Wat zijn drie hoofdelementen die de structuur van organische moleculen omvatten?

De drie elementen die meer dan 99 procent van de organische moleculen uitmaken, zijn koolstof, waterstof en zuurstof. Deze drie combineren samen om bijna alle chemische structuren te vormen die nodig zijn voor het leven, inclusief koolhydraten, lipiden en eiwitten. Bovendien vormt stikstof, in combinatie met deze elementen, ook een cruciaal organisch molecuul in de vorm van nucleïnezuren.

Koolstof is het meest essentiële element bij het vormen van organische moleculen; inderdaad, het leven op aarde wordt "op koolstof gebaseerd" genoemd vanwege de prevalentie van koolstof bij het vormen van essentiële verbindingen voor organismen. Koolstof komt zo veel voor in organische verbindingen vanwege het vermogen om tot zes stabiele bindingen met andere atomen te vormen; als gevolg daarvan bevindt koolstof zich vaak in het midden van een molecuul met verschillende atomen, en het is deze diversiteit die het leven mogelijk maakt. Koolstof maakt ongeveer 10 procent van het menselijk lichaam uit.

Waterstof is het meest voorkomende atoom in het universum en is ook het meest voorkomende element in organische moleculen. Vanwege de enkelvoudige elektronenaard komen waterstofatomen in grote hoeveelheden voor in verschillende organische moleculen, vaak als verbindingspunt tussen het centrale koolstofatoom en andere atomen. Bovendien vormt waterstof een sterke binding met koolstof, wat een organisch molecuul meer stabiliteit geeft dan een gemiddeld molecuul. Zuurstof maakt ongeveer 63 procent van het menselijk lichaam uit.

Zuurstof is een cruciaal element in organische moleculen omdat het, net als koolstof, verschillende bindingen kan hebben (hoewel niet met dezelfde sterkte van koolstof, dus het bevindt zich normaal gesproken niet in het midden van een organisch molecuul) en, belangrijker nog, het voegt genoeg variatie toe om een ​​bijna oneindige hoeveelheid moleculen. Koolstof, waterstof en zuurstof vormen samen eiwitten, koolhydraten (wat een combinatie is van koolstof met water) en lipiden, allemaal verbindingen die essentieel zijn voor het leven. Zuurstof maakt ongeveer 26 procent van het menselijk lichaam uit.

Hoewel het lang niet zo vaak voorkomt als koolstof, waterstof en zuurstof, komt stikstof voor in een uiterst belangrijk type organisch molecuul dat een nucleïnezuur wordt genoemd. De twee soorten nucleïnezuren die in cellen worden aangetroffen, zijn DNA en RNA, die de genetische blauwdruk van de cel vormen en alle gecodeerde informatie bevatten die de cel nodig heeft om te functioneren en zich voort te planten. Stikstof maakt ongeveer 1 procent van het menselijk lichaam uit.