Pi in DNA ค่าไพในรหัสดีเอ็นเอ

http://aura0.gaia.com/photos/42/417892/large/dna.jpg

http://www.oknation.net/blog/lightcircle/gallery/31623

ค่าไพ เป็นสิ่งมหัศจรรย์ที่นักฟิสิกส์และนักคณิตศาสตร์ทั่วโลกประหลาดใจ บางคนเชื่อว่า ความลับในค่าไพ จะนำมนุษย์ไปสู่ความก้าวหน้าในองค์ความรู้ชั้นสูงสุดต่อไปในอนาคต นั่นคือองค์ความรู้ว่าด้วยจักรวาลอื่นอารยธรรมนอกโลก หรือ ความรู้สูงสุดในวิชาฟิสิกส์

ค่าไพไม่เพียงเป็นจำนวนอตรรกยะ จำนวนอดิสัยเท่านั้น แต่ัยังปรากฏอยู่ในสูตรหรือทฤษฎีคณิตศาสตร์ชั้นสูงจำนวนมาก ราวกับว่าเป็นสิ่งสามัญของสรรพสิ่งในจักรวาลนี้...ต้องเกี่ยวเนื่องกับค่าไพ

แต่หากเราจะสังเกตต่อไปอีกสักนิด เราจะพบว่าค่าไพก็สัมพันธ์เชื่อมโยงกับ ชีวิวิทยาในระดับโมเลกุล นั่นคือ ระดับ รหัสพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตที่เรียกว่าดีเอ็นเอ/DNA ที่มีโครงสร้างเป็นรูปเกลียวคู่ หรือ double helix ประกอบขึ้นจากน้ำตาล หมู่ฟอสเฟต และเบสรวม 4 ชนิด

ดีเอ็นเอ (DNA) เป็นชื่อย่อของสารพันธุกรรม มีชื่อวิทยาศาสตร์ว่า กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก (Deoxyribonucleic acid) ซึ่งเป็นกรดนิวคลีอิก (กรดที่พบในใจกลางของเซลล์ทุกชนิด) ที่พบในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ได้แก่ คน, สัตว์, พืช, เชื้อรา, แบคทีเรีย, ไวรัส เป็นต้น

ดีเอ็นเอบรรจุข้อมูลทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตชนิดนั้นไว้ ซึ่งมีลักษณะที่ผสมผสานมาจากสิ่งมีชีวิตรุ่นก่อน ซึ่งก็คือ พ่อและแม่ และสามารถถ่ายทอดไปยังสิ่งมีชีวิตรุ่นถัดไป ซึ่งก็คือ ลูกหลาน

ดีเอ็นเอมีรูปร่างเป็นเกลียวคู่ คล้ายบันไดลิงที่บิดตัว/double helix ขาของบันไดแต่ละข้างก็คือการเรียงตัวของนิวคลีโอไทด์ (Nucleotide) นิวคลีโอไทด์เป็นโมเลกุลที่ประกอบด้วยน้ำตาล, ฟอสเฟต (ซึ่งประกอบด้วยฟอสฟอรัสและออกซิเจน) และเบส (หรือด่าง) นิวคลีโอไทด์มีอยู่สี่ชนิด ได้แก่ อะดีนีน (adenine, A), ไทมีน (thymine, T), ไซโทซีน (cytosine, C) และกัวนีน (guanine, G)

ขาของบันไดสองข้างหรือนิวคลีโอไทด์ถูกเชื่อมด้วยเบส โดยที่ A จะเชื่อมกับ T และ C จะเชื่อมกับ G เท่านั้น (ในกรณีของดีเอ็นเอ) และข้อมูลทางพันธุกรรมในสิ่งมีชีวิตชนิดต่าง ๆ เกิดขึ้นจากการเรียงลำดับของเบสในดีเอ็นเอนั่นเอง

ผู้ค้นพบดีเอ็นเอ คือ ฟรีดริช มีเชอร์ ในปี พ.ศ. 2412 (ค.ศ. 1869) แต่ไม่ทราบว่ามีโครงสร้างอย่างไร จนในปี พ.ศ. 2496 (ค.ศ. 1953) เจมส์ ดี. วัตสัน และฟรานซิส คริก เป็นผู้ไขความลับโครงสร้างของดีเอ็นเอ และนั่นนับเป็นจุดเริ่มต้นของยุคเทคโนโลยีทางดีเอ็นเอ(โปรดดูใน wikipidia)

นอกจากดีเอ็นเอ จะกลายมาเป็น “อุปกรณ์” หรือ “หลักฐาน” สำคัญในการไขปริศนาคดีลึกลับต่างๆแล้ว ดีเอ็นเอยังเป็น “สัญลักษณ์ (symbol)” หรือ ( ถ้าจะเรียกให้ทันสมัยทันยุคที่คอมพิวเตอร์ครองเมืองก็คงต้องว่าเป็น “ไอคอน (icon)”) สำหรับวิทยาศาสตร์ชีวภาพไปแล้ว ในแบบเดียวกับที่เวลาคิดถึงวิชา “ฟิสิกส์” คนจำนวนไม่น้อยจะนึกถึงภาพนักวิทยาศาสตร์หัวฟูๆท่านนั้น (ก็จะใครเสียอีกล่ะครับ… ก็คุณปู่ไอน์สไตน์นั่นแหละครับ) และ สมการสะท้านโลกอย่าง E= mc2 สมการนั้น

ดีเอ็นเอกลายมาเป็นที่สนใจในวงกว้างมากขึ้นเมื่อ 50 ปีที่แล้วมานี่เอง เมื่อนักวิทยาศาสตร์หนุ่มสองคนในขณะนั้นคือ เจมส์ วัตสัน และ ฟรานซิส คริก ได้ประกาศการค้นพบโครงสร้างดีเอ็นเอว่าเป็นสายคู่ที่บิดพับเป็นเกลียวคล้ายบันไดเวียนแบบที่เรียกว่า ดับเบิลเฮลิกซ์ (double helix) ในวารสารวิทยาศาสตร์ที่เก่าแก่และมีชื่อเสียงฉบับหนึ่งคือ Nature เมื่อวันที่ 25 เมษายน 2496 (โปรดดูใน วิชาการ.คอม )

Pi vs DNA

จากรูปข้างบน แสดงที่มาของค่าไพ ที่แสดงในรูปของอนุกรม โดย Wallis ซึ่งเป็นอนุกรมเรขาคณิตของคู่อันดับตัวเลขจำนวนนับแบบง่ายๆ แต่มหัศจรรย์ เพราะเป็นความสัมพันธ์ที่ต่อเนื่องและไม่สิ้นสุด

อนุกรมที่ Wallis แสดงนี้ มีส่วนเหมือนกับ double helix ราวกับคู่แฝด

ดังนั้นหากเราแทนจำนวนตัวเลขในอนุกรมของ Wallis ลงไปในเกลียวคู่ของดีเอ็นเอ ผลที่ได้แสดงดังรูปบนสุด นั่้นคือ ค่าไพ มีส่วนสัมพันธ์โดยตรงกับ DNA

นั่นคือ เราสามารถแสดง DNA ผ่านค่า pi หรือแสดงค่าไพ ผ่าน DNA ก็ได้เหมือนกัน..อะไรจะปานนั้น

ความจริง เรื่องราวที่เหลือเชื่อแบบนี้ นักวิทยาศาสตร์คนสำคัญแห่งยุคคือ Carl Sagan และยังเป็นผู้เขียนนวนิยายเรื่อง Contact ก็จินตนาการถึงเวลาที่นักวิทยาศาสตร์บนโลกสามารถแก้ค่าพาย เพื่อค้นสาร(สาส์น)ที่ซ่อนอยู่ในสิ่งมีชีวิต ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของการก้าวกระโดดสู่การรับรู้ในเอกภพที่ยิ่งใหญ่

ค่าไพจะนำมนุษย์ก้าวไปสู่อารยธรรมที่สูงส่งอย่างที่ไม่เคยเป็นมาก่อน..

การมองเห็นความสัมพันธ์ระหว่างค่าไพ กับ DNA จะเป็นก้าวเล็กๆที่ยิ่งใหญ่ของการเดินทางอันรุ่งโรจน์นี้ต่อไป ขอมีส่วนร่วมในการเดินทางครั้งประวัติศาสตร์นี้ของมวลมนุษยชาติด้วยคนนะ