Aus welchen drei Hauptelementen besteht die Struktur organischer Moleküle?

Die drei Elemente, die über 99 Prozent der organischen Moleküle ausmachen, sind Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff. Diese drei verbinden sich zu fast allen lebensnotwendigen chemischen Strukturen, einschließlich Kohlenhydraten, Lipiden und Proteinen. Darüber hinaus bildet Stickstoff in Kombination mit diesen Elementen auch ein entscheidendes organisches Molekül in Form von Nukleinsäuren.

Kohlenstoff ist das wichtigste Element bei der Bildung organischer Moleküle; Tatsächlich wurde das Leben auf der Erde als "kohlenstoffbasiert" bezeichnet, da Kohlenstoff vorherrscht, um für Organismen essentielle Verbindungen zu bilden. Kohlenstoff ist in organischen Verbindungen aufgrund seiner Fähigkeit, bis zu sechs stabile Bindungen mit anderen Atomen zu bilden, so weit verbreitet; Daher befindet sich Kohlenstoff oft in der Mitte eines Moleküls mit mehreren verschiedenen Atomen, und es ist diese Vielfalt, die das Leben gedeihen lässt. Kohlenstoff macht etwa 10 Prozent des menschlichen Körpers aus.

Wasserstoff ist das häufigste Atom im Universum und auch das häufigste Element in organischen Molekülen. Aufgrund seiner einzigartigen Elektronennatur kommen Wasserstoffatome in großen Mengen in mehreren organischen Molekülen vor und fungieren oft als Verbindungspunkt zwischen dem zentralen Kohlenstoffatom und anderen Atomen. Darüber hinaus bildet Wasserstoff eine starke Bindung mit Kohlenstoff, die einem organischen Molekül mehr Stabilität verleiht als einem durchschnittlichen Molekül. Sauerstoff macht etwa 63 Prozent des menschlichen Körpers aus.

Sauerstoff ist ein entscheidendes Element in organischen Molekülen, da er ähnlich wie Kohlenstoff mehrere verschiedene Bindungen halten kann (wenn auch nicht mit der gleichen Stärke von Kohlenstoff, daher befindet es sich normalerweise nicht in der Mitte eines organischen Moleküls) und, was noch wichtiger ist, es fügt genug Abwechslung hinzu, um eine nahezu unendliche Menge an zu bilden Moleküle. Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff verbinden sich zu Proteinen, Kohlenhydraten (die eine Kombination von Kohlenstoff mit Wasser ist) und Lipiden, alle lebenswichtigen Verbindungen. Sauerstoff macht etwa 26 Prozent des menschlichen Körpers aus.

Stickstoff ist zwar bei weitem nicht so verbreitet wie Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff, aber er kommt in einem äußerst wichtigen organischen Molekül namens Nukleinsäure vor. Die zwei Arten von Nukleinsäuren, die in Zellen vorkommen, sind DNA und RNA, die den genetischen Bauplan der Zelle bilden und alle kodierten Informationen enthalten, die die Zelle für ihre Funktion und Vermehrung benötigt. Stickstoff macht etwa 1 Prozent des menschlichen Körpers aus.