ขอบข่ายของวิชาชีวเคมี

ชีวเคมีเป็นวิชาที่ศึกษาถึงส่วนประกอบทางเคมีและกระบวนการต่าง ๆ ของสิ่งมีชีวิตในระดับโมเลกุล แบ่งการศึกษาออกเป็น 3 ระดับ คือ

1. ระดับโมเลกุล ศึกษาถึงธรรมชาติและองค์ประกอบทางเคมีในสิ่งมีชีวิต อันได้แก่ การศึกษาการสังเคราะห์โมเลกุลของคาร์โบไฮเดรต โปรตีน ลิพิด กรดนิวคลีอิก ฮอร์โมน วิตามิน เมแทบอไลต์ แร่ธาตุและน้ำ เป็นต้น

2. ระดับเมแทบอลิซึม ศึกษาถึงการเปลี่ยนแปลงชีวโมเลกุลต่าง ๆ โดยมีเอนไซม์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา การแปรรูปทางเคมีของสารเมแทบอไลต์ต่าง ๆ การเปลี่ยนแปลงพลังงานที่เกิดจากการแปรรูปทางเคมี ซึ่งเรียกว่า “เมแทบอลิซึม”

3. ระดับควบคุม ศึกษากระบวนการต่าง ๆ ที่ควบคุมกระบวนการเมแทบอลิซึม ให้เกิดอย่างมีระเบียบแบบแผน การรักษาสมดุลต่าง ๆ ของร่างกาย
การศึกษาระดับที่ 1 (ระดับโมเลกุล) เรียกว่า ชีวเคมีสถิติ (static) การศึกษาระดับที่ 2 (ระดับเมแทบอลิซึม) และ 3 (ระดับควบคุม) เรียกว่า เคมีพลวัต (dynamic)

หลักการของชีวเคมี
วิชาชีวเคมีมีหลักการใหญ่ ๆ ที่สำคัญ ดังนี้
1. ชีวโมเลกุลทุกชนิดไม่ว่าใหญ่หรือเล็กก็มีหน้าที่และบทบาทต่อสิ่งมีชีวิต
2. ศึกษาโครงสร้างและบทบาทหน้าที่ของชีวโมเลกุลที่ถูกสกัดออกมาจากสิ่งมีชีวิต การศึกษาภายในหลอดทดลอง (in vitro) จะช่วยบอกถึงโครงสร้างหน้าที่ของสารชีวโมเลกุลเหล่านั้นภายในสิ่งมีชีวิต จากนั้นทำการทดสอบให้แน่ชัดโดยการศึกษาบทบาทของชีวโมเลกุลเหล่านั้นในสิ่งมีชีวิต (in vivo)
3. ชีวโมเลกุลทั่ว ๆ ไปจะทำงานได้ดีในน้ำที่มีสภาพที่ไม่เป็นกรดและด่างมากเกินไป มีอุณหภูมิที่สูงกว่าจุดเยือกแข็งของน้ำแต่ต่ำกว่าจุดเดือดของน้ำ
4. ชีวโมเลกุลแต่ละชนิดมีอยู่ในสิ่งมีชีวิตในปริมาณน้อย จึงต้องมีการสร้างขึ้นมาทดแทนในส่วนที่ถูกใช้ไป
5. ปฏิกิริยาต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตเกือบทั้งหมดต้องอาศัยตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพที่เรียกว่า “เอนไซม์”
6. การทำงานอย่างเป็นระเบียบของชีวโมเลกุลหลาย ๆ ชนิด ถูกกำหนดโดยโครงสร้างของชีวโมเลกุล ตำแหน่งที่อยู่ สภาพแวดล้อม พันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต ซึ่งเป็นไปตามหลัการทางเคมีและฟิสิกส์
7. สิ่งมีชีวิตจะยึดหลักประหยัดพลังงาน (ไม่ใช้ ไม่สะสม ไม่สร้างชีวโมเลกุลที่ไม่จำเป็น)
8. สิ่งมีชีวิตมีการแลกเปลี่ยนและถ่ายทอดพลังงานกับสิ่งแวดล้อม เพื่อใช้ในการสร้างและรักษาสภาพโครงสร้างของสิ่งมีชีวิต
9. สิ่งมีชีวิตมีการจัดเรียงตัวกันของสารต่าง ๆ ที่เป็นองค์ประกอบอย่างสลับซับซ้อนและเป็นแบบแผน เช่น ร่างกายของคนมีลำดับการจัดเรียงโครงสร้างจากอะตอมไปเป็นโมเลกุล จากโมเลกุลเป็นแมโครโมเลกุล แมโครโมเลกุลเชิงซ้อน ออร์แกเนลล์ และ อวัยวะต่าง ๆ ตามลำดับ
10. ส่วนต่าง ๆ ของสิ่งมีชีวิตมีหน้าที่และการทำงานที่จำเพาะ เช่น แขน ขา ตา หู อวัยวะต่าง ๆ มีหน้าที่ที่แตกต่างกันไป มีการทำงานที่จำเพาะ
11. สิ่งมีชีวิตมีการสืบพันธุ์และถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมของตนเองจากรุ่นหนึ่งไปสู่รุ่นหนึ่ง
12. หลักการพื้นฐานทางชีวเคมีของพฤติกรรมอย่างหนึ่งที่ได้จากสิ่งมีชีวิตหนึ่ง มักใช้ได้กับอีกสิ่งมีชีวิตหนึ่งที่มีพฤติกรรมคล้ายกัน


back to previous page
go to next page

 

บทที่ 1 บทนำ