เว็บบอร์ด
 
วิชาการ

เซลล์ หน่วยของสิ่งมีชีวิต
ระบบอวัยวะและการลำเลียง
ระบบนิเวศ
ความหลากหลายของสิ่งมีชีวิต
สารพันธุกรรม
สารอาหาร
การรักษาสมดุลร่างกาย
พลังงาน
การสังเคราะห์แสง
การสืบพันธ์
การเจริญเติบโต
ระบบประสาท
ฮอร์โมน
การเคลื่อนไหว
พฤติกรรม

วิวัฒนาการ

schoolnet ชีวะ
สสวท.
biotec
วิชาการ ชีวะ
ม.เชียงใหม่ ชีวะ
dek-d ช่วยจำ ชีวะ
pre-entrance ชีวะ
ม.นเรศวร ชีวะ
ร.ร.สตรีราชินูทิศ

ราคาคอม
หนังสือ

ราคามือถือ
ดูดวง
เล่นเกมออนไลน์
ดูหนัง
ฟังเพลง
หางาน
Hi5
ท่องเที่ยว
รถ
ดาวน์โหลด
ดูTVออนไลน์





หางาน ตำแหน่งงาน Jobs Online

บ้านไบโอ


ยินดีต้อนรับ สู้เว็บไซต์ Biogang.com ไบโอแก๊งค์ biology online เว็บแห่งการเรียนรู้ สิ่งมีชีวิตนานาพันธ์ หลากหลายความรู้ ข่าวสาร เรื่องฮ็อตฮิต และอื่นๆอีกมากมาย
สารประกอบทางเคมีในสิ่งมีชีวิต


         สารต่างๆในโลกรวมทั้งสสารที่มีชีวิตประกอบด้วยสารพื้นฐานที่เรียกว่า ธาตุ (ELEMENT) เช่น เหล็ก เงิน ทองคำ ทองแดง และอลูมิเนียม เป็นต้น
           ธาตุทั้งหมดมี 105 ธาตุ เป็นธาตุที่มีอยู่ตามธรรมชาติถึง 90 ธาตุ นอกนั้นเป็นธาตุที่สังเคราะห์ขึ้น เช่น พลูตาเนียม (PLUTANIUM)
           ธาตุแต่ละธาตุประกอบด้วยหน่วยเล็กๆเรียก อะตอม (ATOM) อะตอมเป็นหน่วยสมบูรณ์ที่เล็กที่สุดของธาตุ อะตอมจะไม่อยู่เดี่ยวๆ แต่จะรวมกันเป็นสารประกอบ (COMPOUND) ทางเคมี
           อะตอมเป็นส่วนประกอบของสารประกอบใดๆก็ตาม จะยึดติดกันโดยแรงพันธะเคมี ซึ่งต่างก็แสดงคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี และมีความสำคัญทางชีววิทยาสารประกอบเหล่านี้มีความแตกต่างกัน ทั้งทางกายภาพและทางเคมีมากรวมทั้งไม่ว่าจะเป็นไอออนหรือโมเลกุล (ION OR MOLECULE) ของสาร สะสมรวมเป็นกลุ่มก้อน ซึ่งมีทั้งสารบริสุทธิ์และของผสม สารเหล่านี้มีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิตมาก ตามปกติสารเหล่านี้จะรวมเป็นกลุ่มเล็กๆ ดูด้วยตาเปล่าไม่เห็น แต่ก็มีบ่อยครั้งที่จะรวมเป็นกลุ่มใหญ่ และเห็นด้วยตาเปล่าได้ ทั้งนี้เนื่องจากพันธะเคมีของอะตอม ซึ่งมีความสำคัญต่อการทำให้เกิดสารประกอบต่างชนิดกันได้

         สสารต่างๆ รวมทั้งสิ่งมีชีวิตประกอบขึ้นด้วยอะตอมของธาตุต่างๆ เป็นหน่วยย่อย
พื้นฐานที่สามารถเกิดปฏิกิริยาทางเคมีได้ โดยอะตอมของธาตุชนิดเดียวกันหรือต่างชนิดกัน
สามารถยึดจับกันได้ด้วยพันธะทางเคมี เกิดเป็นโมเลกุล (molecule) ของสารบริสุทธิ์และ
สารประกอบชนิดต่างๆ ที่มีความซับซ้อนมากขึ้น และมีคุณสมบัติทางเคมีแตกต่างกันไป
สารประกอบที่พบในสิ่งมีชีวิตสามารถแบ่งได้เป็น 2 ชนิดคือ สารประกอบอนินทรีย์ ได้แก่ น้ำ
แร่ธาตุต่างๆ และสารประกอบอินทรีย์ (organic compound) ที่สำคัญ คือ คาร์โบไฮเดรต
(carbohydrate) ลิพิด (lipid) โปรตีน (protein) และกรดนิวคลีอิก (nucleic acid) ดังนั้น
การศึกษาเรื่องของอะตอม โมเลกุล น้ำ และสารประกอบอินทรีย์ จึงเป็นพื้นฐานสำคัญของ
การศึกษาคุณลักษณะและกลไกการทำงานของเซลล์สิ่งมีชีวิตให้เข้าใจได้มากยิ่งขึ้น

สมบัติของธาตุในเซลล์
           โดยทั่วไปเซลล์ทุกเซลล์ มีส่วนประกอบทางเคมีของธาตุเหมือนกันไม่ว่าจะเป็นเซลล์ของแบคทีเรียหรือของคน
           เซลล์เปรียบเสมือนห้องปฏิบัติการที่สามารถทำให้เกิดการสังเคราะห์และการทำลายสารต่างๆ ที่อุณหภูมิปกติของร่างกายได้ ปฏิกิริยาเคมีเหล่านี้เกิดได้โดยการทำงานของเอนไซม์ ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในสิ่งมีชีวิต นั่นเอง และเพื่อให้เข้าใจการจัดระบบของสิ่งมีชีวิตจึงจำเป็นต้องรู้จักส่วนประกอบที่สำคัญของโมเลกุล โดยเฉพาะอย่างยิ่งโมเลกุลที่มีน้ำหนักโมเลกุลมาก เช่น โปรตีน กรดนิวคลีอิค น้ำตาลโมเลกุลใหญ่ และลิพิด (LIPID)

โมเลกุลของเซลล์
ส่วนประกอบทางเคมีของเซลล์ จัดได้เป็นทั้งสารอนินทรีย์ เช่น น้ำ และ เกลือแร่ และสารอินทรีย์เช่น โปรตีน คาร์โบไฮเดรต กรดนิวคลิอิก ลิพิด และอื่นๆ
สารที่ใช้ประโยชน์ได้ เรียก เมแทบอไลต์ (METABOLITE) เมแทบอไลต์เป็นสารประกอบที่มีบทบาทในขบวนการเมแทบอลิซึมนั่นเองมี ทั้งสารอินทรีย์และสารอนินทรีย์ อาหารจึงมีทั้งสารอินทรีย์และสารอนินทรีย์ อาหารแต่ละประเภทจัดเป็นสารอาหารนั่นเอง
เซลล์ต้องได้รับสารอาหารชนิดต่างๆตลอดไป จึงจะทำให้กระบวนการต่างๆภายในเซลล์ ดำเนินต่อเนื่องกันได้ สิ่งมีชีวิตจะได้รับสารอาหารเหล่านี้จากสิ่งแวดล้อมและทำให้เกิดกระบวนการต่างๆก่อนที่จะนำไปใช้เป็นประโยชน์ได้
พืชและสัตว์ต้องการสารอาหารจากสิ่งแวดล้อมต่างกัน กล่าวคือ พืชส่วนใหญ่ต้องการเกลือแร่ คาร์บอนไดออกไซด์และน้ำสำหรับกระบวนการสังเคราะห์แสง เพื่อสร้างสารที่ให้พลังงานเอง จึงเรียกพืชพวกนี้ว่า ออโตโทรป ส่วนสัตว์และพืชที่สังเคราะห์แสงไม่ได้ส่วนใหญ่ เรียก เฮเทอโรโทรป เนื่องจากพืชบางชนิดที่สังเคราะห์แสงไม่ได้ จัดเป็นออโตโทรปก็มี ได้แก่ แบคทีเรียบางชนิด พวกนี้สามารถเปลี่ยนวัตถุดิบพวกสารอนินทรีย์เป็นสารอินทรีย์ได้ ขบวนการนี้เรียกสังเคราะห์เคมี (CHEMOSYNTHESIS)

โครงสร้างของอะตอม (atom) ประกอบด้วยส่วนที่เรียกว่านิวเคลียส (nucleus) ซึ่ง
ภายในเป็นที่อยู่ของอนุภาคโปรตอน (proton) ที่มีประจุบวก และนิวตรอน (neutron) ซึ่งไม่มี
ประจุยกเว้นธาตุไฮโดรเจนไม่มีนิวตรอน เลขอะตอมของธาตุ (atomic number) เท่ากับจำนวน
โปรตอนของธาตุนั้น และน้ำหนักอะตอม (mass number) เท่ากับผลรวมของจำนวนโปรตอน
และนิวตรอน นิวเคลียสของธาตุต่างไอโซโทปกันจะมีจำนวนโปรตอนเท่ากันแต่มีจำนวน
นิวตรอนแตกต่างกัน เช่น ธาตุไฮโดรเจนมี 3 ไอโซโทป คือ ไฮโดรเจน ดิวทีเรียม
(deuterium) และทริเตรียม (tritium) ซึ่งประกอบด้วยจำนวนนิวตรอนเท่ากับ 0, 1 และ 2
ตามลำดับ ดังนั้นธาตุที่มีไอโซโทปต่างกันจะมีเลขอะตอมเท่ากัน แต่น้ำหนักอะตอมแตกต่างกัน

           การเกิดปฏิกิริยาเคมีระหว่างอะตอม ขึ้นอยู่กับลักษณะการจัดเรียงตัวของอิเล็กตรอนซึ่ง
มีประจุลบและวิ่งอยู่รอบนิวเคลียสของอะตอมนั้น โดยทั่วไปจำนวนอิเล็กตรอนจะเท่ากับจำนวน
โปรตอน และอิเล็กตรอนของอะตอมจะมีปริมาณพลังงานแตกต่างกัน กล่าวคืออิเล็กตรอนที่อยู่
ู่ใกล้นิวเคลียสจะมีพลังงานน้อยกว่าอิเล็กตรอนที่อยู่ห่างจากนิวเคลียส เพราะอยู่ในชั้นระดับ
พลังงานต่ำกว่า โดยปกติอิเล็กตรอนมีแนวโน้มที่จะอยู่ในที่มีระดับพลังงานต่ำ แต่ถ้าให้พลังงาน
กับอิเล็กตรอนแล้ว อิเล็กตรอนนั้นก็จะมีระดับพลังงานที่สูงขึ้นได้ และเมื่ออิเล็กตรอนกลับมาที่
ี่ระดับพลังงานต่ำตามเดิม พลังงานก็จะถูกปลดปล่อยออกมา

           พฤติกรรมทางเคมีของอะตอมนั้น ขึ้นอยู่กับจำนวนและการจัดเรียงตัวของอิเล็กตรอน
โดยอะตอมจะมีสภาพเสถียร (stable) ที่สุด เมื่ออิเล็กตรอนทั้งหมดอยู่ที่ระดับพลังงานต่ำที่สุด
เท่าที่จะเป็นไปได้ ซึ่งระดับพลังงานขั้นแรกสามารถยึดอิเล็กตรอนไว้ได้ 2 อิเล็กตรอน ระดับ
พลังงานขั้นที่ 2 สามารถยึดได้ 8 อิเล็กตรอน ปฏิกิริยาเคมีระหว่างอะตอมเป็นผลมาจากการที่
อะตอมมีแนวโน้มที่จะพยายามจัดเรียงตัวให้เสถียรที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

           โมเลกุล ประกอบด้วยอะตอมมากกว่า 1 อะตอมยึดกันด้วยพันธะทางเคมี ซึ่งพันธะหลัก
ที่พบในสิ่งมีชีวิตคือพันธะไอออน (ionic bond) และพันธะโคเวเลนซ์ (covalent bond)
ประจุของอะตอมเกิดขึ้นเมื่ออิเล็กตรอนกระโดดจากอะตอมหนึ่งไปสู่อะตอมอื่น อะตอมที่มี
ประจุนี้เรียกว่า อิออน ซึ่งพันธะไอออนนั้นเกิดขึ้นจากแรงดึงดูดระหว่างประจุตรงข้ามของอิออน และพันธะโคเวเลนซ์เกิดขึ้นจากการใช้คู่อิเล็กตรอนวงนอกของอะตอมร่วมกัน สำหรับพันธะ
โคเวเลนซ์พันธะเดียวมีการใช้คู่อิเล็กตรอนร่วมกัน 1 คู่ พันธะโคเวเลนซ์พันธะคู่มีการใช้
คู่อิเล็กตรอน 2 คู่ และพันธะโคเวเลนซ์พันธะสามมีการใช้คู่อิเล็กตรอน 3 คู่ ในบางกรณี
ีอาจเกิดพันธะโคเวเลนซ์แบบมีขั้ว (polar covalent bond) ซึ่งเกิดจากการใช้อิเล็กตรอน
ร่วมกันแบบไม่สมดุล เนื่องจากขนาดของอะตอมที่ทำปฏิกิริยากันมีขนาดแตกต่างกันมากทำให้
เกิดบริเวณประจุบวกและลบขึ้น

การเกิดพันธะไอออนระหว่างอะตอมโซเดียมและอะตอมคลอไรด์

พันธะไอออนของผลึกโซเดียมคลอไรด์ (sodium chloride)

การเกิดพันธะโคเวเลนซ์แบบมีขั้วของโมเลกุลน้ำ

           ปฏิกิริยาเคมีคือการแลกเปลี่ยนอิเล็กตรอนระหว่างอะตอม สสารที่ประกอบด้วย
อะตอมของธาตุมากกว่า 1 ชนิด ในสัดส่วนที่แน่นอนเรียกว่า สารประกอบ (compound)
ธาตุที่สำคัญ 6 ชนิด คือ คาร์บอน (C) ไฮโดรเจน (H) ไนโตรเจน (N) ออกซิเจน (O)
ฟอสเฟต (P) และซัลเฟอร์ (S) สามารถทำให้เกิดสารที่เป็นองค์ประกอบของสิ่งมีชีวิตถึง
ร้อยละ 99 อะตอมของธาตุเหล่านี้มีขนาดเล็ก สามารถยึดเกาะกันแน่นด้วยพันธะโคเวเลนซ์
และประกอบกันเป็นโมเลกุลที่ซับซ้อนได้มากมายในระบบสิ่งมีชีวิต

           น้ำ เป็นของเหลวที่พบได้ทั่วไปบนผิวโลก และเป็นองค์ประกอบหลัก (โดยน้ำหนัก)
ในสิ่งมีชีวิตโดยเซลล์สิ่งมีชีวิตมีน้ำเป็นองค์ประกอบประมาณร้อยละ 70 น้ำจัดเป็นสารที่มี
คุณสมบัติพิเศษหลายอย่าง ซึ่งคุณสมบัติที่พิเศษนี้เกิดจากโครงสร้างของน้ำที่เหมาะสม
ในการทำหน้าที่ในร่างกายสิ่งมีชีวิต

           น้ำเกิดจากไฮโดรเจน 2 อะตอม ยึดจับกับออกซิเจน 1 อะตอมด้วยพันธะโคเวเลนซ์
์ น้ำเป็นโมเลกุลที่มีขั้ว ประกอบด้วยบริเวณที่เป็นขั้วลบอ่อนๆ 2 บริเวณ และขั้วบวกอ่อนๆ
2 บริเวณ ทำให้เกิดพันธะระหว่างโมเลกุลของน้ำ พันธะดังกล่าวคือพันธะไฮโดรเจนที่ยึด
ระหว่างขั้วบวกที่บริเวณอะตอมไฮโดรเจนของน้ำโมเลกุลหนึ่งกับขั้วลบบริเวณอะตอม
ออกซิเจนของน้ำอีกโมเลกุลหนึ่ง  น้ำ 1 โมเลกุลสามารถสร้างพันธะไฮโดรเจนกับน้ำโมเลกุล
อื่นได้ถึง 4 โมเลกุล ถึงแม้ว่าแต่ละพันธะจะยึดกันด้วยแรงที่อ่อน แต่เมื่อคำนึงถึงจำนวนพันธะ
ไฮโดรเจนที่ยึดโมเลกุลของน้ำทั้งหมดเข้าด้วยกันแล้วก็จะมีความแข็งแรงมาก ทำให้น้ำ
มีแรงตึงผิว (surface tension) สูง ความร้อนจำเพาะ (specific heat) สูง จึงทำให้ต้องใช้
ความร้อนสูงในการทำให้น้ำระเหยเป็นไอ ก่อนที่น้ำจะแข็งตัวปริมาตรของน้ำจะเพิ่มขึ้น ดังนั้น
น้ำแข็งจึงมีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำที่มีสถานะเป็นของเหลว

           การที่โมเลกุลของน้ำมีขั้วทำให้สามารถยึดจับกับสารที่มีขั้วได้ ทำให้น้ำสามารถเคลื่อนที่
ในท่อเล็กๆ ได้ (capillary movement) และสามารถเป็นตัวทำละลายที่ดีสำหรับอิออนและ
โมเลกุลที่มีขั้ว (polar molecule) โมเลกุลที่ละลายในน้ำได้เรียกว่า ไฮโดรฟิลิก (hydrophilic)
หรือ พวกที่ชอบน้ำ โมเลกุลที่ไม่มีขั้ว (nonpolar molecule) ไม่สามารถละลายในน้ำและ
แยกตัวออกจากน้ำเรียกว่า ไฮโดรโฟบิก (hydrophobic) หรือ พวกที่ไม่ชอบน้ำ

           น้ำมีความสามารถแตกตัวเป็นอิออนได้เล็กน้อย น้ำแตกตัวเป็น H+ และ OH-  ใน
น้ำบริสุทธิ์ จำนวน H+ เท่ากับ OH- ในสารละลายที่มีปริมาณ H+ มากกว่า OH-  จัดเป็น
สารละลายกรด (acid) สารละลายที่มีปริมาณ OH- อิออน มากกว่า H+ เรียกว่าสารละลายเบส
(base)

           สารประกอบอินทรีย์ เป็นสารที่สำคัญในสิ่งมีชีวิต เนื่องจากทำหน้าที่เป็นโครงสร้าง
หลักของเซลล์ ซึ่งสารประกอบอินทรีย์ หมายถึง สารที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบ โดยมี
คาร์บอนเป็นธาตุที่มีีบทบาทสำคัญ คือ สามารถสร้างพันธะโคเวเลนซ์ได้หลายพันธะรอบ
อะตอม ดังนั้นจึงสามารถยึดเกาะกับธาตุอื่นหรือธาตุคาร์บอนด้วยกันเอง ก่อให้เกิด
โครงสร้างของสารประกอบที่เป็นสายตรงหรือวงแหวนที่เสถียร สารประกอบอินทรีย์ที่มี
คาร์บอนเป็นโครงสร้างหลักและสำคัญในร่างกายสิ่งมีชีวิต ได้แก่ คาร์โบไฮเดรต
(carbohydrate) ลิพิด (lipid) โปรตีน (protein) และกรดนิวคลีอิก (nucleic acid)
สารเหล่านี้จัดเป็นมหโมเลกุล (macromolecule) ที่ประกอบด้วยหน่วยย่อยมากมาย

           คาร์โบไฮเดรตทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงาน เคมีสำหรับร่างกายสิ่งมีชีวิต
คาร์โบไฮเดรตที่ซับซ้อนน้อยที่สุดคือ โมโนแซคคาไรด์ (monosaccharide) หรือน้ำตาล
โมเลกุลเดี่ยว ได้แก่ กลูโคส (glucose) ฟรักโทส (fructose) และ กาแลคโทส (galactose) น้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว 2 โมเลกุล สามารถเชื่อมเข้าด้วยกันเป็นไดแซคคาไรด์ (disaccharide)
หรือน้ำตาลโมเลกุลคู่ เช่น ซูโครส (sucrose) แลคโทส (lactose) มอลโทส (maltose) เป็นต้น
โมโนแซคคาไรด์ หลายโมเลกุลต่อเชื่อมกัน เรียกว่า พอลิแซ็กคาไรด์ (polysaccharide) เช่น
แป้ง (starch) ไกลโคเจน (glycogen) เกิดจากกลูโคสหลายๆโมเลกุลเชื่อมกัน เซลลูโลส
(cellulose) ประกอบด้วยโมเลกุล ของกลูโคสเช่นเดียวกัน เซลลูโลสทำหน้าที่เป็น
โครงสร้างหลักในพืช การสังเคราะห์ไดแซคคาไรด์ และ พอลิแซคคาไรด์ อาศัยปฏิกิริยา
ดีไฮเดรชัน (dehydration) โดยเกิดพันธะโคเวเลนท์ระหว่างโมเลกลุของโมโนแซคคาไรด์
และคายน้ำออกมา 1โมเลกุลทุกๆ 1 พันธะโคเวเลนท์ นอกจากนี้พอลิแซ็กคาไรด์สามารถ
แตกตัวได้มอโนแซ็กคาไรด์ หน่วยย่อยได้โดยอาศัยปฎิกิริยาไฮโดรลิซิส (hydrolysis) ซึ่งมี
การเติมน้ำเข้าสู่ปฏิกิริยาการแตกพันธะโคเวเลนท์ในโมเลกุลพอลิแซ็กคาไรด์

โครงสร้างน้ำตาลกลูโคสแบบแอลฟาและบีตา

โครงสร้างน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยวบางชนิด

โครงสร้างน้ำตาลโมเลกุลคู่บางชนิด

โมเลกุลแป้งและเซลลูโลสซึ่งเป็นพอลิแซ็กคาไรด์ที่เกิดจากโมเลกุลกลูโคส

           ลิพิด เป็นสารอินทรีย์ประเภทไฮโดรโฟบิก มีหน้าที่คล้ายกับคาร์โบไฮเดรต คือ
เป็นแหล่งสะสมพลังงาน โครงสร้างทางเคมีของลิพิดประกอบด้วย ธาตุคาร์บอน และ
ไฮโดรเจน จำนวนมาก เนื่องจากลิพิดเป็นสารที่ไม่ละลายน้ำจึงมักรวมตัวเป็นกลุ่ม
ลิพิดมีหลายประเภท เช่น ไขมัน (fat) และน้ำมัน (oil) เรียกว่า ไทรเอซิลกลีเซอรอล
(triacylglycerol) เป็นลิพิดที่มีหน้าที่สะสมพลังงานเป็นหลัก โมเลกุลไทรเอซิลกลีเซอรอล
์ประกอบด้วย กลีเซอรอล (glycerol) 1 โมเลกุล จับกับกรดไขมัน (fatty acid) 3 โมเลกุล
ไขมันแบ่งเป็น 2 ชนิด คือ ไขมันไม่อิ่มตัว (unsaturated fat) เช่น น้ำมันจากพืช (plant oil)
ประกอบด้วยกรดไขมันที่มีพันธะคู่อย่างน้อย 1 ตำแหน่ง ทำให้ไขมันประเภทไม่อิ่มตัวไม่เป็นไข
ที่อุณหภูมิห้อง สำหรับไขมันอิ่มตัว (saturated fat) เช่น น้ำมันจากสัตว์ ซึ่งประกอบด้วย
กรดไขมันที่ไม่มีพันธะคู่เป็นองค์ประกอบ และเกิดเป็นไขได้ที่อุณหภูมิห้อง ลิพิดประเภทอื่นๆ
ได้แก่ ฟอสโฟลิพิด (phospholipid) ซึ่งมีหมู่ฟอสเฟตเป็นองค์ประกอบ พบได้ที่บริเวณเยื่อหุ้ม
เซลล์ แว็ก (wax) จากขี้ผึ้ง ซึ่งใช้เป็นสารเคลือบเพื่อป้องกันน้ำ และสเตียรอยด์ (steroid) เช่น
ฮอร์โมนเพศ (sex hormone) คลอเลสเทอรอล (cholesterol) เป็นต้น

โครงสร้างกลีเซอรอล

โครงสร้างกรดไขมันอิ่มตัวและ กรดไขมันไม่อิ่มตัว

โครงสร้างไทรเอซิลกลีเซอรอล

โครงสร้างฟอสโฟลิพิด

โครงสร้างเยื่อหุ้มเซลล์ที่มีฟอสโฟลิพิดเป็นองค์ประกอบ

โครงสร้างคลอเลสเทอรอล

โปรตีน เป็นมหโมเลกุล ที่ประกอบด้วยสายของกรดอะมิโน (amino acid) เรียกสายนี้
ว่าพอลิเพปไทด์ (polypeptide) กรดอะมิโนมี 20 ชนิด โดยมีโครงสร้างที่เหมือนกัน คือ
หมู่อะมิโน (-NH2) และหมู่คาร์บอกซิล (-COOH) ส่วนที่แตกต่างกันคือหมู่ R (R group)
กรดอะมิโนสามารถยึดกันได้ด้วยพันธะเพปไทด์ (peptide bond) โดยเกิดปฏิกิริยา
ดีไฮเดรชัน(dehydration) ระหว่างหมู่อะมิโนและหมู่คาร์บอกซิล โปรตีนที่พบในสิ่งมีชีวิต
แต่ละชนิดมีคุณสมบัติจำเพาะในการทำหน้าที่โดยบางชนิดมีลักษณะเป็นเส้นใย (fibrous) เช่น
เส้นใยคอลลาเจน (collagen fiber) เส้นใยอีลาสติก (elastic fiber) ทำหน้าที่ด้านโครงสร้าง
ของสิ่งมีชีวิต โปรตีนบางชนิดมีลักษณะเป็นก้อนกลม ทำหน้าที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาภายใน
เซลล์ เช่น เอนไซม์ (enzyme) ชนิดต่างๆ และบางชนิดทำหน้าที่ป้องกันอันตรายให้กับ
สิ่งมีชีวิต เช่น แอนติบอดี (antibody)

โครงสร้างกรดอะมิโน

โครงสร้างสายพอลิเพปไทด์

โมเลกุลโปรตีนสามารถแบ่งตามลักษณะความซับซ้อนของโครงสร้างได้ 4 ประเภท คือ
1 โครงสร้างระดับแรก (primary structure) มีลักษณะเป็นสายยาวเกิดจากหน่วยย่อย
กรดอะมิโนมาต่อเชื่อมกัน
2 โครงสร้างระดับที่สอง (secondary structure) มีลักษณะเป็นสายพอลิเพปไทด์ที่บิด
เป็นเกลียว ได้แก่ เกลียวแอลฟา (alpha helix) ซึ่งเกิดจากพันธะไฮโดรเจนยึดสายพอล
ิเพปไทด์ในสายเดียวกัน และชนิด แผ่นบีตา (beta pleated sheet) ที่เกิดจากพันธะไฮโดรเจน
ที่ยึดระหว่างสายพอลิเพปไทด์
3 โครงสร้างระดับที่สาม (tertiary structure) เป็นโครงสร้างสามมิติเกิดจากพันธะ
หลายชนิด เช่น พันธะไฮโดรเจน พันธะไดซัลไฟด์ พันธะที่เกิดจากขั้วบวกและขั้วลบ
(พันธะไอออน) ยึดระหว่างสายพอลิเพปไทด์สายเดียวกันหรือระหว่างสาย ทำให้เกิดการขดตัว
บิดพับเป็นโครงสร้างทรงกลมสามมิติ
4 โครงสร้างระดับที่สี่ (quaternary structure) ประกอบด้วยพอลิเพปไทด์มากกว่า 1 สาย
ขึ้นไปโดยแต่ละสายอาจมีโครงสร้าง ปฐมภูมิ ทุติยภูมิ หรือตติยภูมิ มาจัดเรียงตัวเป็น
โครงสร้างที่ซับซ้อนขึ้น เช่น โมเลกุลฮีโมโกลบิน (hemoglobin) ซึ่งประกอบด้วย
พอลิเพปไทด์ชนิดแอลฟา 2 สาย และสายบีตา 2 สาย โดยแต่ละสาย
ของแอลฟาและบีตาจะมีโมเลกุลของฮีม (heme) อยู่บริเวณใจกลางซึ่งแต่ละโมเลกุลของฮีม
สามารถจับโมเลกุลของออกซิเจนในกระแสเลือดได้ 1 โมเลกุล ดังนั้น 1 โมเลกุลของ
ฮีโมโกลบินในกระแสเลือดจะสามารถพาออกซิเจนได้ 4 โมเลกุล

โครงสร้างของโปรตีน

กรดนิวคลีอิก หรือพอลินิวคลีโอไทด์ (polynucleotide) ได้แก่ ดีเอ็นเอ
(deoxyribonucleic acid: DNA) และ อาร์เอ็นเอ (ribonucleic acid: RNA) ทำหน้าที่ถ่ายทอด
ลักษณะทางพันธุกรรม และควบคุมการทำงานของเซลล์โดยผ่านกระบวนการสังเคราะห์โปรตีน
(protein synthesis) หน่วยย่อยของพอลินิวคลีโอไทด์คือ นิวคลีโอไทด์ (nucleotide) แต่ละ
นิวคลีโอไทด์์ประกอบด้วย น้ำตาลชนิดคาร์บอน 5 อะตอม (pentose) ฟอสเฟต (phosphate)
และน้ำตาลที่มีไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบ (nitrogenous base) ดีเอ็นเอประกอบด้วยน้ำตาล
ดีออกซีไรโบส (deoxyribose) ยึดจับกับหมู่ฟอสเฟต (PO4) และเบสชนิดใดชนิดหนึ่งใน
4 ชนิด คือ อะดีินีน (adenine : A) กวานีน (guanine: G) ซึ่งเป็นเบสชนิด พิวรีน (purine)
ไซโทซีน (cytosine: C ) และ ไทมีน (thymine: T) ที่เป็นเบสชนิดไพริมิดีน (pyrimidine)
เมื่อเบสชนิดพิวรีนจับกับไพริมิดีน (อะดีนีน จับกับ ไทมีน และ กวานีน จับกับไซโทซีน) ที่อยู่
ต่างสายพอลินิวคลีโอไทด์ด้วยพันธะไฮโดรเจนทำให้เกิดลักษณะโครงสร้างของพอลินิวคลี
โอไทด์ 2 สายที่บิดเป็นเกลียว (double helix) เวียนขวา ซึ่งเป็นโครงสร้างของดีเอ็นเอ

           โครงสร้างของอาร์เอ็นเอนั้น มีลักษณะเป็นสายพอลินิวคลีโอไทด์สายเดียว
ประกอบด้วย น้ำตาลไรโบส (ribose) ยึดเกาะอยู่กับหมู่ฟอสเฟตและเบส 4 ประเภท
เช่นเดียวกับดีเอ็นเอ ยกเว้น อาร์เอ็นเอจะมีเบสยูราซิล (uracil: U) แทนเบสไทมีน
โดยสามารถแบ่งอาร์เอ็นเอตามหน้าที่การทำงานได้เป็น 3 ชนิด คือ อาร์เอ็นเอนำรหัส
(messenger RNA : mRNA) อาร์เอ็นเอถ่ายโอน (transfer RNA: tRNA) และ
ไรโบโซมอลอาร์เอ็นเอ (ribosomal RNA: rRNA) โดยอาร์เอ็นเอเหล่านี้มีหน้าที่สำคัญใน
กระบวนการสังเคราะห์โปรตีน ซึ่งลำดับเบสบนดีเอ็นเอเปรียบเสมือนรหัสทางพันธุกรรม
ของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิด รหัสดังกล่าวจะถูกถ่ายทอดไปยังสายอาร์เอ็นเอเก็บรหัส
โดยกระบวนการถอดรหัส (transcription) และรหัสนี้จะเป็นตัวกำหนดชนิดของ
โปรตีนที่จะสังเคราะห์ขึ้นโดยผ่านกระบวนการแปลรหัส (translation)

โครงสร้างของนิวคลีไทป์

โครงสร้างของสายนิวคลีโอไทป์

           ดีเอ็นเอสามารถเพิ่มจำนวนโดยการจำลองตัวเองได้ (self replication) ซึ่ง
เป็นคุณสมบัติพิเศษที่สำคัญมากในการทำหน้าที่ถ่ายลักษณะทางพันธุกรรมจากสิ่งมีชีวิต
รุ่นหนึ่งไปยังอีกรุ่นหนึ่ง การจำลองตัวของดีเอ็นเอเริ่มจากการคลายเกลียวออกจากกันแล้ว
ใช้สายพอลินิวคลีโอไทด์สายใดสายหนึ่งใน 2 สายเป็นแม่พิมพ์ (template) ในการสร้าง
สายใหม่ขึ้นมา ซึ่งสุดท้ายดีเอ็นเอที่จำลองใหม่จะประกอบด้วยสายพอลินิวคลีโอไทด์
สายเดิมและสายใหม่ โดยเรียกการจำลองตัวแบบนี้ว่า การจำลองแบบกึ่งอนุรักษ์
(semiconservative) นอกจากนี้ ดีเอ็นเอยังทำหน้าที่เป็นแม่แบบของการสร้างสาย
อาร์เอ็นเอดังที่ได้กล่าวมาแล้ว ซึ่งกระบวนการต่างๆ เหล่านี้จำเป็นต้องอาศัยเอนไซม์จำเพาะ
หลายชนิดในการควบคุมปฏิกิริยาที่เกิดขึ้น เช่น ดีเอ็นเอโพลิเมอเรส (DNA polymerase)
อาร์เอ็นเอโพลิเมอเรส (RNA polymerase) เฮลิเคส (helicase) ไลเกส (ligase) เป็นต้น

แบบทดสอบความรู้ ตอนที่ 1

1. ลิพิดมีความสำคัญต่อโครงสร้างของเซลล์และการทำงานของเซลล์อย่างไร.....
2. จงให้เหตุผลว่าเหตุใดในปฏิกิริยาต่างๆ จะใช้เอนไซม์ต่างกันเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา .....
3. หน้าที่ของโปรตีนข้อใดที่นักเรียนเห็นว่าสำคัญที่สุด เพราะเหตุใด .....
4. C6H12O6  เป็นสูตรทางเคมีของ .....
5. กาแลกโทส  (gaiactose)  เป็นน้ำตาลเชิงเดี่ยวที่ได้จากสารใด .....
6. น้ำตาลที่เป็นองค์ประกอบของกรดนิวคลีอิก  คือน้ำตาลชนิดใด) .....
7. อาหารที่สะสมในตับและร่างกายนำมาใช้ได้ทันที  คืออาหารชนิดใด .....
8. สารอาหารที่ให้พลังงานแก่เซลล์  คือสารอาหารชนิดใด.....
9. triglyceride  ประกอบด้วยอะไรบ้าง .....
10. กรดอะมิโนทุกตัวจะต้องประกอบด้วยธาตุ  อะไรบ้าง .....
11. กรดอะมิโนที่จำเป็นสำหรับคนมี .....ชนิด และที่จำเป็นสำหรับทารกมี.....
12. วิตามินแบ่งออกแบ่งออกเป็น.....ประเภท คือ (ยกตัวอย่างประกอบ).....
13. ถ้าขาดธาตุเหล็กจะมีผลต่อระบบการทำงานของร่างกายระบบใดมากที่สุด .....
14. ในร่างกายคนเรามีโปรตีนอยู่ประมาณเท่าใดุ .....
15. น้ำตาลชนิดใดจัดเป็นน้ำตาลเฮกโซส......
16. หน้าที่ของน้ำต่อร่างกาย  คือ .....

เรียบเรียง ศรายุทธ วุฒิเสน



HOME      ABOUT US      NEWS      PARTNERS      TEAMBIO      CONTACT US
Copyright 2006 Biogang Inc.biogang@gmail.com. All rights reserved. สถิติเว็บไซต์