สารชีวโมเลกุล (Biomolecule) คือ สารประกอบอินทรีย์ที่พบได้ในสิ่งมีชีวิต ประกอบด้วยธาตุคาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน ไนโตรเจน และธาตุอื่นๆ เป็นส่วนประกอบ สารชีวโมเลกุลมีโครงสร้างและหน้าที่ที่แตกต่างกันไป ทำหน้าที่เป็นโครงสร้าง พลังงาน สารควบคุม และสารสื่อสัญญาณในสิ่งมีชีวิต
ประเภทของสารชีวโมเลกุล
สารชีวโมเลกุลสามารถแบ่งออกได้เป็น 4 ประเภทหลัก ๆ ตามองค์ประกอบและโครงสร้างของโมเลกุล ดังนี้
คาร์โบไฮเดรต (Carbohydrates) เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่ประกอบด้วยธาตุคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน ในสัดส่วน 1:2:1 คาร์โบไฮเดรตมี 3 ประเภทหลัก ๆ คือ
- น้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว (Monosaccharides) เป็นคาร์โบไฮเดรตที่มีโมเลกุลขนาดเล็กที่สุด ตัวอย่างเช่น กลูโคส ฟructose
- น้ำตาลโมเลกุลคู่ (Disaccharides) เป็นคาร์โบไฮเดรตที่เกิดจากการรวมตัวของน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว 2 ตัว ตัวอย่างเช่น ซูโครส แลคโตส
- น้ำตาลโมเลกุลรวม (Polysaccharides) เป็นคาร์โบไฮเดรตที่เกิดจากการรวมตัวของน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยวหลายตัว ตัวอย่างเช่น เซลลูโลส ไกลโคเจน
โปรตีน (Proteins) เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่ประกอบด้วยธาตุคาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน ไนโตรเจน และกำมะถัน โปรตีนประกอบด้วยหน่วยย่อยที่เรียกว่ากรดอะมิโน กรดอะมิโนแต่ละตัวมีโครงสร้างพื้นฐานเหมือนกันคือ มีหมู่คาร์บอกซิล (-COOH) และหมู่แอมโมเนียม (-NH2) ติดอยู่กับอะตอมของคาร์บอนตัวเดียวกัน โปรตีนมีโครงสร้างและหน้าที่ที่แตกต่างกันไป ทำหน้าที่เป็นโครงสร้าง พลังงาน เอนไซม์ ฮอร์โมน และภูมิคุ้มกัน
ไขมันและน้ำมัน (Lipids) เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่ประกอบด้วยธาตุคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน ไขมันและน้ำมันมีโครงสร้างหลักเป็นไขมัน (lipid) ซึ่งประกอบด้วยกรดไขมันและไกลเซอรอล กรดไขมันเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีหมู่คาร์บอกซิล (-COOH) ติดอยู่กับอะตอมของคาร์บอนปลายด้านหนึ่งและกลุ่มไฮดรอกซิล (-OH) ติดอยู่กับอะตอมของคาร์บอนปลายอีกด้านหนึ่ง ไกลเซอรอลเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีหมู่ไฮดรอกซิล 3 หมู่ ไขมันและน้ำมันมีสมบัติเป็นสารประกอบที่ไม่มีขั้ว ทำหน้าที่เป็นโครงสร้าง พลังงาน และสารสื่อสัญญาณ
กรดนิวคลีอิก (Nucleic acids) เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่ประกอบด้วยธาตุคาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน ไนโตรเจน และฟอสฟอรัส กรดนิวคลีอิกประกอบด้วยหน่วยย่อยที่เรียกว่านิวคลีโอไทด์ นิวคลีโอไทด์ประกอบด้วยน้ำตาล หมู่ฟอสเฟต และนิวคลีโอฐาน กรดนิวคลีอิกมี 2 ชนิดหลัก ๆ คือ
- ดีเอ็นเอ (DNA) เป็นกรดนิวคลีอิกที่มีหน้าที่เก็บข้อมูลทางพันธุกรรม
- อาร์เอ็นเอ (RNA) เป็นกรดนิวคลีอิกที่มีหน้าที่ในการสังเคราะห์โปรตีน
การนำสารชีวโมเลกุลไปใช้
สารชีวโมเลกุลมีการนำไปใช้อย่างหลากหลาย เช่น
- เป็นอาหาร เช่น คาร์โบไฮเดรต ไขมัน และโปรตีน
- เป็นยารักษาโรค เช่น ยาปฏิชีวนะ ฮอร์โมน และวัคซีน
- เป็นสารเคมีในอุตสาหกรรม เช่น พลาสติก เส้นใย และยาฆ่าแมลง
ตัวอย่างข้อสอบ
- สารชีวโมเลกุลชนิดใดที่มีบทบาทสำคัญในการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม
(1) คาร์โบไฮเดรต
(2) โปรตีน
(3) ไขมัน
(4) กรดนิวคลีอิก
คำตอบ (4)
- สารชีวโมเลกุลชนิดใดที่มีบทบาทสำคัญในการให้พลังงานแก่ร่างกาย
(1) คาร์โบไฮเดรต
(2) โปรตีน
(3) ไขมัน
(4) กรดนิวคลีอิก
คำตอบ (1)