Ποια είναι τα τρία κύρια στοιχεία που αποτελούν τη δομή των οργανικών μορίων;

Τα τρία στοιχεία που αποτελούν πάνω από το 99 τοις εκατό των οργανικών μορίων είναι άνθρακας, υδρογόνο και οξυγόνο. Αυτά τα τρία συνδυάζονται για να σχηματίσουν σχεδόν όλες τις χημικές δομές που απαιτούνται για τη ζωή, συμπεριλαμβανομένων υδατανθράκων, λιπιδίων και πρωτεϊνών. Επιπλέον, το άζωτο, όταν συνδυάζεται με αυτά τα στοιχεία, σχηματίζει επίσης ένα κρίσιμο οργανικό μόριο με τη μορφή νουκλεϊκών οξέων.

Ο άνθρακας είναι το πιο ουσιαστικό στοιχείο για τον σχηματισμό οργανικών μορίων. Πράγματι, η ζωή στη Γη έχει αναφερθεί ως «με βάση τον άνθρακα» λόγω της επικράτησης του άνθρακα στο σχηματισμό βασικών ενώσεων για τους οργανισμούς. Ο άνθρακας είναι τόσο διαδεδομένος στις οργανικές ενώσεις λόγω της ικανότητάς του να σχηματίζει έως και έξι σταθερούς δεσμούς με άλλα άτομα. Ως αποτέλεσμα, ο άνθρακας βρίσκεται συχνά στη μέση ενός μορίου με πολλά διαφορετικά άτομα, και αυτή η ποικιλομορφία επιτρέπει την άνθηση της ζωής. Ο άνθρακας αποτελεί περίπου το 10 τοις εκατό του ανθρώπινου σώματος.

Το υδρογόνο είναι το πιο κοινό άτομο στο σύμπαν και είναι επίσης το πιο κοινό στοιχείο στα οργανικά μόρια. Λόγω της μοναδικής του ηλεκτρονικής φύσης, τα άτομα υδρογόνου εμφανίζονται σε μεγάλες ποσότητες σε πολλά οργανικά μόρια, συχνά ενεργώντας ως σημείο σύνδεσης μεταξύ του κεντρικού ατόμου άνθρακα και άλλων ατόμων. Επιπλέον, το υδρογόνο σχηματίζει έναν ισχυρό δεσμό με τον άνθρακα, ο οποίος δίνει περισσότερη σταθερότητα σε ένα οργανικό μόριο από ένα μέσο μόριο. Το οξυγόνο αποτελεί περίπου το 63 τοις εκατό του ανθρώπινου σώματος.

Το οξυγόνο είναι κρίσιμο στοιχείο στα οργανικά μόρια επειδή, όπως και ο άνθρακας, μπορεί να συγκρατήσει πολλούς διαφορετικούς δεσμούς (αν και όχι με την ίδια ισχύ άνθρακα, έτσι δεν είναι συνήθως στη μέση ενός οργανικού μορίου) και, το σημαντικότερο, προσθέτει αρκετή ποικιλία για να σχηματίσει μια σχεδόν άπειρη ποσότητα μόρια. Ο άνθρακας, το υδρογόνο και το οξυγόνο συνδυάζονται για να σχηματίσουν πρωτεΐνες, υδατάνθρακες (που είναι ένας συνδυασμός άνθρακα με νερό) και λιπίδια, όλα τα συστατικά απαραίτητα για τη ζωή. Το οξυγόνο αποτελεί περίπου το 26% του ανθρώπινου σώματος.

Αν και δεν είναι τόσο διαδεδομένο όσο ο άνθρακας, το υδρογόνο και το οξυγόνο, το άζωτο εμφανίζεται σε έναν εξαιρετικά σημαντικό τύπο οργανικού μορίου που ονομάζεται νουκλεϊκό οξύ. Οι δύο τύποι νουκλεϊκών οξέων που βρίσκονται στα κύτταρα είναι το DNA και το RNA, τα οποία συνθέτουν το γενετικό σχεδιάγραμμα του κυττάρου και περιέχουν όλες τις κωδικοποιημένες πληροφορίες που απαιτούνται για να λειτουργήσει και να αναπαραχθεί το κύτταρο. Το άζωτο αποτελεί περίπου το 1% του ανθρώπινου σώματος.