Note on Mendelian Inheritance (The Extensions) page 1

การถายทอดลกษณะตามกฏของเมนเดล (สวนเพม)(Extensions of Mendelian inheritance)

สมชาย แสงอำานาจเดช2 มนาคม 2553

การถายทอดลกษณะของสงมชวตตามกฏของเมนเดล (Mendelian inheritance) เปนรปแบบ การถายทอดทเปนไปตามกฏสองขอ คอกฏของการแยกออกจากกน (law of segregation) และกฏ ของการจดรวมเขาชดกนอยางอสระ (law of independent assortment) กรณทเปนการถายทอด

ลกษณะตามกฏของเมนเดลอยางงายเรยกวา simple Mendelian inheritance คอลกษณะ (trait) ทเปนผลจากยนๆเดยวทพบในแอลลลตางกนสองแอลลลและแอลลลหนงเดนกวาอกแอลลลหนงทำาให

สามารถสงเกตอตราสวนในรนลกทเปนไปตามกฏของเมนเดล (เชนผสมตนถวพนธสงและพนธ แคระ เมอไดรนลก F1 (first filial generation) กนำามาผสมกนเองจะไดรนลก F2 (second filial

generation) ซงจะมอตราสวนของตนสงและแคระเปน 3 ตอ 1)กรณทการถายทอดลกษณะมความซบซอนทแอลลลจำานวนมากไมแสดงอตราสวนของ

ลกษณะในรนลกตามกฏของเมนเดล เนองจากมปจจยหลายอยางทมผลตอการแสดงลกษณะ เชน ระดบการแสดงออกของโปรตน เพศของแตละคน การมหลายแอลลลในยนๆหนง และผลจากสง

แวดลอม นอกจากนลกษณะหนงๆอาจเปนผลจากยนสองยนทตางกน นอกจากนรปแบบการ ถายทอดพนธกรรมในยคารโอตอาจจะไมเปนไปตามกฏทงสองขอ (laws of segregation และ

independent assortment)ในบนทกยอจะกลาวถงความสมพนธระหวางการแสดงออกของยนเพอสรางโปรตนททำา

หนาท และลกษณะฟโนทยปของคนทไดมาจากยน รวมทงเหตผลวาทำาไมบางครงจงไมได อตราสวนรนลกเปน 3 :1

ชนดของการถายทอดลกษณะ การถายทอดลกษณะตามกฏของเมนเดลแบบตางๆในยนๆเดยว

1. Simple Mendelian2. Incomplete dominance3. Incomplete penetrance4. Overdominance5. Codominance6. X linked7. Sex-influenced inheritance8. Sex-limited inheritance9. Lethal alleles

1. Simple Mendelian

การถายทอดแอลลลเปนไปตามกฏของเมนเดลและในลกษณะเดนและดอย บางยนอาจมตง แตสามแอลลลทำาใหความสมพนธซบซอน แตโปรตนเพยงครงเดยว (50 %) ทสรางขนมาจากแอล

ลลทเดน (dominant allele) นนเพยงพอทจะทำาใหไดลกษณะเดน

Note on Mendelian Inheritance (The Extensions) page 2

แอลลลทพบมากๆในประชากรตามธรรมชาตจดเปน wild-type alleles และในกลมประชากร ทมขนาดใหญมากอาจม wild-type alleles จำานวนมาก เรยกวา genetic polymorphism ตามปรกต

แอลลลทเปน wild-type จะเกบรหสโปรตนทสรางขนในปรมาณทพอเหมาะและทำาหนาทไดตาม ปกต แอลลลนมกชวยใหสงมชวตสบพนธไดสำาเรจในสภาพตามธรรมชาต ถามการกลายพนธเกด

ขนจะได mutant alleles ซงมกทำาใหเกดความผดปกตไมสามารถสรางโปรตนททำาหนาทได แอลลล ชนดนมกเกดนอย โดยทวไปจะถายทอดในลกษณะดอยแตไมเสมอไป ในแมลงหว ลกษณะตาสแดง

และปกขนาดปรกตเปน wild-type alleles สวนตาสขาวและปกขนาดเลกเปน recessive mutant alleles

ตวอยางโรคในคนทเกดจาก recessive alleles

โรค โปรตนทสรางในยนปรกตPhenylketouria Phenylalanine hydrolaseAlbinism TyrosinaseTay-Sachs disease Hexoaminidase ASandhoff disease Hexoaminidase BCystic fibrosis Chloride transporterLesch-Nyhan syndrome Hypoxanthine-guanine phosphoribosyl transferase (unable to metabolize

purines, leading to self-multilation behaviour, poor motor sills, and usually mental impairment and kidney failure.)

ในคนยนทกๆยนมสองชดยกเวน sex-linked genes ในเฮเตอโรไซกสจะมแอลลลหนงเปน recessive allele แตจะมลกษณะฟโนทยปปรกตเพราะวา ปรมาณโปรตนทผลตจากแอลลลเดน (dominant allele) เพยงชดเดยวนนสามารถผลตโปรตนทสามารถทำาหนาทไดในปรมาณ 50 % นน

เพยงพอ อยางไรกตามในยนอนๆเฮเตอโรไซกสอาจสรางโปรตนททำาหนาทตามปกตในปรมาณ มากกวา 50 % โดยทำาใหเกดการเพมขน (up-regulated) เพอชดเชยการขาดไปใน defective alleles

2. Incomplete dominance

มบางกรณทเฮเตอโรไซโกตแสดงลกษณะเดนทไมสมบรณ (incomplete dominance) ซงแสดง ลกษณะฟโนทยปตรงกลางระหวางฟโนทยปของโฮโมไซโกตทงสอง เชนสชมพทเปนลกผสมของส

แดงและขาวของดอกตน four-o'clock (Carl Correns, German botanist, 1905) ลกษณะดอกสชมพของ เฮเตอโรไซโกตเปน intermediate phenotype

แอลลลสำาหรบดอกขาวนาจะไมสรางโปรตนทเกยวกบส ดงนนกรณของเฮเตอโรไซโกตแอล ลของดอกสแดงจะสรางโปรตนไดเพยง 50 % ซงไมพอเพยงทจะแสดงลกษณะสแดงของดอก ใน

ลกษณะฟโนทยปเดมทพบวามความสมพนธแบบ simple Mandelian เชนลกษณะของเมลดถวกลม หรอยน และเฮเตอโรไซโกตมลกษณะเมลดกลม แตถาผาเมดดแลวตรวจการสรางแปงจะพบวาเฮ

เตอโรไซโกตไมสามารถสรางโปรตนเพยงพอทจะทำาใหมแกรนลของแปงมากพอการตรวจลงในรายละเอยดนจงสรปไดวาเฮเตอโรไซโกตของแอลลลนแสดงลกษณะเดนทไมสมบรณ

( บางครงสนขพนธ Dalmatian ทไปผสมกบสนขพนบาน ไดลกสนขทมลกษณะคลายสนข Dalmatian แตแสดงจดดำาทผวไมชดเจนหรอจางๆเทานน นนคอการแสดงลกษณะเดนทไมสมบรณ ดงนนอาจจดอยในกรณน)

Note on Mendelian Inheritance (The Extensions) page 3

3. Incomplete penetrance

บางครงแอลลลเดนซงตามปกตเมออยในเฮเตอโรไซโกตจะแสดงลกษณะฟโนทยป แตบาง ครงในเฮเตอโรไซโกตนนกลบไมแสดงฟโนทยปเลย เชน การเกด polydactyly ซงเปนแอลลลเดน

บนออโตโซม (โครโมโซมทไมใชโครโมโซมเพศ) ซงใหลกษณะนวมอ และ/ หรอ นวเทาเพมขน เชน พอของนกเบสบอล Antonio Alfonseca เปนเฮเตอโรไซโกตแตไมแสดงอาการแตถายทอดแอลลลนส

ลกชายและลกสาวซงแสดงอาการ คอ แอลลลเดนนไมเขาไปในลกษณะของคนไดเสมอไป ระดบของ penetrance หาจากกลม ประชากร คอถาเฮเตอโรไซโกตทมแอลลลเดนจำานวน 60 เปอรเซนตแสดงลกษณะจะเรยกลกษณะ

trait นวาเปน 60% penetrant (แตพดในระดบบคคลเพยงบอกวาแสดงหรอไมแสดงลกษณะนน) ลกษณะทแสดงออกอาจเปนระดบการแสดงออกของ trait หรอ expressivity กรณของ

polydactyly ถามจำานวนนวมอหรอนวเทามากเรยกวาม expressivity มากกวา แตถาไมมลกษณะ เลยเรยกวา incomplete penetrance

4. Overdominance

เฮเตอโรไซโกตในบางยนแสดงลกษณะททำาใหสามารถอยรอดในสงแวดลอมบางอยางคอ ทำาใหอยรอดและมลกหลาน เชน มขนาดใหญ ตานทานโรค หรอทนทานสภาพแวดลอมทไมเหมาะ

สมในการเจรญ เรยกวาเปน overdominance หรอ heterozygote advantage คนสวนมากมฮโมโกลบน เอ (HbA allele) สวนทเปนโรคเลอดจางแบบเมดเลอดเปนรปเสยว

(sickle-cell anemia) เปนโฮโมไซโกตสำาหรบแอลลล HbS ผลตฮโมโกลบน เอส ซงรปรางนทำาใหเมด เลอดแดงมอายสนเพยงไมกสปดาห นอกจากนยงขาดความยดหยนทำาใหไปตดในหลอดเลอดฝอย

ทำาใหบางบรเวณขาดออกซเจนทำาใหเกดความเจบปวดและบางครงทำาใหเนอเยอและอวยวะเสย หาย คนทเปนโฮโมไซโกตสำาหรบ HbS HbS จงมอายสนกวา จากการทพบวาแอลลล HbS มความถสง

ในประชากรทอยในเขตมาลาเรย เมดเลอดแดงของเฮเตอโรไซโกตเมอตดเชอมาลาเรย (Plasmodium) จะแตกทำาใหเชอโปรโตซวไมสามารถเพมจำานวนในคนนนไดทำาใหไมเปนมาลาเรย ดงนนในเขตทมาลาเรยชกชมนจงมอตรารอดและมลกไดมากกวาความถของแอลลลนจงมากกวา

และเปน overdominance การอธบายระดบโมเลกลเปนไปไดสามอยาง คอ 1. มโปรตนตางชนดกนทมผลตอการเจรญ

ของโปรโตซว 2. โปรตนอาจทำางานในรปไดเมอร ในเฮเตอโรไซโกตมโปรตนไดเมอรหลายชนด และอาจทำาหนาทไดดกวา 3. โปรตนอาจทำางานในสภาวะตางกน เชนอณหภม โปรตนจากเฮเตอโร

ไซโกตอาจทำางานไดในชวงอณหภมกวางกวา คำาวา heterosis หรอ hybrid vigor ใชเรยกผลท hybrid แสดงลกษณะ ( เชน ขนาด นำหนก

อตราการเจรญ และความทนตอโรค) ทดกวาสายพนธพอแม

5. Codominance

ตวอยางคอแอลลลทกำาหนดหมเลอด ม 3 แอลลล คอ IA, IB, และ i ซงแอลลล i เปนแอลลล ดอย คนทมแอลลลเปน ii จะมหมเลอดเปนกลมโอ แอลลสำาหรบหมเลอด A ซงมแอนตเจนเออาจ เปน IAIA หรอ IAi ในทำานองเดยวกน หมเลอด B ซงมแอนตเจนบอาจมแอลลลเปน I BIB หรอ IBi ใน

กรณทเปน IAIB ทงสองแอลลลแสดงออกทำาใหคนมเลอดเปนหมเอบ ปรากฏการณในลกษณะน เรยก codominance ในกรณนเปน codominant ซงกนและกน

6. X-linked genes

ในสตวเลยงลกดวยนำนมโครโมโซมเพศชายจะเปน XY และเพศหญงจะเปน XX ถา

Note on Mendelian Inheritance (The Extensions) page 4

ลกษณะบางอยางควบคมโดยยนทอยบนโครโมโซมเพศ จะแสดงผลขนกบจโนทยปและเพศ ตวอยางคอโรค DMD (Duchenne muscular dystrophy) ทแสดงกลามเนอออนแรงอาจจะแสดง

อาการในเดกอายนอยทสดคอ 3 ขวบ จากนนจะทำาใหกลามเนอโครงสรางออนแรงและในทสดมผล ตอกลามเนอหวใจและกลามเนอชวยการหายใจ โอกาสรอดชวตหลงจากอาย 30 ปนนนอยมาก ยน

ของ DMD อยบนโครโมโซม X เกบรหสโปรตนชอ ดสโทรฟน (dystrophin) ทสำาคญในการหนน โครงสรางของเซลลกลามเนอโดยอาจจะชวยใหองคประกอบของโครงสราง cytoskeleton ไปอยใน

เยอหมเซลล กรณทขาดโปรตนดสโทรฟนเยอหมเซลลจะไมสามารถควบคมการเขาออกของสาร และแตกได ดงนนแอลลลสำาหรบ DMD ถายทอดแบบ X-linked recessive อาการแสดงสวนมากจะ

เกดในเพศชายและเพศหญงจะเปนพาหะ (heterozygous carrier) การเกดอาการในเพศหญงนอย มากเนองจากตองการแอลลลทกลายพนธสองชด (จากพอและแม)

นอกจากนยงพบไดในสนขบางสายพนธเชน โกลเดนรทรฟเวอร และสวนมากมกตายในป แรกแตบางตวอยได 3-5 ปและมลกได ถาชายทเปน DMD (XdY) แตงงานกบหญงทปกต (XDXD) จะมโอกาสไดลกหลานทมจโนทยป

และฟโนทยปแสดงดวย Punnett square ไดดงน

สเปรมสXd Y

ไข XD XDXd

พาหะไมเปนโรค

XDY

ไมเปนโรคXD XDXd

พาหะไมเปนโรค

XDY

ไมเปนโรค

ตรงกนขาม ถาชายปกต (XDY) แตงงานกบหญงทเปน DMD (XdXd) จะมโอกาสไดลกหลานท มจโนทยปและฟโนทยปแสดงดวย Punnett square ไดดงน

สเปรมสXD Y

ไข Xd XDXd

พาหะไมเปนโรค

XdY

เปนโรคXd XDXd

พาหะไมเปนโรค

XdY

เปนโรค

จะเหนวาได Punnett square ไมเหมอนกน ทงนเพราะโครโมโซม X ของพอจะไมมโอกาสไปท ลกชาย การทไดผลไมเหมอนกนนชแนะวาลกษณะฟโนทยปนนอาจเปน X-linked

ยนทอยเฉพาะบนโครโมโซม X (X-linked gene) ในมนษยและสตวเลยงลกดวยนมตางๆม

Note on Mendelian Inheritance (The Extensions) page 5

หลายรอยยน กรณทยนอยบนโครโมโซมเพศอนใดอนหนงแตไมพบในทงสองโครโมโซมเรยกวา ยนทเกยวกบเพศ (sex-linked gene)

คำาวา hemizygous ใชเรยกยนทเปน X-linked ทพบเพยงชดเดยวในชาย เรยกสตวเลยงลก ดวยนมเพศผวาเปน hemizygous สำาหรบยน X-linked นน มยนนอยกวาทอยบนโครโมโซม Y

เทานนเรยกวาเปน holandric genes เชนยน Syr ในสตวเลยงลกดวยนมทสำาคญตอพฒนาการของ สตวเพศผ การถายทอดยนนชดเจนวาจากพอสลกเทานน

โครโมโซมเพศทง X และ Y มบรเวณทเปน homology ทมยนเดยวกน นอกเหนอบรเวณ เลกๆยงมบรเวณทตรงกนสามบรเวณทชวยการวางเรยงโครโมโซม X และ Y ในระหวางไมโอซส I

มยนไมกยนทอยในบรเวณ homologous region น ตวอยาง เชน ยน Mic2 ซงเปนยนของแอนตเจน บนผวเซลลทพบในทงโครโมโซม X และ Y และมการถายทอดในลกษณะทเรยกวา

pseudoautosomal inheritance คอในแบบเดยวกบยนทอยบนออโตโซมทวไป ดงนนในชายถอวามยนนสองชดทสามารถถายทอดใหทงลกสาวและลกชาย

7. Sex-influenced inheritance

กรณนเพศมผลตอลกษณะฟโนทยป คอการถายทอดทแอลลลเดนในเพศหนงแตดอยในอก เพศหนง พบใน heterozygotes และปกตเปนออโตโซม ไมใชยนบนโครโมโซมเพศ ตวอยางเชน

ลกษณะศรษะลานขางหนาและขางบน (ไมลานดานขาง) แอลลลน (baldness allele) ไมใช X-linked แตเปนออโตโซม ถาเพศชายถามแอลลลนเพยงชดเดยว (heterozygous) จะศรษะลาน ในขณะทเพศ

หญงทเปน heterozygous สำาหรบยนนศรษะจะไมลาน กรณทผหญงเปน homozygous สำาหรบแอลลลศรษะลานจะแสดงลกษณะแตมกแสดงในลกษณะผมบางชดเจนเมอเขาชวงทายของชวต

จโนทยป ฟโนทยปเพศชาย เพศหญง

BB ศรษะลาน ศรษะลาน

Bb ศรษะลาน ศรษะไมลาน

bb ศรษะไมลาน ศรษะไมลาน

ลกษณะศรษะลานทเกดในเพศชายทเปน heterozygote เนองจากเพศชายผลตฮอรโมนเพศ เทสโทสเตอโรน ( ถาผหญงทเปน heterozygote เปนเนองอกทตอมหมวกไตและมการสรางเทสโตส

เตอโรนมากจะแสดงลกษณะศรษะลานเชนกน) ยนทเกยวกบศรษะลานจะสรางเอนไซม อลฟา-ร ดกเตส (α-reductase) จำานวนมากซงจะเปลยนฮอรโมนเทสโทสเตอโรนไปเปน 5-α-

dihydrotestosterone (DHT) ( เพศหญงมฮอรโมนเทสโทสเตอโรนนอยจะมการเปลยนเปน DHT นอย) ซง DHT เมอจบตวรบทผวเซลลจะกระตนใหเซลลรวมทงเซลลของหนงศรษะแสดงออกยนจำานวน

มาก การวเคราะหจากหลายๆตระกล (pedigree) พบวาพอทศรษะลานโดยเฉลยมลกศรษะลาน

ประมาณครงหนง ถาพอและแมทตางเปน heterozygous จะมลกชายทศรษะลาน 75% แตถาทงพอ และแมเปน homozygous ลกชายทกคนจะศรษะลาน

Note on Mendelian Inheritance (The Extensions) page 6

ตาราง Punnett square สำาหรบ พอและแมทตางเปน heterozygous ทจะมสดสวนรนลกศรษะ ลานตอศรษะไมลานเทากบ 4:4 หรอเทากบ 1:1 ดงน

สเปรมสB b

ไข B BBเพศชายศรษะลานเพศหญงศรษะลาน

Bbเพศชายศรษะลาน

เพศหญงศรษะไมลานb Bb

เพศชายศรษะลานเพศหญงศรษะไมลาน

bbเพศชายศรษะไมลานเพศหญงศรษะไมลาน

8. Sex-limited inheritance

ลกษณะบางอยางเกดในบางเพศ เชนเตานมในเพศหญง เคราในเพศชาย ลกษณะนมาจากยนทเปนออโตโซม

9. Lethal alleles

แอลลลทสามารถทำาใหสงมชวตตายเรยกวา lethal alleles ประมาณวายนจำานวนหนงในสาม ของยนทงหมดเปนยนสำาคญ (essential genes) ในการอยรอด แตยนทไมสำาคญถาการแสดงออก

รบกวนหนาทของเซลลตามปกตแลวทำาใหตายได ตวอยางโรค ฮนตงตน (Huntinhton) จากแอลลล ทเดน จะเกดการเสอมของระบบประสาทไปเรอยๆ ทำาใหความจำาเสอม และเสยชวตเรว อายทจะ

เกดอาการปกตระหวาง 30-50 ป บางครงสงมชวตจะตายในภาวะบางอยาง เรยกแอลลลนวา conditional lethal alleles เชน temperature-sensitive (ts) lethal alleles ในตวลารวาของแมลงหวทมแอล

ลลนจะตายทอณหภมสง (30°C) แตจะรอดทอณหภมตำ (22 °C) สาเหตอาจเกดจากการกลายพนธททำาใหโปรตนมโครงสรางผดปกตทไมทำางานตามปกตในบางอณหภมหรอโปรตนไมจดรปรางและ

ถกทำาลายอยางรวดเรว ในคนทขาดเอนไซม G6PD (glucose-6-phosphate dehydrogenase) ถารบ ประทานถวฟาวา (fava beans) ททำาใหเกดเมดเลอดแตก (acute hemolytic syndrome) ทมอตราเสย

ชวต 10 % ถารกษาไมถกตอง แมวแมงซทมการกลายพนธลกษณะเดนททำาใหสนหลงผดปกต ทำาใหหางสนลง จะพบหาง

ยางปกตจนถงไมมหาง ถานำาแมวนมาผสมกน (Mm x Mm) ลกทเปน homologous (MM) จะตาย ขณะเปนตวออน และจะไดลกแมวปกต (mm) ตอลกแมวแมงซ (Mm) ในอตราสวน 1:2

ลกษณะฟโนทยปอาจเปลยนแปลงตามสงแวดลอม เชนสนขจงจอกอารคตก (Alopex lagopus) สขนสวนใหญเปนสขาวในหนาหนาว และสวนใหญเปนสนำตาลในหนารอน คนทเปน PKU (phenylketouria) จะขาดเอนไซม phenylalanine hydroxylase การสะสมของ phenylalanine ทำาให

เกด mental retardation, ฟนไมเจรญเตมท, ปสสาวะมกลนเนา แตถาควบคมใหไมไดอาหารทมกรด อะมโนนกสามารถปองกนความผดปกตได ตาแมลงหวเปนตาประกอบซงมหนวยยอยเรยก facet

จำานวนของ facet เปลยนแปลงตามระดบอณหภม คอมากขนเมออณหภมตำ ยนจำานวนมากมสามหรอมากกวาสามแอลลล คอยนอยในรป multiple alleles เชนสขน

Note on Mendelian Inheritance (The Extensions) page 7

กระตาย ควบคมดวย 4 แอลลล การผสมระหวางแอลลลเหลานทำาใหมจโนทยปและฟโนทยปได ตางๆกน คอ C (full coat colour), cch (chinchilla pattern of coat colour), ch (himalayan pattern of coat

colour), และ c (albino) ยนนเกบรหสเอนไซมทเรยกวา tyrosinase ซงเปนโปรตนลำาดบแรกสำาหรบ การสงเคราะหเมลานนจากกรดอะมโนไทโรซน เมลานนมสองรป คอ ยเมลานน (Eumelanin) เปน

รงควตถสดำาทสรางขนกอน จากนนจงเปลยนเปน เฟโอเมลานน (phaeomelanin) ซงมสสม/เหลอง อยางไรกตามแอลลลของยนอนจะมผลตอปรมาณของรงควตถเหลานดวย

แอลลล C เกบรหสเอนไซมไทโรซเนสททำาหนาทไดเตมทสามารถสงเคราะหทงยเมลานน และฟโอเมลานนทำาใหเกดสขนสนำตาลทวตว แอลลล C นเดนกวาแอลลลอนทงสาม แอลลล cch

เกดเอนไซมไทโรซเนสทผดปกตเปนบางสวนทำาใหผลตรงควตถสดำาลดลงเลกนอยและรงควตถส เหลองสมลดลงมากมายทำาใหขนออกสเทา สำาหรบแอลลล c (albino) ไมผลตเอนไซมนเลยทำาให

ขนมสขาว สวนแอลลล ch (himalayan) เปนตวอยางแอลลลทไวตออณหภม (temperature-sensitive allele) การกลายพนธทยนนทำาใหเกดการเปลยนแปลงโครงสรางของเอนไซมทำาใหทำางานท

อณหภมตำเทานน บรเวณทเยนของรางกายคอ หาง องเทา ปลายจมกและห เอนไซมจะทำางานได ดและเกดการสรางรงควตถ แอลลลทไวตออณหภมอกตวอยางคอลกษณะสขนของแมวไทย

Full coat colour : CC, Ccch, Cch , หรอ Cc Chinchilla coat colour: cchcch , cchch, หรอ cchcHimalayan coat colour: chch หรอ chcAlbino coat colour : cc

Pleiotropic effects

แมวาขางตนจะกลาวถงยนทมผลตอลกษณะๆหนงเทานน แตยนสวนมากมผลหลายอยาง (multiple effects) ทวทงเซลลหรอทงตวของสงมชวตหลายเซลลนน ผลหลายๆอยางของยนๆเดยว

นนเรยกวา pleiotropy เชน ยนสำาหรบ cystic fibrosis เกบรหสโปรตน CFTR (cystic fibrosis transmembrane conductance regulator) ควบคมสมดลไอออนโดยปลอยไอออนของคลอไรดขามเยอ

หมเซลล มผลทปอด ตอมเหงอ และทอสงสเปรมสจากอณฑะ (vas deferens)

Gene interactions

ยนสองยนทแตกตางกนอาจมปฏสมพนธกนในลกษณะทมผลตอการแสดงลกษณะฟโนทยป ไดหลายแบบคอ epistasis, complementation, gene modification, gene redundancy, และ intergenic

suppressors ลกษณะสณฐานวทยา เชนความสง นำหนก อตราเจรญเตบโต และส (pigmentation) ตาง

ควบคมโดยการแสดงออกของยนตางกนหลายชนดรวมกบปจจยจากสงแวดลอม การทยนตางกนมผลตอลกษณะเดยวกนเรยกวาเกด gene interaction ตวอยางเชน

ป ฏสมพนธระหวางยนสองยนทำาใหเกดฟโนทยปได 4 แบบแตกตางกน ตวอยางแรกคนพบโดย William Bateson และ Reginald Punnett (1906) ขณะทกำาลงศกษาการถายทอดลกษณะของหงอนไก (comb morphology) ลกษณะหงอนไกแตกตางกนสแบบคอ rose comb (R_pp), pea comb (rrP_), walnut comb (R_P_), และ single comb (rrpp) เมอเขาผสมไกพนธ Wyandotte ทมหงอนแบบ rose comb กบพนธ Brahma ทมหงอนแบบ pea comb รนลกท 1 (F1) จะมหงอนแบบ walnut comb ทงหมด

เมอนำาไกรน F1 ผสมกนจะไดรนลก F2 ทประกอบดวยหงอนสชนดในอตราสวนดงน 9 walnut : 3 rose : 3 pea : 1 single คออตราสวน 9 : 3 : 3 : 1 ( เชนเดยวกบทไดรบในรน F2 เมอรน F1 เปน heterozygous สำาหรบยนตางกนสองยนและตางจดเขาชดยนตางๆ (assort) ไดอยางอสระ แตกรณนลกษณะเดยวมสแบบแตกตางกน) หลงจากการวเคราะหพบวา

Note on Mendelian Inheritance (The Extensions) page 8

R (rose comb) เปนลกษณะเดนตอ rP (pea comb) เปนลกษณะเดนตอ pR และ P (walnut comb) เปน codominantrrpp ไดลกษณะเปน single comb

การผสมรน F1 (RrPp) x F1 (RrPp) ไดรนลก F2 แสดงเปนตารางของ Punnett ไดดงน

RP Rp rP rp

RP RRPPWalnut

RRPpWalnut

RrPPWalnut

RrPpWalnut

Rp RRPpWalnut

RRppRose

RrPpWalnut

RrppRose

rP RrPPWalnut

RrPpWalnut

rrPPPea

rrPpPea

rp RrPpWalnut

RrppRose

rrPpPea

rrppSingle

(1.) Epistasis

ปรากฏการณทแอลลลของยนหนงทำาใหลกษณะของอกแอลลลหนงไมแสดง เชน กรณ ตวอยางหงอนไก ลกษณะจโนทยปทง rr และ pp ปดปงการแสดงลกษณะฟโนทยปหงอนไกแบบ

walnut เนองจากจโนทยปในตวอยางนตองเปน homozygous สำาหรบแอลลลดอย (recessive allele) จงเรยกวาเปน recessive epistasis

epistasis มกเกดเนองจากมโปรตนสองหรอมากกวาสองชนดทรวมในหนาทเดยวกน เชนมสองหรอมากกวาสองโปรตนทอาจเปนสวนหนงของวถของเอนไซมซงนำาไปสการสรางสารๆหนง

เชนในตวอยางตอไปนการทจะไดลกษณะฟโนทยปสมวงจะตองมยนทง C และ P ทสามารถสรางโปรตนเอนไซมทสามารถทำาหนาทไดตามปกต

สารเรมตน → สารตวกลาง → สารสมวง(ไมมส) เอนไซม C (ไมมส) เอนไซม P

(2.) Complementation

การนำาถวหวานสขาว (CCpp) มาผสมกบตนสขาวทมจโนทยปตางกน (ccPP) ไดรนลก F1 มดอกเปนสมวงทงหมด (CcPp) การผลตรนลกทมลกษณะฟโนทยปแบบ wild-type จากรนพอแมท

มลกษณะฟโนทยปดอยทเหมอนหรอคลายกนเรยกวา complementation

สขนของสตวฟนแทะเปนตวอยางของปฏสมพนธของยนททำาใหเกดลกษณะฟโนทยปสขน สามส เชนเมอผสมหนแรทขนสดำา (true-breeding black) กบขนสขาว (true-breeding albino) จะไดรน

ลก (F1) มขนส agouti ทงหมด (สนจะมรงควตถสดำาทปลายขนแตละเสนแลวจะเปลยนเปนรงควตถ สสมใกลกบโคนขน เมอนำาหนแรทรน F1 นมาผสมกนเองจะไดหนรนลก F2 มขนเปนส agouti,

Note on Mendelian Inheritance (The Extensions) page 9

black , และ albino ในอตราสวน 9 : 3 : 4 เหตทเปนเชนนเพราะวามยนสองยนทเกยวของ คอยน A ( ยอสำาหรบ agouti) และยน C ( ยอสำาหรบ colour) แอลลล A เปนยนเดนทเกบรหสโปรตนทควบคม

สขนใหรงควตถเปลยนจากสดำา (eumelanin) ทปลายขนไปเปนสสม (phaeomelanin) ใกลโคนหรอ รากขน สวนแอลลลดอยคอ a จะยบยงการเปลยนแปลงรงควตถดงกลาวทำาใหมรงควตถสดำาในขน ทงเสน ( จโนทยปเปน aa) สวนยนส C จะเกบรหสเอนไซม tyrosinase ทจำาเปนสำาหรบการ

สงเคราะหเมลานน กรณทเปน cc จะเปนหน albino และมขนสขาว

ตารางของ Punnette สำาหรบการผสมหนแรทรน F1 (AaCc x AaCc) เปนดงน

สเปรมสAC Ac aC ac

ไข AC AACCAgouti

AACcAgouti

AaCCAgouti

AaCcAgouti

Ac AACcAgouti

AAccAlbino

AaCcAgouti

AaccAlbino

aC AaCCAgouti

AaCcAgouti

aaCCBlack

aaCcBlack

ac AaCcAgouti

AaccAlbino

aaCcBlack

aaccAlbino

(3.) Gene modification

จากตารางจะเหนวา c นนเปน epistatic ตอ A ดงนนกรณ cc จะทำาใหแอลลล A ไมแสดง ลกษณะ หนจงมขนสขาว ในระดบโมเลกล aa นนปองกนการแสดงฟโนทยปรงควตถสสม และ cc

ปองกนการแสดงฟโนทยปรงควตถทกส ในกรณนบางกเรยกวาเปนผลการเปลยนแปลงยน (gene modifier effect) คอแอลลลของยนหนงเปลยนแปลงลกษณะฟโนทยปของแอลลลของยนตางกน

(4.) Gene redundancy

ถายนๆหนงไมสามารถทำาหนาทไดแตยงไมมผลตอลกษณะฟโนทยปแตเมอยนสองยนทตาง กนสญเสยหนาทไปเปนผลทำาใหลกษณะฟโนทยปเปลยนไป ดงนนการมยนทปกตชดเดยวจำาเปน

สำาหรบการเกดลกษณะฟโนทยปปกตและเรยกยนนวาเปนยนทซำซอน

(5.) Intergenic suppressors

การกลายพนธทเปลยนลกษณะฟโนทยปทเกดจากการกลายพนธครงแรกเรยกวา suppressor mutation และถาการกลายพนธนอยในยนอนทไมใชยนแรกเรยกวา intergenic suppressor