מהם האלמנטים הכימיים העיקריים שנמצאים בתאים בביולוגיה?

תאי היצורים החיים עשויים בעיקר מארבעה יסודות: פחמן, מימן, חמצן וחנקן. הם מהווים 96% מהאטומים הנמצאים ביצורים חיים, ולכן הם ייחשבו כימיקלים עיקריים. עם זאת, תלוי באופן הגדרתך העיקרי, אלמנטים אחרים המרכיבים רק כמה אחוזים מהתאים יכולים להיות בראש הרשימה. אם משמעות העיקרית היא גם חיונית לחיים, אזי "יסודות קורט" הם חשובים מאוד אם כי הם מהווים רק 0.5% מהאטומים באורגניזם.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

ארבעת היסודות החשובים ביותר בתאים הם פחמן, מימן, חמצן וחנקן. עם זאת, אלמנטים אחרים - כמו נתרן, אשלגן, סידן וזרחן - חשובים גם הם.

פחמן, מימן, חמצן וחנקן ידועים כאלמנטים ה"אורגניים "העיקריים מכיוון שהם יוצרים את אבני הבניין שמאפשרות את החיים. בקרב הארבעה, פחמן הוא אולי המיוחד ביותר, מכיוון שהוא יכול ליצור קשרים עם עצמו ויוצר מולקולות בעלות צורות שונות ורבות. מולקולות פחמן יכולות להיות שרשראות קצרות, שרשראות ארוכות, שרשראות כפופות, שרשראות מסתעפות וצורות טבעת. ארבע הסוגים של מקרומולקולות המאפשרות חיים (חלבון, פחמימות, שומנים וחומצות גרעין) עשויים כולם מפחמן, יחד עם שלושת היסודות האורגניים העיקריים האחרים.

מלבד ארבעת הגדולים שהוזכרו לעיל, היסודות העיקריים הבאים יהיו זרחן, גופרית, נתרן, כלור, אשלגן, סידן ומגנזיום. אלה מהווים 3.5% מיצורי החיים. זרחן מסייע בחיבור יחידות DNA בודדות לשרשרת ארוכה. גופרית יוצרת גשרים בין חלקים שונים של חלבון, המסייעים לתת לחלבון את צורתו התלת ממדית. נתרן, כלור, אשלגן וסידן חיוניים לתאי עצב לשליחת אותות חשמליים לתאים אחרים. וכמה אנזימים דורשים מגנזיום כדי לעבוד.

יסודות קורט נמצאים ברמות נמוכות באורגניזמים ומהווים רק 0.5% מהתאים החיים. עם זאת, יצורים חיים לא יוכלו לשרוד ללא יסודות קורט. יסודות קורט כוללים:

• בַּרזֶל
  
• יוֹד
  
• מַנגָן
  
• מוליבדן
  
• סֵלֶנִיוּם
  
• סִילִיקוֹן
  
• פַּח
  
• ונדיום
  
• בּוֹר
  
• כְּרוֹם
  
• קובלט
  
• נְחוֹשֶׁת
  
• פלוּאוֹר

ברזל נמצא בתאי דם אדומים ומסייע בהובלת חמצן בזרם הדם. יוד חשוב להכנת צורות שונות של הורמון בלוטת התריס, המווסת את רמות הצמיחה והאנרגיה בבני אדם. אנזימים נדרשים להרבה מאלמנטים קורט על מנת לגרום לתגובות כימיות לקרות.

מים עשויים משני אטומי מימן הנקשרים לאטום חמצן. אף על פי שמים קיימים כמולקולות נפרדות ואינם יוצרים קשרים פיזיים עם חלבונים, ליפידים, פחמימות וחומצות גרעין, הם חיוניים לחיים. המולקולות המאפשרות חיים אפשריות פועלות רק אם הן מומסות במים. אנזימים מזרזים את התגובות הכימיות, הליפידים משמשים כמאגרי אנרגיה וסוכרים מתפרקים בקלות לייצר אנרגיה, אבל כל זה אפשרי מכיוון שהמולקולות האלה צפות בתוך מים סביבה. המימן והחמצן במים הם שניים מארבעת יסודות החיים הגדולים, אך שני אלה משרתים מובהק מטרה כמים, בהשוואה למטרות שהם משרתים כאשר הם חלק מהאורגני המכיל פחמן מולקולות.