Biological and Polymer Systems Bozeman Science English Thai

Biological and Polymer SystemsYouTube↗ IA↗(long shot)
Education 20.9K views 126 likes 5 dislikes 05 Jan 2014

Bozeman Science 1.4M subscribers N/A YouTube↗

Hi. It's Mr. Andersen and this is chemistry essentials video 56. It's on biological and

สวัสดี ครูแอนเดอเสนกับวิดีโอในชุดวิชาเคมีพื้นฐานลำดับที่ 56 นี้ จะว่าด้วยเรื่องของระบบทางชีวภาพ

polymer systems. If we were to look inside your blood we would find that it's filled

และโพลิเมอร์ .. ถ้าหากว่าเราสามารถจะมองเข้าไปในเลือดของเราได้ ก็จะเห็นว่าเต็มไปด้วย

with hemoglobin. And that hemoglobin is made in a ribosome. And it looks just like this

ฮีโมโกลบิน ..ซึ่งฮีโมโกลบินนี้ สร้างขึ้นในไรโบโซม แล้วก็จะมีลักษณะดังที่เห็นนี้

when it comes out. What we have are a series of amino acids that are attached together

ตอนที่สร้างออกมาใหม่ๆ .. ประกอบไปด้วยกรดอะมิโนเป็นสายเรียงต่อกัน

through covalent bonds. And the amino acids themselves are held together with covalent

ด้วยพันธะโควาเลนต์ ..และในตัวกรดอะมิโนเองนั้น ก็ยึดกันอยู่ ด้วยพันธะโควาเลนต์เช่นกัน

bonds. But it comes out real linear like this. The moment it comes out of the ribosome however,

แล้วก็สร้างออกมาเป็นเส้นอย่างที่เห็น ..อย่างไรก็ตาม ตอนที่ออกมาจากไรโบโซมนั้น

intermolecular forces take over. So hydrogen bonds are going to weave this into an alpha

แรงระหว่างโมเลกุลก็จะเข้ามามีบทบาท .. นั่นก็คือว่า พันธะไฮโดรเจนนั้น จะทำให้สายของกรดอันนี้ กลายเป็นรูปร่างที่เรียกว่าเกลียวอัลฟา (alpha helix)

helix or a beta pleated sheet. These alpha helixes and beta pleated sheets then are going

หรือแผ่นพับเบต้า (beta pleated sheet) .. เกลียวอัลฟาและแผ่นพับเบต้าพวกนี้

to fold on top of each other where we have hydrophobic regions moving to the inside.

จะพับซ้อนเข้าหากัน โดยมีด้านที่ไม่จับตัวกับน้ำอยู่ทางด้านใน

Hydrophilic on the outside. We have all these dispersion forces that are holding different

แล้วก็ด้านที่จับตัวกับน้ำได้น้ำที่อยู่ด้านนอก ..เราก็จะสังเกตได้ว่ามีแรงกระจายที่คอยยึดส่วนต่างๆ

parts of that molecule together. And so eventually we're going to have this multipolypeptide

ของโมเลกุลมีบทบาทอยู่ด้วย .. ทำให้เกิดเป็นโปรตีนแบบโพลีเปปไทด์

protein form that does its specific job. And so it's not just the covalent bonds that are

ที่สร้างขึ้นมาทำหน้าที่เฉพาะอย่างใดอย่างนึง .. เราก็จะเห็นได้ว่า ไม่เพียงแแต่พันธะโควาเลนต์เท่านั้นที่มีบทบาทสำคัญ (ในกระบวนการนี้)

important. It's going to be these non-covalent interactions. And so in a big molecule the

ยังมีส่วนที่เป็นแรงที่ไม่ใช่พันธะโควาเลนต์ด้วย .. และสำหรับโมเลกุลขนาดใหญ่พวกนี้นั้น ..ลักษณะโครงสร้าง

structure, in other words how it's put together, is going to fit its function. What it does.

หรือ กล่าวคือวีธีการจัดเรียงของโมเลกุลนั้น จะมีผลต่อหน้าที่ในการทำงานด้วย

If the structure is not correct, then the function is not going to be correct as well.

ถ้าโครงสร้างไม่ถูกต้องแล้ว หน้าที่การทำงานก็จะผิดเพี้ยนไปด้วย

That structure is made up of covalent bonds holding that molecule together. But we also

โครงสร้างที่ว่านั้น สร้างขึ้นจากพันธะโควาเลนต์ที่ยึดโมเลกุลไว้ด้วยกัน แล้วก็ยังมีแรงจาก

have all these intermolecular interactions. These non-covalent interactions. Things like

แรงระหว่างโมเลกุลเหล่านี้ด้วย เป็นแรงที่ไม่ได้เกิดจากพันธะโควาเลนต์

hydrogen bonds. Things like dispersion forces. And all of these are going to work together

อย่างไฮโดรเจน หรืออย่างแรงกระจาย ..ซึ่งต่างก็ทำงานร่วมกัน

to give it that specific structure to do a job. So for example an enzyme has to have

ในการทำให้เกิดโครงสร้างที่เฉพาะเจาะจง สำหรับทำหน้าที่อย่างใดอย่างนึง ตัวอย่างเช่น เอนไซม์ชนิดนึง ก็จะต้อง

that perfect shape so the substrate can fit exactly in it and we can break that down.

มีรูปร่างเฉพาะอย่างที่ตัวซับสเตรต (substrate) จะมาจับได้พอดี แล้วก็สลายตัวออกมาได้

Now as we start to make polymers of our own it's important that we understand how their

ทีนี้ พอมาถึงตอนที่เราจะสร้างโพลีเมอร์ของเราขึ้นมาเอง จึงเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง ที่เราต้องมีความเข้าใจ

structure fits their function as well. And so a lot of these biomolecules are polymers.

ความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างกับหน้าที่ด้วย ..อีกเรื่องนึงก็คือ โมเลกุลทางชีวภาพพวกนี้ เป็นโพลีเมอร์

What that means is they're made up of a number of different monomers just like this word

หมายความว่า สร้างขึ้นจากโมโนเมอร์จำนวนมาก มารวมกัน คล้ายกับการที่คำ(ศัพท์) นั้น

is made up of letters. And so let me show you an example of a monomer. So this monomer

สร้างขึ้นมาจากตัวอักษร ..ครูจะแสดงตัวอย่างของโมโนเมอร์ให้ดูตรงนี้

right here, we have ethylene terephthalate. What's going to be the polymer if we attach

อันนี้ก็คือ เอทีลีน เทเรฟทาเลต .. แล้วพวกเราคิดว่า จะเป็นโพลีเมอร์แบบไหน ถ้าเราเอามาต่อเข้าด้วยกัน?

this together? That's going to be polyester, like a nice polyester leisure suit. Or if

ก็จะได้เป็นโพลีเอสเตอร์ อย่างที่เอามาใช้ทำเสื้อผ้าสวยๆ นี่เอง

we were to take this monomer, glucose and we were to put that together in a polymer

หรือถ้าเราจะเอาโมโนเมอร์อันนี้ กับกลูโคสมารวมกันเข้าเป็นโพลีเมอร์

what would we get? We would get a polysaccharide, like starch. Or if we were to take this amino

คิดว่าจะได้อะไรออกมา? .. ก็จะได้เป็นโพลีแซคคาไรด์อย่างเช่นแป้ง เป็นต้น .. หรือถ้าจะเอากรดอะมิโนตัวนี้

acid, that monomer, and we were to attach it together what would we get? We would be

แล้วก็โมโนเมอร์ตัวนั้น มารวมกันเข้า จะได้อะไร? ..ก็จะออกมาเป็น

a polypeptide. So we're going to get this massive protein. But what's holding it together

โพลีเปปไทด์ ก็จะได้เป็นโปรตีนขนาดใหญ่ ..และสิ่งที่ยึดโยงพวกนี้

is going to be all these intermolecular forces between different parts of the molecule itself.

ไว้ด้วยกันก็คือแรงระหว่างโมเลกุลเหล่านี้ คือเกิดขึ้นระหว่างส่วนต่างๆ ของโมเลกุลนั่นเอง

So when we look at a molecule like DNA what we're really seeing are the covalent bonds

ดังนั้นเมื่อเราเห็นโมเลกุลอย่างดีเอ็นเอ .. พึงระลึกว่าเรากำลังเห็นพันธะโควาเลนต์

between all of those atoms that give us this structure. But what you don't see are all

ระหว่างอะตอมต่างๆที่ประกอบขึ้นเป็นโครงสร้างเหล่านี้ แต่สิ่งที่เราไม่สามรถมองเห็นได้ก็คือ

those non-covalent interactions. And so let me put some of those in with stars here. We're

แรงต่างๆ ที่ไม่ใช่พันธะโควาเลนต์ ซึ่งครูจะใส่เครื่องหมายรูปดาวให้เห็นไว้ตรงนี้

going to have all those hydrogen bonds in the middle that hold those two helixes together.

ซึ่งก็คือพันธะไฮโดรเจน ที่ช่วยทำให้เกลียวทั้งสองข้างยึดอยู่ด้วยกันได้

And then we're going to have those hydrogen bonds on the outside that give it the stable

แล้วก็ยังมีพันธะไฮโดรเจนทางด้านนอกนี้ที่ช่วยทำให้

double helix kind of a structure. And so again, if we don't have both covalent and non-covalent

โครงสร้างของเกลียวคู่อันนี้ มีความเสถียรมากขึ้น ..เราก็จะเห็นได้ว่า ถ้าปราศจากเสียซึ่งพันธะโควาเลนต์กับแรงที่ไม่ใช่

interactions, we're not going to have a molecule that works. Likewise if we were to take this

พันธะโควาเลนต์แล้ว ..เราก็จะไม่มีโมเลกุลที่สามารถทำงานอย่างที่เป็นอยู่ได้ ..ทำนองเดียวกัน ถ้าเราจะเอา

simple polypeptide as all these amino acids come out and just look at the covalent bonds,

โพลีเปปไทด์อันนี้ออกมาในรูปของกรดอะมิโน .. แล้วพิจารณาเฉพาะส่วนของพันธะโควาเลนต์

it doesn't give us that structure of that overall protein. And again that structure

เราก็จะไม่ได้โครงสร้างของโปรตีนอย่างที่เราได้อยู่นั่นเอง ..อย่างที่บอกไปแล้ว โครงสร้างของ

of that protein is incredibly important. So if we're looking at a biological molecule,

ของโปรตีนที่อันนี้มีความสำคัญอย่างยิ่ง ..เช่นถ้าเราพิจารณาดูที่โมเลกุลชีวภาพอันนึง

like an enzyme, which is simply a catalyst, which is made of a protein, how does that

เช่นเอนไซม์ ซึ่งก็ตือตัวเร่งปฏิกิริยาอันนึงที่สร้างขึ้นมาจากโปรตีนนี้ ..พิจารณาดูการทำงานของมันให้ดี ..

work? We're going to have an active site where the substrate will fit in. And so that substrate

ก็จะเห็นว่ามีส่วนที่เรียกว่าแอคทีฟไซด์ (active site) ซึ่งจะเป็นส่วนที่ ซับเสรตตจะเข้ามาจับตัวด้วย

will fit in. And then it's going to kind of hug it. We're going to have this induced fit

แล้วก็จะเกิดลักษณะการล็อคกันขึ้นมาชั่วคราว .. ซึ่งจะมีลักษณะเฉพาะที่จะทำให้เข้ากันได้พอดี

where the molecule is going to interact with that substrate. And as it does, it's putting

ที่จะทำให้โมเลกุลสามารถเกิดการทำงานร่วมกันกับสับสเตรตได้ ซึ่งถ้าหากเกิดขึ้น ก็จะทำให้มีลักษณะที่มีความเครียด (tension) ขึ้นมา

tension on it. And then it's going to break it apart. It's going to lower that activation

แล้วก็จะเกิดการสลายตัวของสับสเตรตขึ้น ..ทำให้ไม่ต้องใช้พลังงานกระตุ้นที่สูงเกินไป

energy. And so if we don't have the correct structure, if we don't have these intermolecular

ถ้าหากว่าโครงสร้างนั้น มีลักษณะที่ไม่ถูกต้อง ถ้าหากว่าไม่มีแรงระหว่างโมเลกุล

forces between the enzyme and the substrate, it's simply not going to work. Now as we start

ของเอนไซม์และสับสเตรต ก็จะไม่มีการทำงานเกิดขึ้นได้ ..ทีนี้ ตอนที่เรา

to create polymers of our own, if we understand how their structure fits their function then

กำลังสร้างโพลีเมอร์ขึ้นมานั้น ..ถ้าเรามีความเข้าใจว่า ลักษณะโครงสร้างนั้น มีผลต่อการทำงานอย่างไร

we can start to design polymers that do wonderful jobs. So for example teflon, the structure

เราก็สามารถที่จะออกแบบโพลีเมอร์ที่ทำงานบางอย่างที่เราต้องการได้ ..ตัวอย่างเช่นเทฟลอน ..โครงสร้างของเทฟลอน

of teflon, which is going to be a polymer gives us its function which is going to be

ซึ่งเป็นโพลีเมอร์ชนิดนึงที่มีลักษณะอย่างที่เราต้องการใช้

that nice non-stick pan. Of if we were to look at kevlar for example, its structure

ในกระทะแบบที่ไม่ติด หรือถ้าเราจะหันไปดูที่เคฟลาร์ก็ได้ ซึ่งจะมีโครงสร้าง

is going to give us that rigid function that's going to create that protective helmet or

ที่มีลักษณะเหนียว เอาไปใช้งานอย่างในวัสดุทำหมวกกันน็อค

that kevlar vest. Or if we were to look at nylon. If you look at nylon right here, these

หรือเสื้อกันกระสุน ..หรือถ้าหันไปดูไนลอน อย่างที่เห็นอยู่ตรงนี้

are all going to be intermolecular forces between adjacent strands of the nylon. And

นี่ก็จะเป็นแรงระหว่างโมเลกุลที่เกิดขึ้นระหว่างเส้นใยของไนลอน

so that's going to give us its function as well. So did you learn to identify both the

นี่ก็เป็นตัวอย่างของลักษณะเฉพาะที่เกิดจากโครงสร้างเช่นกัน ..มาสรุปกันว่าพวกเราได้เรียนรู้ ทั้งเรื่อง

covalent and non-covalent interactions? I hope so. And I hope that was helpful.

การทำงานของพันธะโควาเลนต์และแรงที่ไม้ได้เกิดจากพันธะโควาเลนต์แล้วหรือไม่? หวังว่าคงได้ ..และครูก็หวังว่าคงจะเป็นประโยชน์บ้าง