ما هي العناصر الكيميائية الرئيسية الموجودة في الخلايا في علم الأحياء؟

تتكون خلايا الكائنات الحية أساسًا من أربعة عناصر: الكربون والهيدروجين والأكسجين والنيتروجين. إنها تشكل 96٪ من الذرات الموجودة في الكائنات الحية ، لذلك تعتبر مواد كيميائية رئيسية. ومع ذلك ، بناءً على كيفية تعريفك الرئيسي ، يمكن للعناصر الأخرى التي تشكل نسبة مئوية قليلة فقط من الخلايا أن تتصدر القائمة. إذا كان الرئيسي يعني أيضًا ضروريًا للحياة ، فإن "العناصر النزرة" تكون كبيرة جدًا على الرغم من أنها لا تشكل سوى 0.5٪ من الذرات في الكائن الحي.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)

أهم أربعة عناصر في الخلايا هي الكربون والهيدروجين والأكسجين والنيتروجين. ومع ذلك ، فإن العناصر الأخرى - مثل الصوديوم والبوتاسيوم والكالسيوم والفوسفور - مهمة أيضًا.

يُعرف الكربون والهيدروجين والأكسجين والنيتروجين بالعناصر "العضوية" الرئيسية لأنها تشكل اللبنات الأساسية التي تجعل الحياة ممكنة. من بين الأربعة ، ربما يكون الكربون هو الأكثر خصوصية ، لأنه يمكن أن يشكل روابط مع نفسه ويصنع جزيئات لها العديد من الأشكال المختلفة. يمكن أن تكون جزيئات الكربون عبارة عن سلاسل قصيرة وسلاسل طويلة وسلاسل مثنية وسلاسل متفرعة وأشكال حلقية. إن الفئات الأربع للجزيئات الكبيرة التي تجعل الحياة ممكنة (البروتين والكربوهيدرات والدهون والأحماض النووية) كلها مصنوعة من الكربون ، إلى جانب العناصر العضوية الرئيسية الثلاثة الأخرى.

بصرف النظر عن العناصر الأربعة المذكورة أعلاه ، فإن العناصر الرئيسية التالية ستكون الفوسفور والكبريت والصوديوم والكلور والبوتاسيوم والكالسيوم والمغنيسيوم. تشكل هذه 3.5٪ من الكائنات الحية. يساعد الفوسفور على ربط الوحدات الفردية للحمض النووي في سلسلة طويلة. يشكل الكبريت جسورًا بين أجزاء مختلفة من البروتين ، مما يساعد على إعطاء البروتين شكله ثلاثي الأبعاد. الصوديوم والكلور والبوتاسيوم والكالسيوم ضرورية للخلايا العصبية لإرسال إشارات كهربائية إلى الخلايا الأخرى. وبعض الإنزيمات تتطلب المغنيسيوم ليعمل.

تتواجد العناصر النزرة بمستويات منخفضة في الكائنات الحية وتشكل 0.5٪ فقط من الخلايا الحية. ومع ذلك ، فإن الكائنات الحية لن تكون قادرة على البقاء على قيد الحياة بدون العناصر النزرة. تشمل العناصر النزرة:

• حديد
  
• اليود
  
• المنغنيز
  
• الموليبدينوم
  
• السيلينيوم
  
• السيليكون
  
• القصدير
  
• الفاناديوم
  
• البورون
  
• الكروم
  
• كوبالت
  
• نحاس
  
• الفلور

يوجد الحديد في خلايا الدم الحمراء ويساعد على حمل الأكسجين في مجرى الدم. اليود مهم لصنع أشكال مختلفة من هرمون الغدة الدرقية الذي ينظم النمو ومستويات الطاقة لدى البشر. العديد من العناصر النزرة مطلوبة بواسطة الإنزيمات من أجل إحداث تفاعلات كيميائية.

يتكون الماء من ذرتين هيدروجين ترتبط بذرة أكسجين. على الرغم من وجود الماء كجزيئات منفصلة ولا يشكل روابط فيزيائية مع البروتينات والدهون والكربوهيدرات والأحماض النووية ، إلا أنه ضروري للحياة. لا تعمل الجزيئات التي تجعل الحياة ممكنة إلا إذا ذابت في الماء. تعمل الإنزيمات على تسريع التفاعلات الكيميائية ، وتعمل الدهون كمخازن للطاقة ويتم تكسير السكريات بسهولة لتوليد الطاقة ، لكن كل هذا ممكن لأن هذه الجزيئات تطفو في الماء بيئة. يعتبر الهيدروجين والأكسجين في الماء عنصرين من العناصر الأربعة الكبرى للحياة ، لكن هذين العنصرين يمثلان عنصرًا متميزًا الغرض منها الماء ، مقارنة بالأغراض التي تخدمها عندما تكون جزءًا من المادة العضوية المحتوية على الكربون الجزيئات.