เรารู้แล้วว่าการหายใจระดับเซลล์สามารถ
แบ่งได้เป็น 3 ระยะ
กระบวนการแรกคือ ไกลโคไลซิส เป็นกระบวนการสลาย
กลูโคส
และปฏิกิริยานี้สามารถเกิดขึ้นโดยไม่จำเป็นต้องมีออกซิเจน
ถ้าไม่ใช้ออกซิเจนก็จะเข้าสู่กระบวนการหมัก
ผมจะอธิบายเรื่องนั้นอีกทีครับ
คร่าวๆ คือ กระบวนการหมักที่เกิดขึ้นในคน
จะสร้างกรดแลคติค
ส่วนในสิ่งมีชีวิตชนิดอื่นอาจจะ
สร้างแอลกอฮอร์หรือเอทานอล
ถ้าในปฏิกริยาใช้ออกซิเจน ส่วนใหญ่ร่างกายเรา
ใช้ปฏิกริยานี้ ถ้ามี
ออกซิเจน ก็จะเข้าสู่
กระบวนการ Kreb's cycle
หรือบางครั้งเรียกว่า Citric acid cycle เพราะมันเกี่ยวกับ
กรดซิตริก
สารอย่างเดียวกับที่มีในส้ม มะนาว
จากนั้น เราจะไปที่กระบวนการ
กระบวนการถ่ายทอดอิเล็กตรอน
Electron transport chain
ตามที่เรียนมาจากวิดีโอม้วนแรกเรื่องการหายใจระดับเซลล์
ว่า ATP จำนวนมหาศาลสร้างจาก
กระบวนการนี้
โดยที่ส่วนประกอบของปฏิกิริยานี้จะมาจาก
ส่วนข้างบนนี้ (ไกลโคไลซิส)
ในวีดีโอนี้ครับ เราจะสนใจที่
ไกลโคไลซิส
มันเป็นเรื่องที่ค่อนข้างยาก
เพราะคุณอาจจะสับสนได้
ผมจะแสดงส่วนยากให้ดูเล็กน้อย
กระบวนการที่แท้จริง
มันอาจจะน่าเบื่อเล็กน้อย
แต่ที่ผมทำคือทำให้มันง่ายที่สุด เท่าที่เป็นไปได้
เท่าที่เป็นไปได้
หลังจากนี้ เราจะชม
ส่วนยากของกระบวนการไกลโคไลซิส
เพื่อให้เรารู้ถึงที่มามากขึ้น
ซึ่ง ไกลโคไลซิส หรือ การหายใจระดับเซลล์นั้น
เริ่มต้นด้วยกลูโคส
ซึ่งสูตรทางโมเลกุลของกลูโคสก็คือ
C6H12O6
หลังจากนั้นผมสามารถวาดโครงสร้างโมเลกุลให้ได้
มันอาจจะใช้เวลาเล็กน้อย
แต่ผมขอเขียนเป็นโซ่ตรงละกัน
ซึ่งที่จริงมันอาจจะเป็นรูปทรงวงแหวนก็ได้
แต่เพื่อให้ง่าย ผมจะวาดคาร์บอน 6 อันเป็นเส้นเดียว
ซึ่งไกลโคไลซิสมีสองขั้นตอน
ที่เราควรรู้
ขั้นตอนแรก เป็นขั้นตอนการลงทุน
ซึ่งขั้นตอนการลงทุนจะใช้ 2 ATP
ซึ่งเป้าหมายของการหายใจระดับเซลล์คือ
การสร้าง ATP แต่ในขั้นตอนแรก
เราต้องใช้ ATP 2 อัน
ผมจะใช้ ATP 2 อันเพื่อแตกกลูโคสเป็น
โมเลกุลที่มี 3 คาร์บอน 2 โมเลกุล
และพวกมันก็มีกลุ่มฟอสเฟตเกาะอยู่ด้วย
ซึ่งกลุ่มฟอสเฟตเหล่านี้มาจาก ATP
เมื่อพวกมันมีกลุ่มฟอสเฟตเกาะอยู่
เราจะเรียกมันว่า
PGAL
แต่คุณไม่จำเป็นต้องจำตรงนี้
ซึ่งชื่อเต็มคือ phosphoglyceraldehyde
ซึ่งคำนี้สะกดยากมาก
ส่วนนี้ไม่จำเป็นต้องรู้
ที่คุณต้องรู้คือ
ในตอนแรกคุณใช้ ATP ไป 2 โมเลกุล
นี่คือเหตุผลว่าทำไมมันถึงมีชื่อว่าขั้นตอนการลงทุน
ซึ่งก็เหมือนกับในทางธุรกิจ เราต้องลงทุนก่อน
หลังจากนั้นโมเลกุล PGAL 2 โมเลกุล ก็จะไปสู่
ขั้นตอนของ payoff phase
ในขั้นตอน payoff phase นั้น โมเลกุลของ
PGAL จะถูกเปลี่ยนเป็น pyruvate
ซึ่งก็คือโมเลกุล 3-คาร์บอน แต่ถูกเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย
ซึ่งขั้นตอนสู่การเป็น pyruvate
ผมจะวาด pyruvate เป็นสีน้ำเงิน
คุณควรจะรู้จักคำๆ นี้
ผมจะวาดโครงสร้างของมัน
Pyruvate
หรือบางครั้ง มันจะถูกเรียกว่า กรดไพรูวิค
ซึ่งมันคือสิ่งเดียวกัน
และมันคือผลที่ได้จากไกลโคไลซิส
ซึ่งในตอนแรก คุณเริ่มด้วยกลูโคส ในขั้นตอนการลงทุน
แล้วคุณก็ได้ PGAL
ซึ่งคือผลที่ได้จากการแตกกลูโคสออก
และแปะกลุ่มฟอสเฟตเข้าไป
และโมเลกุลนี้จะเข้าสู่
payoff phase
ซึ่งคุณจะได้ไพรูเวท 2 โมเลกุลจาก
กลูโคสทุกโมเลกุลที่คุณเริ่มไว้ด้วย
ซึ่งคุณอาจจะสงสัยว่า นี่ Sal มันมี payoff phase ด้วยนะ
แล้ว payoff คืออะไร
อืม.. จาก payoff
ขั้น payoff phase
นี่คือ payoff phase
และ...ขอโทษนะครับที่พื้นหลังเป็นสีขาว
จริงๆแล้วที่กระดานเป็นแบบนี้เพราะผม
นำข้อมูลมาจากวิกิพีเดีย ของเขามัน
เป็นสีขาว พี้นหลังที่เห็นจึงเป็นแบบนี้
ในวิดีโอ
แต่ยังไงผมก็ชอบพื้นหลังสีดำ
มากกว่า
ตรงนี้เป็น payoff phase
ได้มาจาก Phosphoglyceraldehyde
ซึ่งกลายเป็น กรดไพรูวิค จะได้ 2 สิ่งออกมา
ผมว่า มันออกมา 3 สิ่ง
เราสลาย PGALเป็น
ไพรูเวต จะมี 2 ATP ออกมาด้วย
2 ATP
ผมจะได้ 2 ATP
และ 2 ATP จากอีกโมเลกุล
และจากการสลายนั้นจะได้ NADH ด้วย
NADH
ใช้สีเข้มกว่านี้เขียนดีกว่า
NADH
แน่นอนว่า มันไม่ได้สร้างโมเลกุลทั้งหมด
จากความว่างเปล่า
ที่สำคัญคือ การสร้างNADH ใช้
NAD+ ดังนั้นตั้งจึงต้นที่ NAD+
แล้วรีดิวส์
ด้วยการเพิ่ม H
จำได้นะ! ที่ไปเรียน 2 ครั้งที่แล้ว เธอ
ได้ดูการรีดักชันของ H
ดังนั้นจะได้ว่า NAD+ ถูกรีดิวส์เป็น NADH
ต่อไป NADH จะใช้ในกระบวนการ
Electron transport chain ที่ใช้สร้าง ATP
และทั้งหมดนี้ที่เราได้รู้คือกระบวนการของ
Glycolysis ที่มีสารตั้งต้น
คือกลูโคส
กลูโคส
และคุณจะใช้ NAD+
NAD+
ความจริง ทุกโมลของกลูโคส
ใช้ NAD+ 2 โมเลกุล
กับ ATP 2 โมเลกุล
ตอนนี้ผมกำลังเขียนสารตั้งต้น
ที่ใช้
และเธอต้องใช้--- เอ่อ
ในตอนแรกพวกนี้เป็น ADP ก่อนจะเปลี่ยนเป็น ATP ครับ
ADP อีก 4 โมเลกุล
แล้ว สิ้นสุดกระบวนการ Glycolysis
ที่ผมเขียนตรงส่วนนี้
ผม...ขอโทษนะครับ ตรงนี้เป็น ADP
ADP
แก้เป็น
4 ADPs
จากนั้น เธอก็ใช้
หมู่ฟอสเฟต 4 หมู่
หมู่ฟอสเฟต 4 หมู่ บางครั้งจะเขียนฟอสเฟต
แบบนั้นก็ได้
แต่ผมเลือกแบบนี้ละกัน
ฟอสเฟต 4 หมู่
หลังจากสิ้นสุดปฏิกริยา Glycolysis จะได้ไพรูเวต 2
จะได้ไพรูเวต 2 โมเลกุล NADH อีก 2 โมเลกุล
โดย NAD จะถูกรีดิวส์
มันรับ H
RIG
OIL RIG
Reduction คือการรับอิเล็กตรอน
ในทางชีววิทยาเราถือว่า
มันเป็นการรับ H
เพราะ H มี Electronegativity ต่ำ
H จึงเสียอิเล็กตรอน
ก็คือ รับอิเล็กตรอนจากมันนั่นเอง
ดังนั้น 2 NADH 2 ATP ใช้ใน
investment phase
ที่ผมเขียนแยกกันไว้
และ 2 โมเลกุลนี้ถูกใช้ใน Investment phase
แล้วกลายเป็น
ADP 2 โมเลกุล
แล้วเจ้าตัวนี้
เปลี่ยนเป็น ATP
จะได้ 4 ATP
ผมคิดว่าเราไม่ได้ใช้ 4 ตัว
เราใช้แค่ฟอสเฟส 2 ตัว
เพราะมันใช้แค่ 2 ตัว
จากนั้น เราจะใช้อีก 2 ตัว เพื่อ
ให้ตรงนั้นมี 4 ตัว
แต่รวมๆแล้ว เธอจะใช้ กลูโคส ตั้งต้น
ได้ ไพรูเวต 2 โมเลกุล เป็นผลิตภัณฑ์
จ่าย ATP 2 โมเลกุล
ได้ 4 ATP กลับมา
ดังนั้น จะได้ a net of 2 ATP
ให้ผมเขียนสรุปตรงนั้น สรุปว่า
ผลพลอยได้จาก Glycolysis คือ 2 ATP
กับ 2 NADH จากนั้นจะเอา 2 อย่างนี้ไปใช้ใน
electron transport chain เพื่อ ผลิต 3 ATP
ตอนนี้เธอได้ NADH แล้วก็จะได้ 2 ไพรูเวต
เอาไปเปลี่ยนเป็น acetyl-CoA ที่จะเป็น
วัตถุดิบของ Kreb's cycle
ทั้งหมดนี้เป็นสารที่ได้จาก Glycolysis
ตอนนี้เราได้ภาพรวมแล้ว เราไปดู
กลไกของมันกันเถอะ
ภาพดูค่อนข้างซับซ้อนกว่า
แต่มันก็แนวเดียวกันกับที่เรียนไปแล้ว
คือ เริ่มที่ กลูโคสที่มี
รูปร่างเป็น 6 ลูกโซ่
ต่อเป็นวง วงแหวน
(นับ C)
เขียนในแบบนี้ก็ได้
ทำให้ดูง่ายขึ้น
C6H12O6 เข้าทำปฏิกริยา
ใช้ 1 ATP ตรงนี้
ผมจะเน้นสีไว้
ผมจะใช้สีส้มเน้นตรง ที่ใช้ ATP
ใช้ 1 ATP ตรงนี้
และ อย่างที่บอก สารที่ได้ในแต่ละขั้น
จะมีชื่อที่ต่างกันนิดหน่อย
แต่สารที่อยู่ตรงนี้คือ
phosphoglyceraldehyde
หรือเรียกว่า glyceraldehyde 3-phosphate
มันก็คือโมเลกุลเดียวกัน
อย่างที่เห็นในรูปที่ผมวาดก่อนหน้านี้
เรามี 1..2..3 คาร์บอน
ที่มีฟอสเฟสอยู่ด้วย
จริงๆแล้วฟอสเฟสสร้างพันธะกับออกซิเจน
แต่ผมอยากเข้าใจง่าย
จึงวาดหมู่ฟอสเฟสแบบนี้
ที่เขียนให้ดูแล้วนี่ไง
phosphoglyceraldehyde ตรงนี้มี
โครงสร้างจริงคือ แบบนี้
ผมคิดว่าบางครั้งเธอดูโครงสร้างแล้วอาจจะทำให้
ลืมภาพรวมของ
ครับ ผมก็หวังว่าวีดีโอนี้ช่วยคุณได้