Die Zellen der Lebewesen bestehen hauptsächlich aus vier Elementen: Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff. Sie machen 96% der Atome in Lebewesen aus, daher würden sie als Hauptchemikalien angesehen. Je nachdem, wie Sie Major definieren, können jedoch andere Elemente, die nur wenige Prozent der Zellen ausmachen, ganz oben auf der Liste stehen. Wenn Major auch lebensnotwendig bedeutet, dann sind „Spurenelemente“ sehr wichtig, obwohl sie nur 0,5% der Atome in einem Organismus ausmachen.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Die vier wichtigsten Elemente in Zellen sind Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff. Aber auch andere Elemente – wie Natrium, Kalium, Kalzium und Phosphor – sind wichtig.
Die großen Vier
Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff sind als die wichtigsten „organischen“ Elemente bekannt, weil sie die Bausteine bilden, die das Leben ermöglichen. Unter den vier ist Kohlenstoff vielleicht der speziellste, da er mit sich selbst Bindungen eingehen kann und Moleküle mit vielen verschiedenen Formen herstellt. Kohlenstoffmoleküle können kurze Ketten, lange Ketten, gebogene Ketten, verzweigte Ketten und Ringformen sein. Die vier Klassen von Makromolekülen, die das Leben ermöglichen (Protein, Kohlenhydrate, Lipide und Nukleinsäuren) bestehen alle aus Kohlenstoff, zusammen mit den anderen drei organischen Hauptelementen.
Hauptelemente
Abgesehen von den oben genannten Big Four wären die nächsten großen Elemente Phosphor, Schwefel, Natrium, Chlor, Kalium, Kalzium und Magnesium. Diese machen 3,5 % der Lebewesen aus. Phosphor hilft, einzelne DNA-Einheiten zu einer langen Kette zu verbinden. Schwefel bildet Brücken zwischen verschiedenen Teilen eines Proteins, die dem Protein seine 3D-Form verleihen. Natrium, Chlor, Kalium und Kalzium sind für die Nervenzellen unerlässlich, um elektrische Signale an andere Zellen zu senden. Und einige Enzyme benötigen Magnesium, um zu funktionieren.
Spurenelemente
Spurenelemente sind in Organismen in geringen Mengen vorhanden und machen nur 0,5% der lebenden Zellen aus. Ohne Spurenelemente könnten Lebewesen jedoch nicht überleben. Zu den Spurenelementen gehören:
- Eisen
- Jod
- Mangan
- Molybdän
- Selen
- Silizium
- Zinn
- Vanadium
- Bor
- Chrom
- Kobalt
- Kupfer
- Fluor
Eisen kommt in roten Blutkörperchen vor und hilft, Sauerstoff in den Blutkreislauf zu transportieren. Jod ist wichtig für die Herstellung verschiedener Formen von Schilddrüsenhormonen, die das Wachstum und das Energieniveau des Menschen regulieren. Viele der Spurenelemente werden von Enzymen benötigt, um chemische Reaktionen ablaufen zu lassen.
Die Bedeutung von Wasser
Wasser besteht aus zwei Wasserstoffatomen, die an ein Sauerstoffatom gebunden sind. Obwohl Wasser als separate Moleküle existiert und keine physikalischen Verbindungen mit Proteinen, Lipiden, Kohlenhydraten und Nukleinsäuren eingeht, ist es lebensnotwendig. Die Moleküle, die das Leben ermöglichen, funktionieren nur, wenn sie in Wasser gelöst sind. Enzyme beschleunigen chemische Reaktionen, Lipide dienen als Energiespeicher und Zucker werden leicht abgebaut Energie zu machen, aber all dies ist möglich, weil diese Moleküle in einem wässrigen Umgebung. Der Wasserstoff und der Sauerstoff im Wasser sind zwei der großen vier Elemente des Lebens, aber diese beiden dienen einem unterschiedlichen Zweck als Wasser, verglichen mit den Zwecken, denen sie dienen, wenn sie Teil der kohlenstoffhaltigen organischen Moleküle.
