De cellen van levende wezens bestaan voornamelijk uit vier elementen: koolstof, waterstof, zuurstof en stikstof. Ze vormen 96% van de atomen in levende wezens, dus ze zouden als belangrijke chemicaliën worden beschouwd. Afhankelijk van hoe u major definieert, kunnen andere elementen die slechts een paar procent van de cellen uitmaken, bovenaan de lijst staan. Als groot ook essentieel voor het leven betekent, dan zijn "sporenelementen" erg belangrijk, hoewel ze slechts 0,5% van de atomen in een organisme uitmaken.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
De vier belangrijkste elementen in cellen zijn koolstof, waterstof, zuurstof en stikstof. Andere elementen - zoals natrium, kalium, calcium en fosfor - zijn echter ook belangrijk.
De grote vier
Koolstof, waterstof, zuurstof en stikstof staan bekend als de belangrijkste "organische" elementen omdat ze de bouwstenen vormen die het leven mogelijk maken. Van de vier is koolstof misschien wel de meest bijzondere, omdat het bindingen met zichzelf kan vormen en moleculen kan maken die veel verschillende vormen hebben. Koolstofmoleculen kunnen korte ketens, lange ketens, gebogen ketens, vertakte ketens en ringvormen zijn. De vier klassen van macromoleculen die het leven mogelijk maken (eiwitten, koolhydraten, lipiden en nucleïnezuren) zijn allemaal gemaakt van koolstof, samen met de andere drie belangrijkste organische elementen.
Belangrijke elementen
Afgezien van de grote vier die hierboven zijn genoemd, zijn de volgende belangrijke elementen fosfor, zwavel, natrium, chloor, kalium, calcium en magnesium. Deze vormen 3,5% van de levende wezens. Fosfor helpt individuele DNA-eenheden te verbinden tot een lange keten. Zwavel vormt bruggen tussen verschillende delen van een eiwit, waardoor het eiwit zijn 3D-vorm krijgt. Natrium, chloor, kalium en calcium zijn essentieel voor zenuwcellen om elektrische signalen naar andere cellen te sturen. En sommige enzymen hebben magnesium nodig om te werken.
Sporenelementen
Sporenelementen zijn in lage concentraties aanwezig in organismen en vormen slechts 0,5% van de levende cellen. Levende wezens zouden echter niet kunnen overleven zonder sporenelementen. Sporenelementen zijn onder meer:
- ijzer
- jodium
- mangaan
- molybdeen
- selenium
- silicium
- blik
- vanadium
- borium
- chroom
- kobalt
- koper
- fluor
IJzer wordt aangetroffen in rode bloedcellen en helpt zuurstof in de bloedbaan te transporteren. Jodium is belangrijk voor het maken van verschillende vormen van schildklierhormoon, dat de groei en het energieniveau bij mensen regelt. Veel van de sporenelementen zijn nodig voor enzymen om chemische reacties te laten plaatsvinden.
Het belang van water
Water is gemaakt van twee waterstofatomen die zich binden aan een zuurstofatoom. Hoewel water bestaat als afzonderlijke moleculen en geen fysieke verbindingen vormt met eiwitten, lipiden, koolhydraten en nucleïnezuren, is het essentieel voor het leven. De moleculen die het leven mogelijk maken werken alleen als ze zijn opgelost in water. Enzymen versnellen chemische reacties, lipiden dienen als energieopslag en suikers worden gemakkelijk afgebroken om energie te maken, maar dit is allemaal mogelijk omdat deze moleculen in een waterige milieu. De waterstof en zuurstof in water zijn twee van de vier grote elementen van het leven, maar deze twee dienen een duidelijk doel als water, vergeleken met de doelen die ze dienen wanneer ze deel uitmaken van de koolstofhoudende organische moleculen.