Elävien olentojen solut koostuvat pääasiassa neljästä elementistä: hiili, vety, happi ja typpi. Ne muodostavat 96% atomeista, jotka ovat elävissä olennoissa, joten niitä pidettäisiin tärkeimpinä kemikaaleina. Sen sijaan, kuinka määrität pääaineen, muut elementit, jotka muodostavat vain muutaman prosentin soluista, voivat olla luettelon kärjessä. Jos pääaine tarkoittaa myös välttämätöntä elämälle, niin "hivenaineet" ovat hyvin merkittäviä, vaikka ne muodostavat vain 0,5% organismin atomista.
TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)
Neljä tärkeintä elementtiä soluissa ovat hiili, vety, happi ja typpi. Muut tekijät - kuten natrium, kalium, kalsium ja fosfori - ovat myös tärkeitä.
Iso neljä
Hiili, vety, happi ja typpi tunnetaan tärkeimpinä "orgaanisina" alkuaineina, koska ne muodostavat elämän mahdollistavat rakennusosat. Neljän joukossa hiili on ehkä erikoisinta, koska se voi muodostaa sidoksia itsensä kanssa ja muodostaa molekyylejä, joilla on monia eri muotoja. Hiilimolekyylit voivat olla lyhyitä, pitkiä, taivutettuja, haarautuvia ja renkaan muotoja. Neljä makromolekyyliluokkaa, jotka mahdollistavat elämän (proteiini, hiilihydraatit, lipidit ja nukleiinihapot), on kaikki valmistettu hiilestä yhdessä kolmen muun orgaanisen elementin kanssa.
Tärkeimmät elementit
Edellä mainitun suuren neljän lisäksi seuraavat pääelementit olisivat fosfori, rikki, natrium, kloori, kalium, kalsium ja magnesium. Nämä muodostavat 3,5 prosenttia elävistä olennoista. Fosfori auttaa yhdistämään yksittäiset DNA-yksiköt pitkään ketjuun. Rikki muodostaa siltoja proteiinin eri osien välille, mikä auttaa antamaan proteiinille sen 3D-muodon. Natrium, kloori, kalium ja kalsium ovat välttämättömiä hermosoluille lähettämään sähköisiä signaaleja muihin soluihin. Ja jotkut entsyymit vaativat magnesiumia toimiakseen.
Hivenaineet
Hivenaineita on organismeissa vähän ja ne muodostavat vain 0,5% elävistä soluista. Elävät olennot eivät kuitenkaan selviäisi ilman hivenaineita. Hivenaineita ovat:
- rauta-
- jodi
- mangaani
- molybdeeni
- seleeni
- pii
- tina
- vanadiini
- boori
- kromi
- koboltti
- kupari-
- fluori
Rauta löytyy punasoluista ja auttaa kuljettamaan happea verenkierrossa. Jodi on tärkeä erilaisten kilpirauhashormonien muodostamiseksi, joka säätelee ihmisten kasvua ja energiatasoja. Entsyymit vaativat monia hivenaineita kemiallisten reaktioiden toteuttamiseksi.
Veden merkitys
Vesi on valmistettu kahdesta vetyatomista, jotka sitoutuvat happiatomiin. Vaikka vesi on olemassa erillisinä molekyyleinä eikä se muodosta fyysisiä yhteyksiä proteiinien, lipidien, hiilihydraattien ja nukleiinihappojen kanssa, se on välttämätöntä elämälle. Elämän mahdollistavat molekyylit toimivat vain, jos ne on liuotettu veteen. Entsyymit nopeuttavat kemiallisia reaktioita, lipidit toimivat energiavarastoina ja sokerit hajoavat helposti energian tuottamiseksi, mutta kaikki tämä on mahdollista, koska nämä molekyylit kelluvat vedessä ympäristössä. Vedessä oleva vety ja happi ovat kaksi elämän neljästä suuresta elementistä, mutta nämä kaksi palvelevat selvästi käyttötarkoitus kuin vesi, verrattuna tarkoituksiin, joita ne käyttävät, kun ne ovat osa hiiltä sisältävää orgaanista molekyylejä.