Baanjomyut.com ☰

ห้องสมุดบ้านจอมยุทธ

[ X ] ⇛ หน้าแรก ⇛ ความรู้ทั่วไป ⇛ ปรัชญา ⇛ ศาสนา ความเชื่อ ⇛ สังคมศาสตร์ ⇛ ขนบธรรมเนียม วัฒนธรรม ⇛ วิทยาศาสตร์ ⇛ เทคโนโลยี เกษตรศาสตร์ ⇛ ศิลปกรรม ⇛ ประวัติศาสตร์ ภูมิศาสตร์ ⇛ วรรณกรรม สำนวน โวหาร ⇛ สุขภาพ อาหารและยา

ค้นหาข้อมูลจากบ้านจอมยุทธ คลิก!

วิทยาศาสตร์ ดาราศาสตร์ ฟิสิกส์ เคมี ชีววิทยา

ชีวสารสนเทศศาสตร์

ทฤษฎีและแนวคิดที่เกี่ยวข้อง
ชีววิทยา
จุลชีววิทยา
ความหลากหลายทางชีวภาพ
การวัดขนาดของความหลากหลายทางชีวภาพ
บทสรุปและวิเคราะห์

ทฤษฎีและแนวคิดที่เกี่ยวข้อง

ชีวสารสนเทศศาสตร์ แบ่งออกเป็น 3 โมเลกุลใหญ่ๆ คือ

ดีเอ็นเอ (DNA) เป็นชื่อย่อของสารพันธุกรรม มีชื่อวิทยาศาสตร์ว่า กรดดีออกซีไรโบ-นิวคลีอิก (Deoxyribonucleic acid) ซึ่งเป็นกรดนิวคลีอิก (กรดที่พบในใจกลางของเซลล์ทุกชนิด) ที่พบในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ได้แก่ คน, สัตว์, พืช, เชื้อรา, แบคทีเรีย, ไวรัส เป็นต้น ดีเอ็นเอบรรจุข้อมูลทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตชนิดนั้นไว้ ซึ่งมีลักษณะที่ผสมผสานมาจากสิ่งมีชีวิตรุ่นก่อน ซึ่งก็คือ พ่อและแม่ และสามารถถ่ายทอดไปยังสิ่งมีชีวิตรุ่นถัดไป ซึ่งก็คือ ลูกหลาน

ดีเอ็นเอมีรูปร่างเป็นเกลียวคู่ คล้ายบันไดลิงที่บิดตัว 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 Gเท่านั้น (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. วัตสันและฟรานซิส คริก เป็นผู้ไขความลับโครงสร้างของดีเอ็นเอ และนั่นนับเป็นจุดเริ่มต้นของยุคเทคโนโลยีทางดีเอ็นเอการสังเคราะห์โปรตีนเริ่มจากการที่สายคู่ของ DNA คลายเกลียวออก และมีเอนไซม์สำหรับการสังเคราะห์ RNA มาจับบนสายของ DNA สายใดสายหนึ่ง และใช้สายนั้นเป็นสายแม่พิมพ์สำหรับสังเคราะห์ RNA สาย RNA ที่สังเคราะห์ขึ้นจะมีชนิดของเบสที่เป็นคู่สมกันกับสายของ DNA ที่เป็นสายแม่พิมพ์ เว้นแต่จะไม่มีการจับกันระหว่างสาย DNA และ RNA ด้วยพันธะ และสำหรับเบสบนสาย DNA ที่เป็น A บนสาย RNA จะเป็น U แทนที่จะเป็น T RNA ที่พบในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตและจำเป็นต่อการสังเคราะห์โปรตีนมีอยู่ 3 ชนิด คือ ribosomal RNA (rRNA) messenger RNA (mRNA) และ transfer RNA (tRNA) สาย mRNA ที่ได้จากการถอดรหัสของ DNA ซึ่งมีข้อมูลของโปรตีนที่จะสังเคราะห์ขึ้น จะเคลื่อนที่ไปยัง ribosome ซึ่งเกิดจากการรวมตัวของ rRNA และ โปรตีนเฉพาะบางตัวอันเป็นสถานที่สำหรับการสังเคราะห์โปรตีน และจับกับ ribosome นั้น จากนั้นเบส 3 ตัว (triplet) บนสาย mRNA ซึ่งเรียกว่า codon จะเข้าคู่กับเบส 3 ตัว ซึ่งเรียกว่า anticodon บน tRNA จำเพาะในลักษณะแบบคู่สม คือ A จับกับ U และ G จับกับ C โดยที่ tRNA แต่ละตัวจะเชื่อมอยู่กับกรดอะมิโนหนึ่งตัว และ tRNA นี้เองที่เป็นตัวนำเอากรดอะมิโนมาสังเคราะห์เป็นโปรตีน การเข้าคู่กันในลักษณะนี้คล้ายๆ กับการแปลรหัสจากเบส 3 ตัวบน mRNA ไปเป็นชนิดของกรดอะมิโน ดังนั้นในทางชีวเคมีจึงเรียกกระบวนการสังเคราะห์โปรตีนว่า การแปล (translation) รูปที่ 9 แสดงขั้นตอนคร่าวๆ ของการถอดรหัสเบสบนสาย DNA มาเป็น mRNA จนถึงเบส 3 ตัวบน mRNA ซึ่งเมื่อแปลแล้ว จะได้ชนิดของกรดอะมิโนต่างชนิดกัน ไปตามลำดับของเบสบน mRNA



การจับคู่กันระหว่างเบสคู่สม DNA และ RNA ด้วยพันธะไฮโดรเจนdegeneracy [1] โปรตีนที่สังเคราะห์ขึ้นเกิดจากการเชื่อมต่อกันของกรดอะมิโนแต่ละตัวด้วยพันธะเปปไตด์ (peptide bond) การเชื่อมต่อของกรดอะมิโนจะสิ้นสุดลงเมื่อมาถึง codon ที่เป็น UAA, UAG หรือ UGA ซึ่งไม่เป็นรหัสสำหรับกรดอะมิโนตัวใดๆ เลย codon เหล่านี้เป็นสัญญาณสั่งให้ยุติการสร้างโปรตีน และเรียกว่า stop codon ซึ่งเมื่อสาย mRNA ถูกอ่านมาจนถึงจุดนี้ สายโซ่ของ polypeptide จะหลุดออกมาจาก ribosome กลไกโดยสรุปของกระบวนการสร้างโปรตีน



ตารางรหัส mRNA โดย codon 64 ตัวเป็นรหัสบน mRNA
ซึ่งภายหลังการแปลแล้วจะทำให้ ชนิดของกรดอะมิโนแตกต่างกันไปกรดไรโบนิวคลีอิก หรือ อาร์เอ็นเอ (Ribonucleic acid - RNA) เป็นพอลิเมอร์ของกรดนิวคลีอิกที่ประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์ (nucleotide) เชื่อมต่อกันด้วยพันธะโคเวเลนต์ อาร์เอ็นเอนิวคลีโอไทด์ประกอบด้วยวงแหวนไรโบส (ribose) ซึ่งแตกต่างจากดีเอ็นเอที่ประกอบด้วยวงแหวนดีออกซีไรโบส (deoxyribose) อาร์เอ็นเอเกิดจากการคัดสำเนาข้อมูลจากดีเอ็นเอโดยเอนไซม์อาร์เอ็นเอพอลิเมอเรส แล้วเข้ากระบวนการต่อเนื่องโดยเอนไซม์อื่นๆ อีก อาร์เอ็นเอจะทำหน้าที่เหมือนแม่แบบสำหรับแปลข้อมูลจากยีน ไปเป็นข้อมูลในโปรตีน แล้วขนย้ายกรดอะมิโนเข้าไปในไรโบโซม (ribosome) เพื่อผลิตโปรตีน และแปลข้อความไปเป็นสำเนาข้อมูล (transcript) ในโปรตีน

RNA ประกอบด้วยสายยาวของไรโบนิวคลีโอไทด์ที่ไม่มีการแตกกิ่งก้านและสั้นกว่า โมเลกุลของ DNA มาก แต่มีปริมาณในเซลล์มากกว่า ในโปรคาริโอติกและยูคาริโอติกเซลล์มี RNA เป็นสายเดี่ยวยกเว้นบนสาย RNA ไวรัส มีบริเวณที่มีโครงสร้างเกลียวคู่ซึ่งเกิดขึ้นโดยการสร้างห่วงที่เรียกว่า hairpin loop บริเวณนี้ A จับคู่กับ U และ G จับคู่กับ C หรือ Gสามารถจับคู่กับ U ได้แต่แข็งแรงน้อยกว่าคู่ GC โมเลกุล RNA มีทั้งหมด 3 ชนิด คือ เมสเซนเจอร์ RNA (messenger RNA, mRNA) ทรานสเฟอร์ RNA (transfer RNA, tRNA) และ ไรโบโซมอล RNA (ribosomal RNA, rRNA) RNA ทั้ง 3 ชนิดต่างกันตรงน้ำหนักโมเลกุล, การเรียงลำดับของ นิวคลีโอไทด์ และหน้าที่ทางชีวภาพ



การเปรียบเทียบระหว่าง DNA และ RNAเมสเซนเจอร์ RNA (mRNA) เป็นตัวถ่ายทอดข้อมูลทางพันธุกรรม จาก DNA ออกมาเป็นโปรตีน เมื่อเซลล์ ต้องการสร้างโปรตีนขึ้นมาใช้งาน เซลล์จะคัดลอก gene สำหรับสร้างโปรตีนนั้นออกมาเป็น mRNA ดังนั้น mRNA จึงเกิดขึ้นในนิวเคลียส เมื่อมี mRNA แล้ว จะมีกระบวนการขนส่ง mRNA ออกจากนิวเคลียสสู่ไซโทพลาซึม ซึ่งเป็นที่สำหรับการสังเคราะห์โปรตีน



เมสเซนเจอร์ RNA mRNA ทรานสเฟอร์ RNA (tRNA) ตัวมันจะมีกรดอะมิโนมาเกาะอยู่ ทำหน้าที่นำกรดอะมิโนมาเรียงร้อยต่อกันเป็น โปรตีน ชนิดของกรดอะมิโนที่จะนำมาต่อนี้ถูกกำหนดโดยรหัสพันธุกรรมบน mRNA ส่วน tRNA มีตัวช่วยอ่านรหัสเรียกว่า anticodon



ทรานสเฟอร์ RNA (tRNA)ไรโบโซมอล RNA (rRNA) เป็น RNA ที่เป็นองค์ประกอบของไรโบโซม ในสิ่งมีชีวิตชั้นสูงพบ rRNA อยู่ 4 ขนาดคือ 28S, 18S, 5.8S และ 5S rRNA ทำหน้าที่ในการสังเคราะห์โปรตีน



ไรโบโซมอล โปรตีน (Protein)

โปรตีน เป็นสารอินทรีย์ซึ่งพบได้ในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด มีโครงสร้างซับซ้อนและมีมวลโมเลกุลมาก โปรตีนมีหน่วยย่อยคือ กรดอะมิโน เรียงต่อกันด้วยพันธะเปปไทด์ โปรตีนมีหน้าที่สำคัญต่อโครงสร้างและกิจกรรมภายในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด รวมทั้งไวรัสด้วย โปรตีนในอาหารนั้นเป็นแหล่งของกรดอะมิโน ให้แก่สิ่งมีชีวิตแต่ไม่สามารถสังเคราะห์กรดอะมิโนเหล่านั้นได้เอง โปรตีนเป็นหนึ่งในมหโมเลกุล (macromolecules) เช่นเดียวกันกับโพลีแซคาไรด์ (คาร์โบไฮเดรต) และกรดนิวคลีอิก (สารพันธุกรรม) ซึ่งเป็นองค์ประกอบพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต โปรตีนถูกค้นพบครั้งแรกโดย Jöns Jacob Berzelius ในปี พ.ศ. 2381 (ค.ศ. 1838)

คำว่า "โปรตีน" มีรากศัพท์มาจากภาษากรีกที่แปลว่า"สิ่งสำคัญอันดับแรก" โปรตีนเป็นองค์ประกอบสำคัญของร่างกาย 1 ใน 5 ส่วนของน้ำหนักตัวผู้ใหญ่คือโปรตีน และส่วนของโปรตีนในร่างกายจะพบในกล้ามเนื้อ 1/5 ส่วนพบในกระดูกและกระดูกอ่อน และ 1/10 ส่วนพบในผิวหนัง ส่วนที่เหลือพบในเนื้อเยื่อต่างๆ ของเหลวในร่างกาย เช่น เลือด ต่อมต่างๆ เซลล์ภูมิคุ้มกันและเนื้อเยื่อประสาท แม้กระทั่งเส้นผมเล็ก เอ็นไซม์ และฮอร์โมน ล้วนแต่มีโปรตีนเป็นองค์ประกอบทั้งสิ้น โปรตีนและกรดอะมิโน

หากเปรียบโปรตีนคือสายโซ่ กรดอะมิโนก็คือห่วงโซ่ ซึ่งแต่ละห่วงที่มาประกอบเป็นโซ่สายยาวคือโปรตีนนั่นเอง กรดอะมิโนจะมีหลากหลายชนิดแตกต่างกัน โปรตีน 1 โมเลกุลประกอบด้วยกรดอะมิโนที่แตกต่างกันได้ตั้งแต่ 100 หรือ 1,000 กรดอะมิโน โปรตีนมีความจำเป็นต่อการเจริญเติบโตและการซ่อมแซมส่วนที่สึกหรอของร่างกาย แต่ยังพบว่ามีประชากรเป็นจำนวนมากที่มีภาวะขาดโปรตีน ซึ่งโดยมากมักจะพบการขาดกรดอะมิโนเมไธโอนีน ทริพโตเฟน และไลซีน

ความสำคัญของโปรตีน
• สร้างเนื้อเยื่อต่างๆและซ่อมแซมส่วนที่สึกหรอ ในอวัยวะต่างๆ
• เป็นส่วนประกอบของน้ำย่อย และฮอร์โมน
• เป็นส่วนประกอบของสารเคมีที่สามารถต้านทานโรค
• ให้พลังงาน คือ โปรตีน 1 กรัม ให้พลังงานประมาณ 4 แคลลอรี่
• ร่างกายสามารถใช้โปรตีนแทนคาร์โบไฮเดรตได้การจำแนกประเภทของโปรตีน

โปรตีนแบ่งตามหน้าที่ได้เป็นหลายชนิด

  1. เอนไซม์ (enzyme) มีหน้าที่ในการเร่งปฏิกิริยาเคมีต่าง ๆ ในร่างกาย เช่น เอนไซม์ ในกระบวนการหายใจ การสังเคราะห์โปรตีน ถ้าเอนไซม์ทำหน้าที่ย่อยอาหารจะเรียกว่า น้ำย่อย เช่น อะไมเลส เพปซินไลเปส
  2. โปรตีนขนส่ง (transport protein ) ได้แก่ โปรตีนที่ทำหน้าที่ในการขนส่งสารต่าง ๆ ในร่างกาย เช่น เฮโมโกลบิน (hemoglobin)ขนส่งออกซิเจนในเลือดไมโอโกลบิน (myoglobin) ช่วยลำเลียงออกซิเจนในเซลล์กล้ามเนื้อลาย อัลบูมิน(albumin ) ช่วยขนส่งไขมัน
  3. โปรตีนโครงสร้าง (structural protein ) เป็นองค์ประกอบของโครงสร้าง ของร่างกาย เช่น เคราทิน (keratin ) ในเส้นผมและขนสัตว์ คอลลาเจน (collagen ) ของเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน และกระดูกโปรตีน พวกนี้จะมีกรดอะมิโน ซีสเทอีน ซึ่งมีกำมะถันเป็นองค์ประกอบอยู่มากทำให้คงตัวมาก
  4. โปรตีนสะสม (storage protein) เป็นโปรตีนที่สะสมเป็นคลังอาหาร เช่น อัลบูมินในไข่ (albumin)
  5. โปรตีนฮอร์โมน (protein hormone) เป็นโปรตีนที่ควบคุมการทำงานของร่างกายให้เป็นปกติ เช่น อินซูลิน (insulin) ฮอร์โมนโกรท (growth hormone) ฮอร์โมนกระตุ้นต่อมไทรอยด์ (thyroid stimulating hormone )
  6. โปรตีนป้องกัน (protective protein) เป็นโปรตีนที่ป้องกันไม่ให้ร่างกายได้รับอันตรายหรือเกิดการเจ็บป่วย เช่น แอนดีบอดี (antibody )ช่วยกำกับสิ่งแปลกปลอมที่เข้าสู่ร่างกาย โปรตีนโพรทรอมบิน (prothrombin) และไพบริโนเจน (fibrinogen) ช่วยในการแข็งตัว ของเลือดเมื่อเกิดบาดแผล
  7. โปรตีนเคลื่อนไหว (contractile protein) เป็นโปรตีนที่ทำให้เกิดการเคลื่อนไหวหรือเคลื่อนที่ เช่น โปรตีนที่เป็นส่วนประกอบของไมโครทูบูล (microtubule ) ซีเลีย (cilia) แฟลเจลลา (flagella )โปรตีนในเซลล์กล้ามเนื้อ ได้แก่ แอกทิน (actin ) และไมโอซิน (myosin)
  8. พิษ (toxin) เป็นโปรตีนที่เป็นสารพิษต่าง ๆ เช่น พิษงู พิษจากเชื้อแบคทีเรียบางชนิด

โปรตีนแบ่งตามองค์ประกอบทางเคมี แบ่งได้เป็น 3 ประเภท คือ

  1. โปรตีนอย่างง่าย (simple protein) เป็นโปรตีนที่เมื่อสลายตัวหรือเกิดไฮโดรไลซิสแล้วจะได้กรดอะมิโนอย่างเดียว เช่นโกลบูลิน (globulin ) อัลลูมิน (albumin) เคราทิน (keratin) กลูเทลิน (glutelin)
  2. โปรตีนประกอบ (compound protein ) หรือ คอนจูเกดโปรตีน (conjugate protein) ซึ่งเรียกว่าหมู่พรอสเทติก (prosthetic group) ได้แก่ นิวคลีโอโปรตีน (nucteoprotein ) ประกอบด้วยโปรตีนและกรดนิวคลีอิก เช่น ไรโบโซนเป็นโปรตีนที่อยู่รวมกับ RNA โครโมโซมเป็นโปรตีนที่อยู่รวมกับ DNA
    - ลิโพโปรตีน (lipoprotein ) เป็นโปรตีนที่อยู่รวมกับลิพิด เช่นโปรตีนในน้ำเลือดในไข่แดง
    - ฟอสโฟโปรตีน (phosphoprootin ) เป็นโปรตีนที่อยู่รวมกับหมู่ฟอสเฟต เช่น โปรตีนเคซีนในนม โอโวไวเทลลิน (ovovitellin ) ในไข่แดง
    - ไกลโคโปรตีน (glycoprotein ) มีคาร์โบไฮเดรตเป็นส่วนประกอบอยู่ด้วย เช่น โปรตีนเมือก (mucoprotein )
  3. อนุพันธ์ของโปรตีน (derived protein ) เป็นโปรตีนที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงไปจากสภาพธรรมชาติ เช่น ถูกกรด ถูกย่อยสลาย เช่น โปรตีนโอส (proteose ) เพปโตน (peptone ) โปรตีนในไข่ขาว ซึ่งปกติใสแต่เมื่อถูกความร้อนจะเป็นสีขาว เป็นต้น

แชร์ให้เพื่อนสิ แชร์ให้เพื่อนได้ แชร์ให้เพื่อนเลย


บ้านจอมยุทธ : สร้างเมื่อ สิงหาคม 2543 วิธีใช้: อ่านเพื่อประเทืองปัญญา | วัตถุประสงค์ | ติดต่อ : baanjomyut@yahoo.com