หน่วยพันธุกรรมจะพบได้ที่ใด

หน่วยพันธุกรรม: มากกว่าแค่ในนิวเคลียส

เรารู้กันดีว่าหน่วยพันธุกรรมหรือยีน (Gene) ตั้งอยู่บนโครโมโซม (Chromosome) ภายในนิวเคลียส (Nucleus) ของเซลล์ เป็นความรู้พื้นฐานที่ถูกสอนในตำราเรียนชีววิทยา แต่ความจริงแล้ว การค้นพบและความเข้าใจเกี่ยวกับตำแหน่งของยีนนั้นซับซ้อนกว่าที่คิด และมีรายละเอียดที่น่าสนใจมากกว่าแค่ “ในนิวเคลียส” บทความนี้จะขยายความให้เห็นภาพที่ชัดเจนยิ่งขึ้นเกี่ยวกับที่อยู่ของหน่วยพันธุกรรมเหล่านี้

อย่างที่ทราบกันดี ดีเอ็นเอ (DNA) ซึ่งเป็นองค์ประกอบหลักของยีน เป็นสายโซ่ยาวที่ประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์ (Nucleotide) เรียงต่อกันเป็นลำดับเฉพาะ ลำดับนี้เองที่เป็นรหัสพันธุกรรม กำหนดลักษณะต่างๆ ตั้งแต่สีตา สีผม จนถึงความไวต่อโรคต่างๆ และ DNA ส่วนใหญ่ ถูกเก็บรักษาไว้อย่างปลอดภัยภายในนิวเคลียสของเซลล์แบบยูคาริโอต (Eukaryotic cell) ซึ่งเป็นเซลล์ที่มีเยื่อหุ้มนิวเคลียส ภายในนิวเคลียส DNA จะถูกจัดระเบียบอย่างเป็นระเบียบ พันเกลียวรอบโปรตีนฮิสโตน (Histone) ก่อตัวเป็นโครงสร้างที่เรียกว่า โครมาทิน (Chromatin) และต่อมาจะควบแน่นเป็นโครโมโซมในช่วงการแบ่งเซลล์

อย่างไรก็ตาม เรื่องราวไม่ได้จบลงเพียงเท่านี้ เพราะสิ่งมีชีวิตบางชนิด โดยเฉพาะแบคทีเรีย (Prokaryote) ซึ่งเป็นเซลล์ที่ไม่มีเยื่อหุ้มนิวเคลียส DNA ของพวกมันจะลอยอยู่ในไซโทพลาสซึม (Cytoplasm) โดยตรง ไม่มีนิวเคลียสมาคอยปกป้อง และในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ ยังพบ DNA อยู่ในออร์แกเนลล์อื่นๆ เช่น ไมโทคอนเดรีย (Mitochondria) และคลอโรพลาสต์ (Chloroplast) ซึ่งมี DNA ของตัวเอง เรียกว่า ดีเอ็นเอไมโทคอนเดรีย (mtDNA) และ ดีเอ็นเอกลอโรพลาสต์ (cpDNA) ตามลำดับ DNA เหล่านี้ มีหน้าที่ควบคุมการทำงานเฉพาะของออร์แกเนลล์นั้นๆ โดยไม่ขึ้นกับ DNA ในนิวเคลียสโดยตรง ทำให้การศึกษาเกี่ยวกับหน่วยพันธุกรรมมีความซับซ้อนและน่าสนใจยิ่งขึ้น เนื่องจากเป็นการสะท้อนให้เห็นถึงวิวัฒนาการและความสัมพันธ์ทางพันธุกรรมระหว่างสิ่งมีชีวิตต่างๆ

ดังนั้น การตอบคำถามว่าหน่วยพันธุกรรมอยู่ที่ไหน จึงไม่ใช่คำตอบง่ายๆ เพียงแค่ “ในนิวเคลียส” แต่ควรระบุให้ชัดเจนว่า ขึ้นอยู่กับชนิดของสิ่งมีชีวิต และขึ้นอยู่กับว่ากำลังพูดถึง DNA ชนิดใด เพราะตำแหน่งของหน่วยพันธุกรรม ไม่เพียงแต่บ่งบอกถึงโครงสร้างของสิ่งมีชีวิต แต่ยังสะท้อนถึงประวัติศาสตร์ และกระบวนการวิวัฒนาการอันยาวนานของสิ่งมีชีวิตเหล่านั้นอีกด้วย