เมล็ด คืออะไร?

พระเจ้าตรัสว่า “แผ่นดินจงเกิดพืช คือผักหญ้าที่มีเมล็ดและต้นไม้ที่ออกผล มีเมล็ดในผลตามชนิดของมันบนแผ่นดิน ก็เป็นเช่นนั้น แผ่นดินก็เกิดพืช คือผักหญ้าที่มีเมล็ดตามชนิดของมันและต้นไม้ที่ออกผลมีเมล็ดในผลตามชนิดของมัน" พระเจ้าทรงเห็นว่าดี
นี่คือบทปฐมกาล(Genesis) ของพระคัมภีร์ไบเบิลที่สะท้อนให้เห็นถึงความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตทุกสิ่งบนโลกใบนี้ ที่มีการเกื้อกูลซึ่งกันและกัน
เหตุที่หยิบยกข้อความนี้ขึ้นมากเพราะผมได้มีโอกาสเข้าร่วมสัมมนาเรื่อง “ไขปัญหาสิ่งมีชีวิตด้วยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี” ณ อุทยานวิทยาศาสตร์ประเทศไทย เมื่อวันที่ 12 – 13 มีนาคม 2552 และได้รับความรู้เกี่ยวกับเรื่องของสิ่งที่เล็กที่สุดในสิ่งมีชีวิตที่ทำให้เกิดลักษณะต่างๆ ของทุกสรรพสิ่งมีชีวิตบนโลกนี้ นั่นคือ “DNA”
DNA เป็นสิ่งที่กำหนดคุณลักษณะต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นรูปร่าง ขนาด สี เพศ การแสดงออก รวมไปถึงการสืบทอดสายพันธุ์ นักวิทยาศาสตร์ที่เป็นผู้บุกเบิกเรื่องนี้ให้เป็นจริงจังขึ้นมาก็คือ เจมส์ วัตสัน (James Dewey Watson) และ ฟรานซิส คริก (Francis Harry Compton Crick) ได้ประกาศการค้นพบ โครงสร้างดีเอ็นเอ (DNA) ว่าเป็นสายคู่ที่บิดพับเป็นเกลียวคล้ายบันไดเวียน แบบที่เรียกว่า “ดับเบิล เฮลิกซ์” (Double helix) โดยมี มัวริส วิลกินส์ และ โรสลิน แฟรงก์กลิน เป็นผู้ร้อยเรียงบทความทางวิชาการให้ความรู้นี้ได้สื่อถึงผู้คนข้างนอกได้รับรู้ ซึ่งมวลประสบการณ์ที่เกิดขึ้นนี้ต้องยกความดีให้กับชาร์ลีส์ โรเบิร์ต ดาร์วิน หรือ ดาร์วินชี ที่เราเรียกกันจนติดปาก และ เกรกเกอร์ โยฮันน์ เมนเดล ที่ได้กระตุ้นต่อมอยากรู้ของนักวิทยาศาสตร์อย่าง เจมส์ วัตสัน และ ฟรานซิส คริก ให้ทำการศึกษาโดยการถ่ายรูปของโครงร่าง DNA แล้วนำมาวิเคราะห์จนได้โครงสร้างที่เราได้เห็นกันทุกวันนี้
DNA หรือ ดีออกซีไรโบนิวคลีอิก แอซิด (Deoxyribonucleic acid) เป็นโครงสร้างของชีวโมเลกุลที่เป็นต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลก อันประกอบด้วย อะดินีน(Adenine, A) ไซโตซีน(Cytosine, C) กวานีน(Guanine, G) และ ไทอะมีน(Thymine, T) ซึ่งเป็นโปรตีนที่ทำหน้าที่กำหนดคุณลักษณะต่างๆ จนทำให้สิ่งแวดล้อมหรือระบบนิเวศมีความสลับซับซ้อน หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า ความหลากหลายทางชีวภาพ (Biological diversity) ซึ่งจะมีการถ่ายทอดคุณลักษณะผ่านสำเนาของมันครึ่งหนึ่งเพื่อส่งต่อออกไปรวมกับยีนชุดอื่น นั่นคือ RNA หรือ ไรโบนิวคลีอิก แอซิด(Ribonucleic acid) สำหรับ RNA ก็มีโครงสร้างคล้าย DNA คือประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์เรียงต่อกันด้วยพันธะฟอสโฟไดเอสเทอร์เป็นโพลีนิวคลีโอไทด์ แต่องค์ประกอบของนิวคลีโอไทด์แตกต่างกันที่น้ำตาล และ เบส โดยน้ำตาลใน RNA เป็น ไรโบส ส่วนเบสใน RNA มียูราซิล (U) มาแทนไทมีน (T) นอกจากนั้น RNA ยังเป็นโพลีนิวคลีโอไทด์สายเดี่ยว ซึ่งต่างจาก DNA ซึ่งส่วนใหญ่เป็นเกลียวคู่
สิ่งเหล่านี้เองที่เราเคยได้ยินกันว่าเป็น “รหัสพันธุกรรม” และในปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาเครื่องมือขึ้นมาเพื่อทำให้มีการเพิ่มจำนวนของ DNA ได้แล้ว โดยใช้เทคนิคที่เรียกว่า PCR (Polymerase Chain Reaction) ซึ่งเป็นเทคนิคสำหรับเพิ่มปริมาณดีเอ็นเอโดยอาศัยหลักการ DNA Replication ซึ่งเป็นการสังเคราะห์สายดี เอ็น เอ สายใหม่ จาก ดีเอ็นเอต้นแบบในหลอดทดลองภายในระยะเวลาอันสั้นและได้ดีเอ็นเอสายใหม่เกิดขึ้นเป็นล้านเท่า ประโยชน์ที่ได้รับจากการแยกสาย RNA ออกมาเพื่อวิเคราะห์และเลียนแบบโครงสร้างของโปรตีน คือ การตรวจวินิจฉัยโรคโดยการตรวจหาเชื้อไวรัสหรือแบคทีเรียที่เป็นสาเหตุของโรค (เช่น โรคเอดส์, วัณโรค, มาเลเรีย) การตรวจหายีนก่อมะเร็ง (เช่น มะเร็งเต้านม, มะเร็งลำไส้ใหญ่) ซึ่งประโยชน์ของ PCR ทางการแพทย์เหล่านี้ทำให้การวินิจฉัยโรคเพื่อป้องกันและรักษาเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น เราสามารถรู้ได้ว่าสิ่งมีชีวิตชนิดนั้นมีโครงสร้างของ DNA เช่นไร เมื่อเกิดปัญหาขึ้นกับสิ่งมีชีวิตชนิดนั้นก็จะสามารถทำให้เรารู้ต้นตอของปัญหาได้ ซึ่งจะทำให้เราแก้ไขได้ถูกจุด แนวทางเช่นนี้สอดคล้องกับความคิดของ ไอน์สไตล์ ที่ว่า “การรู้อะไรคือปัญหาสำคัญยิ่งกว่าการรู้จักวิธีการแก้ปัญหา เพราะว่า การแก้ปัญหา คือ วิธีการทางตรรกะที่แน่นอน”