สารชีวโมเลกุล: การจำแนกประเภทและหน้าที่หลัก - ชีววิทยา - 2026

สารชีวโมเลกุลเป็นโมเลกุลที่จะเกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิต คำนำหน้า "ชีว" หมายถึงชีวิต ดังนั้นโมเลกุลชีวภาพจึงเป็นโมเลกุลที่ผลิตโดยสิ่งมีชีวิต สิ่งมีชีวิตประกอบด้วยโมเลกุลหลายประเภทที่ทำหน้าที่ต่าง ๆ ที่จำเป็นสำหรับชีวิต

ในธรรมชาติมีระบบสิ่งมีชีวิต (สิ่งมีชีวิต) และสิ่งไม่มีชีวิต (ไม่มีชีวิต) ซึ่งโต้ตอบกันและในบางกรณีจะมีการแลกเปลี่ยนองค์ประกอบ ลักษณะเฉพาะอย่างหนึ่งที่สิ่งมีชีวิตทุกชนิดมีเหมือนกันคือเป็นสารอินทรีย์ซึ่งหมายความว่าโมเลกุลของพวกมันประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอน

สารชีวโมเลกุลยังมีอะตอมอื่น ๆ ที่เหมือนกันนอกจากคาร์บอน อะตอมเหล่านี้ ได้แก่ ไฮโดรเจนออกซิเจนไนโตรเจนฟอสฟอรัสและกำมะถันเป็นหลัก องค์ประกอบเหล่านี้เรียกอีกอย่างว่าองค์ประกอบทางชีวภาพเนื่องจากเป็นองค์ประกอบหลักของโมเลกุลทางชีววิทยา

อย่างไรก็ตามยังมีอะตอมอื่น ๆ ที่มีอยู่ในสารชีวโมเลกุลบางชนิดแม้ว่าจะมีปริมาณน้อยกว่าก็ตาม โดยทั่วไปจะเป็นไอออนของโลหะเช่นโพแทสเซียมโซเดียมเหล็กและแมกนีเซียมเป็นต้น ดังนั้นสารชีวโมเลกุลสามารถมีได้ 2 ประเภทคืออินทรีย์หรืออนินทรีย์

ดังนั้นสิ่งมีชีวิตจึงประกอบด้วยโมเลกุลที่ใช้คาร์บอนหลายประเภทตัวอย่างเช่นน้ำตาลไขมันโปรตีนและกรดนิวคลีอิก อย่างไรก็ตามยังมีสารประกอบอื่น ๆ ที่มีส่วนผสมของคาร์บอนและไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของสารชีวโมเลกุล

โมเลกุลที่ประกอบด้วยคาร์บอนเหล่านี้ซึ่งไม่พบในระบบชีวภาพสามารถพบได้ในเปลือกโลกทะเลสาบทะเลและมหาสมุทรและในชั้นบรรยากาศ การเคลื่อนไหวขององค์ประกอบเหล่านี้ในธรรมชาติอธิบายไว้ในสิ่งที่เรียกว่าวัฏจักรชีวเคมี

โมเลกุลอินทรีย์ที่เรียบง่ายเหล่านี้ที่พบในธรรมชาติคิดว่าเป็นโมเลกุลที่ก่อให้เกิดสารชีวโมเลกุลที่ซับซ้อนที่สุดซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้างพื้นฐานสำหรับชีวิตนั่นคือเซลล์ นี่คือสิ่งที่เรียกว่าทฤษฎีการสังเคราะห์แบบอะบิโอติก

การจำแนกประเภทและหน้าที่ของสารชีวโมเลกุล

สารชีวโมเลกุลมีขนาดและโครงสร้างที่หลากหลายซึ่งทำให้มีลักษณะเฉพาะสำหรับการทำงานของฟังก์ชันต่างๆที่จำเป็นสำหรับชีวิต ดังนั้นสารชีวโมเลกุลจึงทำหน้าที่เป็นที่เก็บข้อมูลแหล่งพลังงานการสนับสนุนการเผาผลาญของเซลล์และอื่น ๆ

สารชีวโมเลกุลสามารถแบ่งได้เป็นสองกลุ่มใหญ่ ๆ โดยพิจารณาจากการมีหรือไม่มีอะตอมของคาร์บอน

อนินทรีย์ชีวโมเลกุล

พวกมันล้วนเป็นโมเลกุลที่มีอยู่ในสิ่งมีชีวิตและไม่มีคาร์บอนในโครงสร้างโมเลกุล โมเลกุลอนินทรีย์สามารถพบได้ในระบบอื่น ๆ (ไม่มีชีวิต) ในธรรมชาติ

ประเภทของสารชีวโมเลกุลอนินทรีย์มีดังนี้:

น้ำ

เป็นองค์ประกอบหลักและพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตเป็นโมเลกุลที่เกิดจากอะตอมออกซิเจนที่เชื่อมโยงกับไฮโดรเจนสองอะตอม น้ำเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตและเป็นสารชีวโมเลกุลที่พบบ่อยที่สุด

ระหว่าง 50 ถึง 95% ของน้ำหนักสิ่งมีชีวิตใด ๆ คือน้ำเนื่องจากมีความจำเป็นต้องทำหน้าที่สำคัญหลายประการเช่นการควบคุมความร้อนและการขนส่งสาร

เกลือแร่

พวกมันเป็นโมเลกุลธรรมดา ๆ ที่ประกอบด้วยอะตอมที่มีประจุตรงข้ามซึ่งแยกตัวออกจากกันอย่างสมบูรณ์ในน้ำ ตัวอย่างเช่นโซเดียมคลอไรด์ประกอบด้วยอะตอมของคลอรีน (ประจุลบ) และอะตอมโซเดียม (มีประจุบวก)

เกลือแร่มีส่วนร่วมในการก่อตัวของโครงสร้างแข็งเช่นกระดูกของสัตว์มีกระดูกสันหลังหรือโครงกระดูกภายนอกของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง สารชีวโมเลกุลอนินทรีย์เหล่านี้ยังจำเป็นต่อการทำหน้าที่ของเซลล์ที่สำคัญอีกมากมาย

ก๊าซ

เป็นโมเลกุลที่อยู่ในรูปของก๊าซ มีความจำเป็นต่อการหายใจของสัตว์และการสังเคราะห์แสงในพืช

ตัวอย่างของก๊าซเหล่านี้ ได้แก่ โมเลกุลออกซิเจนประกอบด้วยอะตอมของออกซิเจนสองอะตอมที่ผูกติดกัน และคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนที่ผูกมัดกับออกซิเจนสองอะตอม สารชีวโมเลกุลทั้งสองมีส่วนร่วมในการแลกเปลี่ยนก๊าซที่สิ่งมีชีวิตดำเนินไปกับสิ่งแวดล้อมของพวกมัน

สารชีวโมเลกุลอินทรีย์

สารชีวโมเลกุลอินทรีย์คือโมเลกุลที่มีอะตอมของคาร์บอนอยู่ในโครงสร้าง นอกจากนี้โมเลกุลอินทรีย์ยังสามารถพบได้ในธรรมชาติโดยเป็นส่วนหนึ่งของระบบที่ไม่มีชีวิตและประกอบด้วยสิ่งที่เรียกว่าชีวมวล

ประเภทของสารชีวโมเลกุลอินทรีย์มีดังต่อไปนี้:

คาร์โบไฮเดรต

คาร์โบไฮเดรตน่าจะเป็นสารอินทรีย์ที่มีอยู่ทั่วไปและแพร่หลายมากที่สุดในธรรมชาติและเป็นส่วนประกอบที่สำคัญของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด

คาร์โบไฮเดรตผลิตโดยพืชสีเขียวจากคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำในระหว่างกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง

สารชีวโมเลกุลเหล่านี้ประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนไฮโดรเจนและออกซิเจนเป็นหลัก พวกเขาเรียกอีกอย่างว่าคาร์โบไฮเดรตหรือแซคคาไรด์และทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานและเป็นส่วนประกอบโครงสร้างของสิ่งมีชีวิต

- โมโนแซ็กคาไรด์

โมโนแซ็กคาไรด์เป็นคาร์โบไฮเดรตที่ง่ายที่สุดและมักเรียกว่าน้ำตาลธรรมดา พวกมันเป็นส่วนประกอบสำคัญของการสร้างคาร์โบไฮเดรตที่ใหญ่ที่สุดทั้งหมด

มอโนแซ็กคาไรด์มีสูตรโมเลกุลทั่วไป (CH2O) n โดยที่ n สามารถเป็น 3, 5 หรือ 6 ได้ดังนั้นมอโนแซ็กคาไรด์สามารถจำแนกได้ตามจำนวนอะตอมของคาร์บอนที่มีอยู่ในโมเลกุล:

ถ้า n = 3 โมเลกุลจะเป็นไตรโอส ตัวอย่างเช่น glyceraldehyde

ถ้า n = 5 โมเลกุลจะเป็นเพนโทส ตัวอย่างเช่น ribose และ deoxyribose

ถ้า n = 6 โมเลกุลจะเป็นเฮกโซส ตัวอย่างเช่นฟรุกโตสกลูโคสและกาแลคโตส

Pentoses และ hexoses สามารถมีได้ในสองรูปแบบ: แบบวัฏจักรและแบบไม่เป็นวัฏจักร ในรูปแบบที่ไม่ใช่วัฏจักรโครงสร้างโมเลกุลจะแสดงกลุ่มฟังก์ชันสองกลุ่ม ได้แก่ กลุ่มอัลดีไฮด์หรือกลุ่มคีโตน

โมโนแซ็กคาไรด์ที่มีกลุ่มอัลดีไฮด์เรียกว่าอัลโดสและกลุ่มที่มีคีโตนเรียกว่าคีโตส อัลโดสกำลังลดน้ำตาลในขณะที่คีโตสเป็นน้ำตาลที่ไม่ลดน้ำตาล

อย่างไรก็ตามในน้ำ pentoses และ hexoses ส่วนใหญ่อยู่ในรูปแบบวัฏจักรและในรูปแบบนี้จะรวมกันเป็นโมเลกุลของแซคคาไรด์ที่มีขนาดใหญ่ขึ้น

- ไดแซคคาไรด์

น้ำตาลส่วนใหญ่ที่พบในธรรมชาติ ได้แก่ ไดแซ็กคาไรด์ สิ่งเหล่านี้เกิดขึ้นจากการก่อตัวของพันธะไกลโคซิดิกระหว่างโมโนแซ็กคาไรด์สองตัวผ่านปฏิกิริยาการควบแน่นที่ปลดปล่อยน้ำ กระบวนการสร้างพันธะนี้ต้องใช้พลังงานเพื่อยึดหน่วยโมโนแซ็กคาไรด์ทั้งสองเข้าด้วยกัน

ไดแซคคาไรด์ที่สำคัญที่สุดสามชนิด ได้แก่ ซูโครสแลคโตสและมอลโตส เกิดจากการควบแน่นของโมโนแซ็กคาไรด์ที่เหมาะสม ซูโครสเป็นน้ำตาลที่ไม่รีดิวซ์ในขณะที่แลคโตสและมอลโตสกำลังลดน้ำตาล

ไดแซ็กคาไรด์ละลายได้ในน้ำ แต่เป็นสารชีวโมเลกุลที่มีขนาดใหญ่เกินกว่าที่จะข้ามเยื่อหุ้มเซลล์โดยการแพร่ ด้วยเหตุนี้พวกมันจึงถูกย่อยสลายในลำไส้เล็กระหว่างการย่อยอาหารเพื่อให้ส่วนประกอบที่จำเป็น (เช่นโมโนแซ็กคาไรด์) ผ่านเข้าสู่เลือดและเซลล์อื่น ๆ

มอโนแซ็กคาไรด์ถูกนำไปใช้อย่างรวดเร็วโดยเซลล์ อย่างไรก็ตามหากเซลล์ไม่ต้องการพลังงานก็สามารถเก็บไว้ในรูปแบบของโพลีเมอร์ที่ซับซ้อนมากขึ้นได้ทันที ดังนั้นโมโนแซ็กคาไรด์จะถูกเปลี่ยนเป็นไดแซ็กคาไรด์ผ่านปฏิกิริยาการควบแน่นที่เกิดขึ้นในเซลล์

- โอลิโกแซ็กคาไรด์

โอลิโกแซ็กคาไรด์เป็นโมเลกุลระดับกลางซึ่งประกอบด้วยหน่วยน้ำตาลอย่างง่ายสามถึงเก้าหน่วย (มอโนแซ็กคาไรด์) เกิดจากการย่อยสลายคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อน (โพลีแซ็กคาไรด์) บางส่วน

โอลิโกแซ็กคาไรด์ที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติส่วนใหญ่พบในพืชและยกเว้นมอลโตทริโอสที่มนุษย์ไม่สามารถย่อยได้เนื่องจากร่างกายมนุษย์ขาดเอนไซม์ที่จำเป็นในลำไส้เล็กเพื่อทำลายพวกมัน

ในลำไส้ใหญ่แบคทีเรียที่มีประโยชน์สามารถย่อยสลายโอลิโกแซ็กคาไรด์ผ่านการหมัก จึงเปลี่ยนเป็นสารอาหารที่ดูดซึมได้ซึ่งให้พลังงานบางส่วน ผลิตภัณฑ์สลายโอลิโกแซ็กคาไรด์บางชนิดอาจมีผลดีต่อเยื่อบุของลำไส้ใหญ่

ตัวอย่างของโอลิโกแซ็กคาไรด์ ได้แก่ ราฟฟิโนสไตรแซ็กคาไรด์จากพืชตระกูลถั่วและธัญพืชบางชนิดประกอบด้วยกลูโคสฟรุกโตสและกาแลคโตส Maltotriose ซึ่งเป็นกลูโคสไตรแซ็กคาไรด์เกิดขึ้นในพืชบางชนิดและในเลือดของสัตว์ขาปล้องบางชนิด

- โพลีแซ็กคาไรด์

มอโนแซ็กคาไรด์สามารถเกิดปฏิกิริยาการควบแน่นหลายชุดโดยเพิ่มหน่วยหนึ่งเข้าไปในโซ่จนเกิดโมเลกุลขนาดใหญ่มาก พวกนี้คือพอลิแซ็กคาไรด์

คุณสมบัติของพอลิแซ็กคาไรด์ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการของโครงสร้างโมเลกุล ได้แก่ ความยาวกิ่งก้านด้านข้างรอยพับและโซ่จะ "ตรง" หรือ "ขด" มีหลายตัวอย่างของโพลีแซ็กคาไรด์ในธรรมชาติ

แป้งมักผลิตในพืชเพื่อใช้ในการกักเก็บพลังงานและประกอบด้วยโพลีเมอร์α-glucose ถ้าพอลิเมอร์แตกแขนงเรียกว่าอะไมโลเพคตินและถ้าไม่แตกแขนงจะเรียกว่าอะไมโลส

ไกลโคเจนเป็นโพลีแซ็กคาไรด์สำรองพลังงานในสัตว์และประกอบด้วยอะไมโลเพคติน ดังนั้นแป้งของพืชจะถูกย่อยสลายในร่างกายเพื่อผลิตน้ำตาลกลูโคสซึ่งเข้าสู่เซลล์และใช้ในการเผาผลาญ กลูโคสที่ไม่ได้ใช้พอลิเมอไรเซชันและสร้างไกลโคเจนซึ่งเป็นแหล่งกักเก็บพลังงาน

ไขมัน

ลิพิดเป็นสารชีวโมเลกุลอินทรีย์อีกประเภทหนึ่งที่มีลักษณะสำคัญคือไม่ชอบน้ำ (ขับไล่น้ำ) ดังนั้นจึงไม่ละลายในน้ำ ขึ้นอยู่กับโครงสร้างของมันไขมันสามารถแบ่งออกเป็น 4 กลุ่มหลัก:

- ไตรกลีเซอไรด์

ไตรกลีเซอไรด์ประกอบด้วยโมเลกุลของกลีเซอรอลที่ยึดติดกับกรดไขมันสามสายโซ่ กรดไขมันเป็นโมเลกุลเชิงเส้นที่มีกรดคาร์บอกซิลิกที่ปลายด้านหนึ่งตามด้วยห่วงโซ่ไฮโดรคาร์บอนและกลุ่มเมธิลที่ปลายอีกด้านหนึ่ง

กรดไขมันสามารถอิ่มตัวหรือไม่อิ่มตัวได้ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับโครงสร้างของพวกมัน ถ้าห่วงโซ่ไฮโดรคาร์บอนมีพันธะเดี่ยวแสดงว่าเป็นกรดไขมันอิ่มตัว ในทางกลับกันถ้าห่วงโซ่ไฮโดรคาร์บอนนี้มีพันธะคู่อย่างน้อยหนึ่งพันธะกรดไขมันจะไม่อิ่มตัว

ภายในหมวดหมู่นี้ ได้แก่ น้ำมันและไขมัน อดีตเป็นแหล่งสำรองพลังงานของพืชมีความไม่อิ่มตัวและเป็นของเหลวที่อุณหภูมิห้อง ในทางตรงกันข้ามไขมันเป็นแหล่งกักเก็บพลังงานของสัตว์ซึ่งเป็นโมเลกุลอิ่มตัวและเป็นของแข็งที่อุณหภูมิห้อง

phospholipids

ฟอสโฟลิปิดมีความคล้ายคลึงกับไตรกลีเซอไรด์ตรงที่มีโมเลกุลของกลีเซอรอลที่ยึดติดกับกรดไขมันสองชนิด ความแตกต่างคือฟอสโฟลิปิดมีหมู่ฟอสเฟตในคาร์บอนตัวที่สามของกลีเซอรอลแทนที่จะเป็นโมเลกุลของกรดไขมันอื่น

ไขมันเหล่านี้มีความสำคัญมากเนื่องจากวิธีที่พวกเขาสามารถโต้ตอบกับน้ำ ด้วยการมีหมู่ฟอสเฟตที่ปลายด้านหนึ่งโมเลกุลจะกลายเป็นไฮโดรฟิลิก (ดึงดูดน้ำ) ในบริเวณนั้น อย่างไรก็ตามมันยังคงไม่ชอบน้ำในส่วนที่เหลือของโมเลกุล

เนื่องจากโครงสร้างของพวกมันฟอสโฟลิปิดมีแนวโน้มที่จะจัดระเบียบตัวเองในลักษณะที่กลุ่มฟอสเฟตพร้อมที่จะทำปฏิกิริยากับตัวกลางในน้ำในขณะที่โซ่ที่ไม่ชอบน้ำที่พวกมันจัดอยู่ภายในอยู่ห่างจากน้ำ ดังนั้นฟอสโฟลิปิดจึงเป็นส่วนหนึ่งของเยื่อชีวภาพทั้งหมด

- สเตียรอยด์

สเตียรอยด์ประกอบด้วยวงแหวนคาร์บอนผสมสี่วงซึ่งมีการเชื่อมต่อกลุ่มฟังก์ชันต่างๆ สิ่งที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งคือคอเลสเตอรอลเนื่องจากเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิต เป็นสารตั้งต้นของฮอร์โมนสำคัญบางชนิดเช่นฮอร์โมนเอสโตรเจนเทสโทสเตอโรนและคอร์ติโซนเป็นต้น

- แว็กซ์

แว็กซ์เป็นกลุ่มไขมันขนาดเล็กที่มีหน้าที่ป้องกัน พบได้ในใบไม้ของต้นไม้ขนนกในหูของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบางชนิดและในสถานที่ที่ต้องแยกหรือได้รับการปกป้องจากสภาพแวดล้อมภายนอก

กรดนิวคลีอิก

กรดนิวคลีอิกเป็นโมเลกุลหลักในการขนส่งข้อมูลทางพันธุกรรมในสิ่งมีชีวิต หน้าที่หลักคือกำกับกระบวนการสังเคราะห์โปรตีนซึ่งกำหนดลักษณะที่สืบทอดมาของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิด ประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนไฮโดรเจนออกซิเจนไนโตรเจนและฟอสฟอรัส

กรดนิวคลีอิกเป็นโพลีเมอร์ที่สร้างขึ้นจากโมโนเมอร์ซ้ำ ๆ เรียกว่านิวคลีโอไทด์ นิวคลีโอไทด์แต่ละตัวประกอบด้วยฐานอะโรมาติกที่มีไนโตรเจนซึ่งติดอยู่กับน้ำตาลเพนโทส (ห้าคาร์บอน) ซึ่งจะยึดติดกับกลุ่มฟอสเฟต

กรดนิวคลีอิกสองประเภทหลักคือกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก (DNA) และกรดไรโบนิวคลีอิก (RNA) DNA เป็นโมเลกุลที่มีข้อมูลทั้งหมดของสิ่งมีชีวิตซึ่งเป็นสาเหตุว่าทำไมจึงมีอยู่ในสิ่งมีชีวิตทั้งหมดและในไวรัสส่วนใหญ่

RNA เป็นสารพันธุกรรมของไวรัสบางชนิด แต่ยังพบได้ในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ที่นั่นทำหน้าที่สำคัญในกระบวนการบางอย่างเช่นการผลิตโปรตีน

กรดนิวคลีอิกแต่ละตัวประกอบด้วยเบสที่ประกอบด้วยไนโตรเจน 4 ใน 5 ชนิด ได้แก่ อะดีนีน (A), กัวนีน (G), ไซโตซีน (C), ไทมีน (T) และอูราซิล (U) DNA มีเบส adenine, guanine, cytosine และ thymine ในขณะที่ RNA มีเบสเหมือนกันยกเว้น thymine ซึ่งใช้แทน uracil ใน RNA

- กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก (DNA)

โมเลกุลของดีเอ็นเอประกอบด้วยสองสายของนิวคลีโอไทด์ที่เชื่อมต่อกันด้วยพันธะที่เรียกว่าพันธะฟอสโฟดิสเตอร์ โซ่แต่ละเส้นมีโครงสร้างเป็นรูปเกลียว เกลียวทั้งสองพันกันเพื่อให้เป็นเกลียวคู่ ฐานอยู่ด้านในของเกลียวและกลุ่มฟอสเฟตอยู่ด้านนอก

ดีเอ็นเอประกอบด้วยกระดูกสันหลังของน้ำตาลดีออกซีไรโบสที่มีฟอสเฟตและฐานไนโตรเจนทั้งสี่ ได้แก่ อะดีนีนกัวนีนไซโตซีนและไทมีน คู่เบสถูกสร้างขึ้นใน DNA แบบเกลียวคู่: อะดีนีนจะจับกับไทมีน (AT) และกัวนีนกับไซโตซีน (GC) เสมอ

เกลียวทั้งสองถูกยึดเข้าด้วยกันโดยการจับคู่ฐานของนิวคลีโอไทด์ด้วยพันธะไฮโดรเจน โครงสร้างบางครั้งอธิบายว่าเป็นบันไดที่มีโซ่น้ำตาลและฟอสเฟตอยู่ด้านข้างและพันธะฐาน - เบสเป็นขั้นบันได

โครงสร้างนี้ร่วมกับความเสถียรทางเคมีของโมเลกุลทำให้ DNA เป็นวัสดุที่เหมาะสำหรับการส่งข้อมูลทางพันธุกรรม เมื่อเซลล์แบ่งตัวดีเอ็นเอของมันจะถูกคัดลอกและส่งต่อจากเซลล์รุ่นหนึ่งไปยังรุ่นต่อไป

- กรดไรโบนิวคลีอิก (RNA)

RNA เป็นพอลิเมอร์ของกรดนิวคลีอิกที่มีโครงสร้างประกอบด้วยสายโซ่นิวคลีโอไทด์เดียว: อะดีนีนไซโตซีนกัวนีนและยูราซิล เช่นเดียวกับใน DNA ไซโตซีนจะจับกับ guanine (CG) เสมอ แต่ adenine จะจับกับ uracil (AU)

เป็นตัวกลางแรกในการถ่ายทอดข้อมูลทางพันธุกรรมในเซลล์ RNA เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการสังเคราะห์โปรตีนเนื่องจากข้อมูลที่มีอยู่ในรหัสพันธุกรรมโดยทั่วไปจะถูกส่งจาก DNA ไปยัง RNA และจากสิ่งนี้ไปยังโปรตีน

RNA บางตัวมีหน้าที่โดยตรงในการเผาผลาญของเซลล์ RNA ได้มาจากการคัดลอกลำดับเบสของส่วนของดีเอ็นเอที่เรียกว่ายีนลงบนส่วนของกรดนิวคลีอิกที่ควั่นเดี่ยว กระบวนการนี้เรียกว่าการถอดความเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาโดยเอนไซม์ที่เรียกว่า RNA polymerase

RNA มีหลายประเภทโดยส่วนใหญ่มี 3 ประเภทแรกคือ messenger RNA ซึ่งเป็นสารที่คัดลอกโดยตรงจาก DNA ผ่านการถอดความ ประเภทที่สองคือการถ่ายโอน RNA ซึ่งเป็นกรดอะมิโนที่ถูกต้องสำหรับการสังเคราะห์โปรตีน

ในที่สุด RNA อีกประเภทหนึ่งคือไรโบโซมอาร์เอ็นเอซึ่งร่วมกับโปรตีนบางชนิดจะสร้างไรโบโซมออร์แกเนลล์ของเซลล์ที่ทำหน้าที่สังเคราะห์โปรตีนทั้งหมดในเซลล์

โปรตีน

โปรตีนเป็นโมเลกุลเชิงซ้อนขนาดใหญ่ที่ทำหน้าที่สำคัญหลายอย่างและทำงานส่วนใหญ่ในเซลล์ จำเป็นต่อโครงสร้างหน้าที่และระเบียบของสิ่งมีชีวิต ประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนไฮโดรเจนออกซิเจนและไนโตรเจน

โปรตีนประกอบด้วยหน่วยเล็ก ๆ ที่เรียกว่ากรดอะมิโนเชื่อมโยงกันด้วยพันธะเปปไทด์และสร้างโซ่ยาว กรดอะมิโนเป็นโมเลกุลอินทรีย์ขนาดเล็กที่มีคุณสมบัติทางเคมีฟิสิกส์โดยเฉพาะมี 20 ชนิดที่แตกต่างกัน

ลำดับกรดอะมิโนกำหนดโครงสร้างสามมิติที่ไม่ซ้ำกันของโปรตีนแต่ละตัวและหน้าที่เฉพาะของมัน ในความเป็นจริงหน้าที่ของโปรตีนแต่ละชนิดนั้นแตกต่างกันไปเช่นเดียวกับลำดับกรดอะมิโนที่เป็นเอกลักษณ์ซึ่งกำหนดปฏิสัมพันธ์ที่ก่อให้เกิดโครงสร้างสามมิติที่ซับซ้อน

ฟังก์ชั่นต่างๆ

โปรตีนสามารถเป็นส่วนประกอบโครงสร้างและการเคลื่อนไหวของเซลล์เช่นแอกติน อื่น ๆ ทำงานโดยเร่งปฏิกิริยาทางชีวเคมีภายในเซลล์เช่น DNA polymerase ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่สังเคราะห์ DNA

มีโปรตีนอื่น ๆ ที่ทำหน้าที่ถ่ายทอดข้อความสำคัญต่อร่างกาย ตัวอย่างเช่นฮอร์โมนบางประเภทเช่นฮอร์โมนการเจริญเติบโตจะส่งสัญญาณเพื่อประสานกระบวนการทางชีววิทยาระหว่างเซลล์เนื้อเยื่อและอวัยวะต่างๆ

โปรตีนบางชนิดจับตัวกันและนำพาอะตอม (หรือโมเลกุลเล็ก ๆ ) ภายในเซลล์ นั่นคือกรณีของเฟอร์ริตินซึ่งมีหน้าที่กักเก็บเหล็กในสิ่งมีชีวิตบางชนิด โปรตีนที่สำคัญอีกกลุ่มคือแอนติบอดีซึ่งเป็นของระบบภูมิคุ้มกันและมีหน้าที่ในการตรวจจับสารพิษและเชื้อโรค

ดังนั้นโปรตีนจึงเป็นผลิตภัณฑ์สุดท้ายของกระบวนการถอดรหัสข้อมูลทางพันธุกรรมที่เริ่มต้นด้วย DNA ของเซลล์ ฟังก์ชั่นที่หลากหลายอย่างไม่น่าเชื่อนี้ได้มาจากรหัสที่เรียบง่ายอย่างน่าประหลาดใจซึ่งสามารถระบุชุดโครงสร้างที่หลากหลายได้อย่างมากมาย

อ้างอิง

1. Alberts, B. , Johnson, A. , Lewis, J. , Morgan, D. , Raff, M. , Roberts, K. & Walter, P. (2014). อณูชีววิทยาของเซลล์ (6th ed.). การ์แลนด์วิทยาศาสตร์.
2. Berg, J. , Tymoczko, J. , Gatto, G. & Strayer, L. (2015). ชีวเคมี (ฉบับที่ 8) WH Freeman และ บริษัท
3. Campbell, N. & Reece, J. (2005). ชีววิทยา (2nd ed.) Pearson Education.
4. Lodish, H. , Berk, A. , Kaiser, C. , Krieger, M. , Bretscher, A. , Ploegh, H. , Amon, A. & Martin, K. (2016) ชีววิทยาระดับโมเลกุล (ฉบับที่ 8). WH Freeman และ บริษัท
5. Solomon, E. , Berg, L. & Martin, D. (2004). ชีววิทยา (7th ed.) Cengage Learning.
6. Voet, D. , Voet, J. & Pratt, C. (2016). พื้นฐานชีวเคมี: ชีวิตในระดับโมเลกุล (ฉบับที่ 5) ไวลีย์