ชีวโมเลกุล

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี

เป็นรูป 3 มิติ แสดงโครงสร้าง ไมโอโกลบิน, แสดงสี แอลฟ่า เฮลิกซ์ เป็นโปรตีน ตัวแรกที่ตรวจสอบและค้นพบจากเครื่อง X-ray crystallography โดย Max Perutz และ Sir John Cowdery Kendrew ในปี 1958, ซึ่งได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมี

ชีวโมเลกุล (อังกฤษ:biomolecule) เป็น สารประกอบเคมี ที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติในสิ่งมีชีวิต ชีวโมเลกุลประกอบด้วยธาตุเคมีพื้นฐานที่สำคัญ คือ คาร์บอน ไฮโดรเจน ไนโตรเจน, ออกซิเจน, ฟอสฟอรัส และกำมะถัน นอกจากนี้อาจมีธาตุอื่นร่วมด้วยแต่น้อยมาก

ชีวโมเลกุลมีความจำเป็นสำหรับการดำรงอยู่ของชีวิต ตัวอย่างเช่นมนุษย์ มีผิวหนังและขน ส่วนประกอบหลักของขนคือเคอราติน (keratin) ที่เกิดจากการจับกลุ่มกันเป็นก้อนของโปรตีน ซึ่งตัวมันเองก็เป็นพอลิเมอร์ที่ถูกสร้างจากกรดอะมิโน โดยกรดอะมิโนนั้นเปรียบเสมือนก้อนอิฐที่สำคัญในธรรมชาติที่จะประกอบ กันเป็นโมเลกุล ใหญ่ รูปแบบของก้อนอิฐอีกตัวหนึ่งคือ นิวคลีโอไทด์ (nucleotide) ซึ่งมีส่วนประกอบที่สำคัญ 3 ส่วนคือ

• พูรีน (purine) หรือ ไพริมิดีน(pyrimidine) ซึ่งเป็นด่าง
• น้ำตาล เพนโตส
• ฟอสเฟตกรุป

นิวคลีโอไทด์เหล่านี้มีหน้าที่สร้าง กรดนิวคลีอิก (nucleic acid)

นอกจากชีวโมเลกุลขนาดใหญ่แล้ว ในสิ่งมีชีวิตก็ยังมีการสร้างโมเลกุลอินทรีย์ที่มีประโยชน์ทางยาและสำคัญต่อการดำรงชีวิต

[แก้] ประเภทของชีวโมเลกุล

ชีวโมเลกุลขนาดต่างๆ ที่พบในธรรมชาติมีดังนี้:

• โมเลกุลขนาดเล็ก:
  • ไลปิด, ฟอสโฟไลปิด, ไกลโคไลปิด, สเตอรอล
  • ไวตามิน
  • ฮอร์โมน, นิวโรทรานสมิตเตอร์
  • คาร์โบไฮเดรต, น้ำตาล
  • ไดแซคคาไรด์
• โมโนเมอร์:
  • กรดอะมิโน
  • นิวคลีโอไทด์
  • ฟอสเฟต
  • โมโนแซคคาไรด์
• พอลิเมอร์:
  • เปปไทด์, โอลิโกเปปไทด์, พอลิเปปไทด์, โปรตีน
  • กรดนิวคลีอิก, ได้แก่ DNA, RNA
  • โอลิโกแซคคาไรด์, พอลิแซคคาไรด์
• แมคโคโมเลกุล:
  • ไปรออน (Prion)

[แก้] นิวคลีโอไซด์ และ นิวคลีโอไทด์

นิวคลีโอไซด์ เป็นโมเลกุลที่เกิดจากการเชื่อมต่อกันระหว่าง นิวคลีโอเบส (nucleobase) กับวงแหวน ไรโบส (ribose) ตัวอย่างเช่น

• ไซติดีน (cytidine)
• ยูริดีน (uridine)
• อะดีโนซีน (adenosine)
• กัวโนซีน (guanosine)
• ไทมิดีน (thymidine)
• อินอซีน (inosine)

นิวคลีโอไซด์สามารถจะถูก ฟอสฟอริเลต โดยเอนไซม์ ไคเนส ใน เซลล์ และได้เป็น นิวคลีโอไทด์ ซึ่งจะเป็นโมเลกุลบิลดิ่งบล๊อกของ DNA (deoxyribonucleic acid) และ RNA (ribonucleic acid).

[แก้] แซคคาไรด์ (Saccharides)

โมโนแซคคาไรด์ เป็นคาร์โบไฮเดรตในรูปน้ำตาลธรรมดาที่สุด (simple sugars) ไดแซคคาไรด์ เกิดจากการรวมตัวกันของ โมโนแซคคาไรด์ 2 โมเลกุล โมโนแซคคาไรด์ และ ไดแซคคาไรด์ เป็นผลึกที่มีรสหวานและละลายน้ำได้ดี

• ตัวอย่างของ โมโนแซคคาไรด์ คือ

1. เฮกโซส (hexose) ได้แก่
   1. กลูโคส (glucose)
   2. ฟรุกโตส (fructose)
   3. แกแลคโตส (galactose)
2. เพนโตส (pentose) ได้แก่
   1. ไรโบส (ribose)
   2. ดีออกซิไรโบส (deoxyribose)

• ตัวอย่างของ ไดแซคคาไรด์ คือ

1. ซูโครส (sucrose)
2. มอลโตส (maltose)
3. แลคโตส (lactose)

พอลิแซคคาไรด์ เป็นการเชื่อมต่อกันของโมเลกุล โมโนแซคคาไรด์ เป็นสารประกอบซับซ้อนคาร์โบไฮเดรตที่ไม่มีรสหวาน เป็นโมเลกุล ขนาดใหญ่ที่มีกิ่งก้านสาขาเชื่อมต่อ ไม่ละลายน้ำ ไม่เป็นผลึก

• ตัวอย่างของ พอลิแซคคาไรด์ คือ

1. แป้ง (starch)
2. เซลลูโลส (cellulose)
3. ไกลโคเจน (glycogen)

พอลิแซคคาไรด์ สั้นที่มี 2-15 โมเลกุลเชื่อมต่อกันเรียกว่า โอลิโกแซคคาไรด์ (oligosaccharide)

[แก้] ไลปิด (Lipids)

ไลปิด โดยหลักๆ แล้วคือ กรดไขมัน เอสเตอร์ และเป็นบิลดิ่งบล๊อคพื้นฐานของ เซลล์เมมเบรนหน้าที่ทางชีววิทยาอื่นๆคือ เป็นที่เก็บพลังงาน (เช่น, ไตรกลีเซอไรด์) ไลปิดส่วนใหญ่ประกอบด้วย หัวโพลาร์ หรือ ไฮโดรฟิลิก และ 1-3 หางของกรดไขมันที่เป็น นอน-โพลาร์ หรือ ไฮโดรโฟบิกและดังนั้นมันจึงเป็น แอมฟิฟิลิก (amphiphilic) กรดไขมัน ประกอบด้วยโซ่ของคาร์บอนอะตอมที่ไม่มีสาขาที่เชื่อมต่อกันโดนพันธะเดี่ยว (single bonds) เท่านั้น (กรดไขมันชนิด อิ่มตัว (saturated)) หรือ ทั้งพันธะเดี่ยวและ พันธะคู่ (double bond) (กรดไขมันชนิด ไม่อิ่มตัว (unsaturated)) โซ่นี้จะมีคาร์บอนกรุปประมาณ 14-24

สำหรับไลปิดที่มีอยู่ในเมมเบรนทางชีวภาพ หัวไฮโดรฟิลิกจะเป็น หนึ่งในสามกลุ่มข้างล่างนี้:

• ไกลโคไลปิด (Glycolipid), หัวของมันจะประกอบไปด้วย โอลิโกแซคคาไรด์ (oligosaccharide)

ซึ่งมีส่วนที่เป็นแซคคาไรด์อยู่ประมาณ 1-15 หน่วย

• ฟอสโฟไลปิด (Phospholipid), หัวของมันจะมีกลุ่มประจุบวกที่เชื่อมต่อกับหางที่เป็นประจลบของฟอสเฟตกรุป
• สเตอรอล (Sterol) ซึ่งส่วนหัวของมันจะมีวงแหวนพลานาร์สเตอรอยด์ (planar steroid ring) ตัวอย่างเช่นคอเลสเตอรอล

[แก้] ฮอร์โมน (Hormones)

ฮอร์โมน ถูกผลิตใน ต่อมไร้ท่อ และถูกปลดปล่อยออกมาสู่กระแสเลือด มันมีหน้าที่หลากหลายในหลายอวัยวะประกอบด้วยการควบคุม เส้นทางการเผาผลาญ (metabolic pathway) และควบคุมกระบวนการขนส่งผ่านเมมเบรน ฮอร์โมน อาจแบ่งได้เป็น 3 กลุ่มโครงสร้างดังนี้:

• สเตอรอยด์ (steroid) เป็นประเภทหนึ่งของฮอร์โมนที่มีหลายหน้าที่ และสเตอรอยด์ทุกตัวจะถูกผลิตจาก คอเลสเตอรอล
• อะมีนธรรมดา หรือ กรดอะมิโน
• เปปไทด์ หรือ โปรตีน

[แก้] ดูเพิ่ม

• รายชื่อสารชีวโมเลกุล

ชีวโมเลกุล เป็นบทความเกี่ยวกับ ชีวเคมี อินทรีย์เคมีและชีวโมเลกุล ที่ยังไม่สมบูรณ์ ต้องการตรวจสอบ เพิ่มเนื้อหา หรือเพิ่มแหล่งอ้างอิง คุณสามารถช่วยเพิ่มเติมหรือแก้ไข เพื่อให้สมบูรณ์มากขึ้น