რა არის ძირითადი ქიმიური ელემენტები ბიოლოგიაში უჯრედებში?

ცოცხალი არსებების უჯრედები ძირითადად ოთხი ელემენტისგან შედგება: ნახშირბადი, წყალბადის, ჟანგბადის და აზოტის. ისინი შეადგენენ ატომების 96% -ს, რაც ცოცხალ არსებაშია, ამიტომ ისინი მთავარ ქიმიკატებად ჩაითვლება. ამასთან, დამოკიდებულია იმაზე, თუ როგორ განსაზღვრავთ მაიორს, სხვა ელემენტებს, რომლებიც მხოლოდ უჯრედების რამდენიმე პროცენტს შეადგენს, შეუძლიათ სიის სათავეში. თუ მაიორი სიცოცხლისთვისაც აუცილებელია, მაშინ ”კვალი ელემენტები” ძალიან მნიშვნელოვანია, თუმცა ისინი ორგანიზმში ატომების მხოლოდ 0,5% -ს შეადგენს.

TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)

უჯრედების ოთხი ყველაზე მნიშვნელოვანი ელემენტია ნახშირბადი, წყალბადის, ჟანგბადის და აზოტის. ამასთან, სხვა ელემენტებიც, როგორიცაა ნატრიუმი, კალიუმი, კალციუმი და ფოსფორი, ასევე მნიშვნელოვანია.

ნახშირბადი, წყალბადის, ჟანგბადის და აზოტის ცნობილია, როგორც ძირითადი "ორგანული" ელემენტები, რადგან ისინი ქმნიან სამშენებლო ბლოკებს, რომლებიც სიცოცხლის საშუალებას იძლევა. ამ ოთხიდან ნახშირბადი, ალბათ, ყველაზე განსაკუთრებულია, რადგან მას შეუძლია შექმნას კავშირები საკუთარ თავთან და შექმნას მოლეკულები, რომლებსაც აქვთ მრავალი განსხვავებული ფორმა. ნახშირბადის მოლეკულები შეიძლება იყოს მოკლე ჯაჭვები, გრძელი ჯაჭვები, მოხრილი ჯაჭვები, განშტოების ჯაჭვები და ბეჭდის ფორმები. მაკრომოლეკულების ოთხი კლასი, რომლებიც სიცოცხლის საშუალებას იძლევა (ცილები, ნახშირწყლები, ლიპიდები და ნუკლეინის მჟავები), ნახშირბადისგან შედგება, დანარჩენ სამ მთავარ ორგანულ ელემენტთან ერთად.

ზემოთ ხსენებული დიდი ოთხის გარდა, შემდეგი ძირითადი ელემენტები იქნება ფოსფორი, გოგირდი, ნატრიუმი, ქლორი, კალიუმი, კალციუმი და მაგნიუმი. ეს ცოცხალ არსებთა 3.5% -ს შეადგენს. ფოსფორი ხელს უწყობს დნმ – ის ცალკეული ერთეულების გრძელ ჯაჭვში დაკავშირებას. გოგირდი ქმნის ხიდებს ცილის სხვადასხვა ნაწილს შორის, რაც ხელს უწყობს ცილის 3D ფორმას. ნატრიუმი, ქლორი, კალიუმი და კალციუმი აუცილებელია ნერვული უჯრედების ელექტრონული სიგნალების სხვა უჯრედებში გაგზავნისთვის. ზოგი ფერმენტი მაგნიუმს მოითხოვს.

მიკროელემენტები ორგანიზმებში მცირე დონეზეა და ცოცხალი უჯრედების მხოლოდ 0,5% -ს შეადგენს. ამასთან, ცოცხალი არსებები ვერ შეძლებდნენ გადარჩენას კვალი ელემენტების გარეშე. კვალი ელემენტები მოიცავს:

• რკინა
  
• იოდი
  
• მანგანუმი
  
• მოლიბდენი
  
• სელენი
  
• სილიციუმი
  
• ქილა
  
• ვანადიუმი
  
• ბორი
  
• ქრომი
  
• კობალტი
  
• სპილენძი
  
• ფტორი

რკინა გვხვდება სისხლის წითელ უჯრედებში და ხელს უწყობს ჟანგბადის გატარებას სისხლის ნაკადში. იოდი მნიშვნელოვანია ფარისებრი ჯირკვლის ჰორმონის სხვადასხვა ფორმის დასამზადებლად, რომელიც არეგულირებს ზრდის და ენერგიის დონეს ადამიანებში. ბევრი მიკროელემენტი საჭიროებს ფერმენტებს, რათა მოხდეს ქიმიური რეაქციები.

წყალი მზადდება წყალბადის ორი ატომისგან, რომელიც უკავშირდება ჟანგბადის ატომს. მიუხედავად იმისა, რომ წყალი არსებობს ცალკეული მოლეკულების სახით და არ ქმნის ფიზიკურ კავშირებს ცილებთან, ლიპიდებთან, ნახშირწყლებთან და ნუკლეინის მჟავებთან, ეს აუცილებელია სიცოცხლისთვის. მოლეკულები, რომლებიც სიცოცხლის საშუალებას იძლევა, მხოლოდ იმ შემთხვევაში მუშაობენ, თუ ისინი წყალში გახსნიან. ფერმენტები აჩქარებენ ქიმიურ რეაქციებს, ლიპიდები ენერგიის მარაგის ფუნქციას ასრულებენ და შაქრები ადვილად იშლება ენერგიის შესაქმნელად, მაგრამ ეს ყველაფერი შესაძლებელია, რადგან ეს მოლეკულები წყალში მცურავენ გარემო წყალბადის და ჟანგბადის წყალი არის ორი დიდი ოთხი ელემენტები, მაგრამ ეს ორი განსხვავებული ემსახურება დანიშნულება როგორც წყალი, შედარებით იმ მიზნებთან, რომელსაც ისინი ემსახურებიან, როდესაც ნახშირბადის შემცველი ორგანული ნივთიერებების ნაწილია მოლეკულები.