเอส่วนใหญ่ของมนุษย์เราอยู่ในโครโมโซม และมนุษย์ชายหญิงมีโครโมโซมที่ต่างกันอยู่คือ
โครโมโซมเพศ (sex chromosome) โดยที่ผู้หญิงจะมีโครโมโซมเพศเป็น XX ในขณะที่ผู้ชายจะมีโครโมโซมเพศเป็น XY โครโมโซมเพศนี่เองที่นักวิทยาศาสตร์บางคนเลือกมาใช้ในการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างกลุ่มคนหลายเชื้อชาติ, เทือกเถาเหล่ากอ และเผ่าพันธุ์ (race) หรือที่ผมเรียกว่าเป็นการหา “กำพืด” ของคนเรานั่นเอง

[รูป 5] แผนภาพแสดงความคล้ายคลึงกันของดีเอ็นเอของผู้หญิงแอฟริกา เอเชีย และยุโรป

เริ่มจากที่คุณผู้หญิงก่อนก็แล้วกันนะครับ



เมื่อนักวิทยาศาสตร์ศึกษาลำดับเบสของดีเอ็นเอบางส่วน ที่ปรากฏอยู่ในโครโมโซม X จากเพศหญิงสามกลุ่มใหญ่คือ
ผู้หญิงชาวแอฟริกา ชาวเอเชีย และชาวยุโรป ก็ต้องประหลาดใจไปตามๆ กัน เนื่องจาก ลำดับของเบสในดีเอ็นเอที่พบสามารถนำมาจับกลุ่มย่อยได้เป็นแบบต่างๆ
ดัง [รูป 5] แต่ไม่ว่าจะมีลักษณะกลุ่มย่อยเป็นเช่นไร เมื่อนำมาจับกลุ่มที่ใหญ่ขึ้นก็จะพบว่ามีความคล้ายคลึงกันจนไม่สามารถแยกออกจากกันได้



กล่าวสรุปให้เข้าใจง่ายๆ ก็คือ ภายใต้รูปลักษณ์ภายนอกที่ดูแตกต่างกันอย่างมากมายของหญิงสาวทั้งสามกลุ่มดังกล่าวนั้น
กลับไม่มีความแตกต่างเพียงพอที่จะแยกจากกันได้ หากมองดูไปที่ “รหัสพันธุกรรม” หรืออาจจะกล่าวโดยกว้างๆ
ได้อีกอย่างหนึ่งได้ว่า มนุษย์เรานี้มีพื้นฐานของ “ความเป็นมนุษย์” ที่ไม่แตกต่างกันเลย
แม้ว่าจะมีรูปร่างลักษณะภายนอกที่ดูแตกต่างกันราวกับเป็นคนละสปีชีส์ก็ตามที!



ดังนั้น ความรู้สึกเหยียดชาติ หยามเผ่า (พันธุ์) รังเกียจ (สี) ผิว ก็ล้วนแล้วแต่เป็น “มายา” ที่มนุษย์สร้างขึ้นมาเอง เพราะโดนหลอกจากประสาทสัมผัสภายนอก (คือการมองเห็น) อันตื้นเขิน โดยมีหลักฐานพยานที่หนักแน่นที่สุดคือ ดีเอ็นเอที่เป็นสารพันธุกรรมอยู่ในเซลล์แต่ละเซลล์ของคนเรานี่เองเป็นเครื่องยืนยัน

[รูป 6 - บน] เจงกีสข่าน กษัตริย์นักรบผู้ยิ่งใหญ่ของโลกในยุคคริสต์ศตวรรษที่ 13

[รูป 7- ล่าง] แผนที่โลกแสดงอาณาจักรของเจงกีสข่าน ซึ่งกินอาณาบริเวณไปค่อนโลก

ดีเอ็นเอเหล่านี้ ท่านได้แต่ใดมา

เมื่อสามารถใช้โครโมโซม X ในการสืบเสาะหากำพืดของตนได้ เหตุไฉนจะใช้โครโมโซม Y ในการสืบเสาะแบบเดียวกันไม่ได้ ... เชื่อว่าคงมีนักวิทยาศาสตร์หลายคนที่คิดเช่นนี้ และเมื่อมีผู้ที่คิดเช่นนี้ ก็ย่อมจะมีผู้ต้องการพิสูจน์ความคิดของตนว่าจริง เท็จประการใด ซึ่งผลลัพธ์ที่ได้ก็น่าสนใจไม่น้อยครับ



แต่ก่อนที่จะตอบคำถามข้างต้น ผมขอถามคำถามสักข้อหนึ่งก่อนนะครับ ... เมื่อกล่าวถึงกษัตริย์ยอดนักรบสมัยโบราณ (ของทั้งโลก) คุณคิดถึงใครบ้างครับ?




ผมเชื่อว่าหากมาไล่นับกันดู ในกลุ่มท็อปเทนของบรรดากษัตริย์ที่มีฝีมือเยี่ยมยอดที่สุดตลอดกาล คงจะมีชื่อของ “เจงกีสข่าน” [รูป 6] ปะปนอยู่ด้วยเป็นแน่แท้ เจงกีสข่านนี่ไม่ธรรมดาเลยจริงๆ นะครับ เพราะ แม้ว่าจะเป็นเพียงนักรบมองโกลที่คนจีนมองอย่างดูแคลนว่า เป็นผู้เรร่อนที่ไร้อารยธรรม และเรียกอย่างเหยียดหยามว่าเป็นพวก “ฮวน” หรือ “คนป่า” แต่นอกจากจะสามารถไล่ตีมหาอาณาจักรจีนได้ทั้งประเทศแล้ว ยังไล่ตีดะไปเรื่อยจนไปจรดยุโรปตะวันออกเลยทีเดียว หากดูจากแผนที่ใน [รูป 7] ก็จะเห็นได้ว่าตีไปจนจรดประเทศอุซเบกิสถาน (ที่เคยเป็นส่วนหนึ่งของประเทศสหภาพโซเวียต) เลยทีเดียว




อดไม่ได้ที่จะเชื่อนะครับว่า ถ้าไม่ด่วนจากไปเสียก่อน อาจจะมีโอกาสเป็นกษัตริย์เอเชียพระองค์แรกที่ยึดครองทวีปยุโรปได้ทั้งทวีป … ก็เป็นได้!




ความดังของเจงกีสข่านนี่ตรึงอยู่ในความคิดของฝรั่งมังค่าไม่น้อยนะครับ ลองสังเกตดูดีๆ แม้แต่ภาพยนตร์วิทยาศาสตร์สมัยใหม่บางเรื่องก็ยังสร้างภาพนักรบต่างดาวให้มีลักษณะคล้ายๆ กับกษัตริย์นักรบชาวมองโกลท่านนี้เลย ไม่ว่าจะเป็นเรื่อง “แฟลช กอร์ดอน” (ใครที่ทันดูคงพอนึกออd) หรือมหากาพย์อวกาศที่ไม่ยอมจบ (สักที) อย่าง “สตาร์ เทร็ค” นั่นก็ด้วยเช่นกัน



แม้แต่เพลงภาษาอังกฤษชื่อ “เจงกีสข่าน” ก็ยังมีเลยนะครับ!




เจงกีสข่าน ท่านก็เหมือนกับกษัตริย์นักรบสมัยโบราณท่านอื่นๆ คือ ตีไปถึงเมืองใด ก็มีสนมที่เมืองนั้น (คงประมาณว่าทำสัญลักษณ์ว่า “ไปถึงแล้วจริงๆ” กระมังครับ) ด้วยสาเหตุนี้เองจึงมีนักวิทยาศาสตร์ที่อยากรู้ว่า นักรบท่านนี้ได้ “ทิ้งร่องรอยทางพันธุกรรม” ที่สามารถตรวจสอบได้ด้วยเทคนิคทางวิทยาศาสตร์สมัยใหม่บ้างหรือไม่ ผลลัพธ์ที่ได้ทำให้ผู้คนไม่น้อยงงงวยไปตามๆกัน




กล่าวคือ เมื่อนักวิทยาศาสตร์จำนวน 23 คนจากทั้งในเอเชียและยุโรป ซึ่งนำทีมโดยคริส ไทเลอร์-สมิธ แห่งมหาวิทยาลัยออกฟอร์ด สุ่มตรวจที่ลำดับเบสของดีเอ็นเอในโครโมโซม Y ของผู้ชายจำนวน 2123 คนที่อาศัยอยู่ในอาณาบริเวณเอเชียกลางในปัจจุบัน ก็พบว่า 8 เปอร์เซ็นต์ของผู้ชายเหล่านี้มีลำดับเบสในโครโมโซม Y ที่เกือบจะเหมือนกันทุกประการเลยทีเดียว ซึ่งเมื่อใช้หลักสถิติคำนวณกลับไปก็มีอันต้องตะลึง (ตึงๆ) ว่า ค่าที่ได้หมายความว่า น่าจะมีผู้ชายอยู่ราว 16 ล้านคนที่อาศัยอยู่ในประเทศอัฟกานิสถานและทางตะวันออกเฉียงเหนือของประเทศจีน (ซึ่งก็เท่ากับราว 0.5 เปอร์เซ็นต์ของประชากรชายทั้งหมด) อยู่ในกลุ่มสายเลือดเดียวกัน




กล่าวให้ชัดๆ ก็คือ เป็นผู้ชายที่มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิด และน่าจะเป็นผลผลิตของเจงกีสข่านกับลูกหลานของท่านนั่นเอง!




น่าสนใจนะครับว่า สายเลือดความเป็นนักรบทำให้ลูกหลานของเจงกีสข่านเอาตัวรอด ขยายเผ่าพันธุ์ได้ดี หรือ ความที่บรรดานางสนมที่เจงกีสข่านเลือกมีหน้าตาดี ก็เลยพลอยมีผลให้ลูกหลานแพร่พันธุ์ได้ดีตามไปด้วย ยิ่งคิดก็ยิ่งน่าสนใจนะครับ




สายสัมพันธ์ของเจงกีสข่านที่ตรวจพบนี่ เท่ากับเราสามารถโยงใยความสืบเนื่องทางสายเลือด (ผ่านดีเอ็นเอ) กลับไปยุคที่เจงกีสข่านเรืองอำนาจคือในราวคริสต์ศตวรรษที่ 13 หรือ 800 ปีก่อน (ซึ่งก็เก่าแก่จนเหลือเชื่อคือ ตรงกับราวๆ สมัยพ่อขุนรามคำแหงมหาราชของไทยเรา โน่นแน่ะครับ!)




จะเห็นได้ว่า ความรู้เกี่ยวกับดีเอ็นเอช่วยให้เรารู้ “กำเนิด” และ “กำพืด” ของเราเองได้อย่างชัดเจนและแจ่มแจ๋วเพียงใด




ดีเอ็นเอเพื่อชีวิต

ดีเอ็นเอนั้นยังมีความมหัศจรรย์ที่สำคัญและไม่พูดถึงคงไม่ได้อีกอย่างหนึ่ง นั่นก็คือ “ความงดงาม” ของรูปทรงของมันครับ คราวหน้า หากได้เห็นรูปดีเอ็นเออีกก็ลองสังเกตดูนะครับว่า โมเลกุลที่สวยสดงดงามที่สุดแบบหนึ่งเท่าที่มนุษย์เคยรู้จักกันมามีรูปร่าง หน้าตาชวนอภิรมย์เพียงใด




ดีเอ็นเอนั้นนอกจากเป็นโมเลกุลที่สวยแล้ว ยังเป็นความสวยที่ทันสมัยเป็นอย่างยิ่ง กล่าวคือ เป็น “ความงามอย่างมีคุณค่า” อีกด้วย คงไม่มีใครกล้าเถียงผมในประเด็นนี้กระมังครับ เพราะดีเอ็นเอเป็นโมเลกุลที่ธรรมชาติคัดสรรเป็นอย่างดีแล้วว่า เหมาะสมกับการเป็นตัวเก็บข้อมูลทางพันธุกรรม ซึ่งย่อมต้องมีคุณค่าอย่างมหาศาลจนไม่อาจะประเมินค่าได้

[รูป 8 - บน] สิ่งมีชีวิตชนิดต่างๆ มีกำเนิดมาจากเซลล์ต้นกำเนิดแรกสุดชนิดเดียวกัน

[รูป 9 - ล่าง] ธาตุซึ่งเป็นองค์ประกอบในร่างกายมนุษย์ล้วนแล้วแต่มีกำเนิดมาจากธาตุในดาวฤกษ์ทั้งสิ้น

ดังที่ผมเคยกล่าวไปแล้วนะครับว่า ดีเอ็นเอเป็นตัวเชื่อมโยงชีวิตทั้งมวลบนโลกเข้าด้วยกัน
มนุษย์ก็เป็นหนึ่งในทายาททางดีเอ็นเอของเซลล์ชีวิตชั้นสูงแรกสุด ซึ่งสืบย้อนกลับไปได้ไม่น้อยกว่า
1,400 ล้านปีก่อน ดังแผนภาพง่ายๆใน [รูป 8] ดังนั้น เราจึงเป็นญาติห่างๆ
และเป็นเพื่อนร่วมโลกกับสิ่งมีชีวิตทุกอย่างนั่นแหละครับ ไม่ว่าจะเป็นพืช, สัตว์
หรือแม้แต่ไดโนเสาร์ (และลูกหลานหางยาวของพวกมัน) ก็ไม่ใช่ข้อยกเว้นแต่อย่างใด ทำให้อดนึกไปถึงบทสวดแผ่เมตตาที่ว่า
“สัตว์ทั้งหลายผู้เป็นเพื่อนทุกข์เกิด แก่ เจ็บ ตายด้วยกันทั้งหมดทั้งสิ้น …” นะครับ



หากพิจารณาลึกลงไปกว่านั้นที่ระดับอะตอม สิ่งมีชีวิตทุกชนิดต่างก็ล้วนแล้วแต่มีธาตุคาร์บอน
(C) เป็นองค์ประกอบด้วยกันทั้งสิ้น (รวมทั้งในดีเอ็นเอด้วย!) แต่ว่าธาตุคาร์บอนนี่ทุกโมเลกุลไม่เคยเกิดขึ้นเองบนโลกนะครับ
พวกมันล้วนแล้วแต่เกิดขึ้นที่ใจกลางดาวฤกษ์ และเป็นผลมาจากการปฏิกิริยาทางฟิสิกส์ที่ตั้งต้นมาจากธาตุที่ง่ายที่สุดคือ
ไฮโดรเจน (H) ซึ่งเป็นองค์ประกอบหลักในดาวฤกษ์ทุกดวงนั่นเอง



กล่าวให้ง่ายเข้าดังแผนภาพใน [รูป 9] มนุษยชาติและสิ่งมีชีวิตทั้งหลายทั้งปวงต่างมีกำเนิดมาจากดวงดาวหรืออาจจะเรียกได้ว่าเป็ฯ
“ทารกแห่งดวงดาว” ได้อย่างเต็มภาคภูมินั่นเอง ไม่ทราบว่าจะเป็นสิ่งนี้หรือเปล่านะครับที่ทำให้ยามที่เราแหงนมองท้องฟ้าในยามค่ำคืน
หลายคนคงจะรู้สึกได้ถึง “ความผูกพัน” ต่อดวงดาวเหล่านั้น คล้ายกับมองกลับไปยังอดีตชาติของเราก็ไม่ปาน




ในรูปเดียวกันนี้ หากพิจารณาดีๆ ก็จะเห็นว่า ชีวิตทั้งมวลล้วนเกิดจาก “ความไร้ชีวิต”
เป็นเบื้องต้น ทั้งยังชวนให้นึกต่อไปถึงขอบเขต และ คำถามที่พื้นฐานที่สุดทางชีววิทยาที่ว่า
“ชีวิตคืออะไร?” และ “สิ่งมีชีวิตต่างกับสิ่งไม่มีชีวิตที่ตรงไหนกันแน่?” ช่างเป็นคำถามที่ตอบได้ยากเย็นเสียนี่กระไร
... แต่นี่ก็ยังอาจจะไปได้ไม่ไกลเท่าคำถามทางฟิสิกส์ที่ว่า จักรวาลหรือเอกภพที่เราเป็นองค์ประกอบอยู่นี้เกิดมาได้อย่างไร?
เป็นไปได้หรือที่ทุกสิ่งทุกอย่างในเอกภพนี้ จะเกิดจากความว่างเปล่าที่จู่ๆ ก็ไม่ยอมว่างเปล่าอีกต่อไป
และเกิดเป็นสิ่งต่างๆ ขึ้นมาเฉยๆ เสียอย่างนั้น? ซึ่งพอโยงใยเรื่องทั้งสองเข้าด้วยกันก็ทำท่าว่า
ชีวิตจะเกิดจากความว่างเปล่าแบบเดียวกับจักรวาลหรืออย่างไร?



คงจะปล่อยให้เป็นคำถามค้างคาไว้ให้ทุกท่านเห็นจริงว่า ช่างเป็นเรื่องที่น่าอัศจรรย์ใจที่เรื่องราวทั้งหลายทั้งปวงที่ผมเล่าให้ฟังนั้น
ล้วนแล้วแต่เกี่ยวข้องและโยงใยถึงกันผ่านโมเลกุลมหัศจรรย์ชนิดหนึ่งที่ทำหน้าที่เก็บงำความลับแห่งชีวิตที่มีชื่อว่า
“ดีเอ็นเอ” ซึ่งเราเพิ่งจะรู้จักโครงสร้างของมันเมื่อครึ่งศตวรรษที่ผ่านมานี่เอง




ความมหัศจรรย์ของดีเอ็นเอคงไม่ได้มีเพียงเท่านี้ แต่ผมจะขอยุติหน้าที่มัคคุเทศก์นำชมแต่เพียงนี้ก่อน
ขอความสุข สงบ สวัสดีจงมีท่านผู้อ่านทุกท่านและสิ่งมีชีวิตชีวิตทั้งมวล เพราะเราทั้งหมดต่างก็เกี่ยวข้องสัมพันธ์กันอย่างลึกซึ้งลงไปถึงระดับพันธุกรรม
...



ดังที่ “ดีเอ็นเอ” แอบกระซิบบอกเราไว้ นั่นแหละครับ ? :)

---

¹ คำว่า “ไมโตคอนเดรีย (mitochondria)” เป็นรูปพหูพจน์ของโครงสร้างชนิดนี้
รูปเอกพจน์คือ “ไมโตคอนเดรียน (mitochondrion)” ในที่นี้ เลือกใช้รูปพหูพจน์เพราะคนไทยคุ้นเคยกับคำนี้มากกว่า



² พจนานุกรมราชบัณฑิตสถาน พ.ศ. 2542 ให้คำจำกัดความของคำว่า “กำพืด”
ไว้ว่า น. เทือกเถา, เผ่าพันธุ์, (มักใช้เป็นทำนองหยาม) เช่น รู้กำพืด



³ คำว่า ออร์แกเนล (organelle) มีรากศัพท์มาจากคำว่า organum ในภาษาละตินที่แปลว่า
“เครื่องมือ (tool)” รวมกับ (รูปย่อของ) คำว่า -ellus ซึ่งโดยนัยก็หมายถึง เครื่องมือที่เซลล์ใช้ทำงานต่างๆ
นั่นเอง ความหมายหนึ่งของคำว่า “Organ” ในภาษาอังกฤษก็คือ “อวัยวะ” ซึ่งก็คือ เครื่องมือซึ่ง
“สิ่งมีชีวิต” (หรือ “Organism”) ใช้ทำงานนั่นเอง



⁴ ดีเอ็นเอที่ว่าได้จากซากมัมมี่ต่างๆ ทั้งจากที่มนุษย์ทำขึ้น (เช่น
มัมมี่ที่อียิปต์) หรือ มัมมี่ที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ เช่น มัมมี่ของคนที่ถูกแช่แข็งไว้ในก้อนน้ำแข็งหรือ
แม้แต่ตามซากฟอสซิลต่างๆ เป็นต้น



⁵ ชื่อ Out of Africa มาจากชื่อหนังสือดังเล่มหนึ่งที่มีผู้นำไปสร้างเป็นภาพยนตร์ในชื่อเดียวกัน
ซึ่งก็ประสบความสำเร็จทั้งทางรายได้และรางวัล



⁶ มีรายงานว่ามีผู้ตรวจสอบพบบ้างในบางกรณี (แต่ก็น้อยมาก) ว่า เซลล์อสุจิอาจส่งผ่านไมโตคอนเดรียไปยังเซลล์ไข่ในขณะปฏิสนธิได้ด้วยเช่นกัน




⁷ดร. สตีฟ โจนส์ เคยให้ความเห็นไว้ในปาฐกถาเนื่องในโอกาสการฉลองครบรอบ
50 ปีของการค้นพบโครงสร้างดีเอ็นเอเมื่อวันที่ 20 พ.ย. 2546 ที่ผ่านมานี้ว่า เนื่องจากปัจจัยหลายๆ
อย่างที่แตกต่างกันระหว่างเพศชายและเพศหญิง (เช่น ความสามารถในการมีลูก, ภาระในการเลี้ยงดูลูก,
จำนวนเซลล์เพศ, ช่วงเวลาและโอกาสในการมีเพศสัมพันธ์ ฯลฯ) ทำให้มีโอกาสเป็นอย่างมาก
(เมื่อดูจากหลักฐานคือดีเอ็นเอ) ที่ผู้ชายคนแรกของมนุษยชาติปัจจุบันหรือ “อดัม”
น่าจะเกิดภายหลัง “อีฟ” หลายชั่วอายุคน



⁸ มีการตั้งชื่อลูกสาวของอีฟทั้ง 7 นางไว้ด้วยดังนี้คือ คุณหนูเฮเลนา
(Helena), แคทรีน (Katrine), ทารา (Tara), เออร์ซูลา (Ursula), เวลด้า (Velda),
ซีเนีย (Xenia) และสุดท้ายก็คือ คุณหนูมะลิ (Jasmine)!

ดร. นำชัย ชีววิวรรธน์

หน่วยปฏิบัติการวิจัยกลางไบโอเทค

ศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (BioTec)

วิชาการ.คอม (www.vcharkarn.com)

http://www.vcharkarn.com/varticle/297