Komórki istot żywych składają się głównie z czterech pierwiastków: węgla, wodoru, tlenu i azotu. Stanowią 96% atomów znajdujących się w żywych organizmach, więc byłyby uważane za główne związki chemiczne. Jednak w zależności od tego, jak zdefiniujesz główne, inne elementy, które składają się tylko na kilka procent komórek, mogą znaleźć się na szczycie listy. Jeśli główny oznacza również niezbędny do życia, to „pierwiastki śladowe” są bardzo ważne, chociaż stanowią zaledwie 0,5% atomów w organizmie.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Cztery najważniejsze pierwiastki w komórkach to węgiel, wodór, tlen i azot. Jednak inne pierwiastki – takie jak sód, potas, wapń i fosfor – są również ważne.
Wielka Czwórka
Węgiel, wodór, tlen i azot są znane jako główne „organiczne” pierwiastki, ponieważ tworzą cegiełki, które umożliwiają życie. Wśród tych czterech węgiel jest prawdopodobnie najbardziej wyjątkowy, ponieważ może tworzyć wiązania ze sobą i tworzyć cząsteczki o wielu różnych kształtach. Cząsteczki węgla mogą być łańcuchami krótkimi, długimi, wygiętymi, rozgałęzionymi i pierścieniowymi. Cztery klasy makrocząsteczek, które umożliwiają życie (białka, węglowodany, lipidy i kwasy nukleinowe) składają się z węgla wraz z trzema innymi głównymi elementami organicznymi.
Główne elementy
Oprócz wspomnianej wyżej wielkiej czwórki kolejnymi ważnymi pierwiastkami byłyby fosfor, siarka, sód, chlor, potas, wapń i magnez. Stanowią one 3,5% żywych organizmów. Fosfor pomaga łączyć poszczególne jednostki DNA w długi łańcuch. Siarka tworzy mostki między różnymi częściami białka, które pomagają nadać białku trójwymiarowy kształt. Sód, chlor, potas i wapń są niezbędne dla komórek nerwowych do wysyłania sygnałów elektrycznych do innych komórek. Niektóre enzymy wymagają do działania magnezu.
Elementy śladowe
Pierwiastki śladowe są obecne w niewielkich ilościach w organizmach i stanowią zaledwie 0,5% żywych komórek. Jednak żywe stworzenia nie byłyby w stanie przetrwać bez pierwiastków śladowych. Pierwiastki śladowe obejmują:
- żelazo
- jod
- mangan
- molibden
- selen
- krzem
- cyna
- wanad
- bor
- chrom
- kobalt
- miedź
- fluor
Żelazo znajduje się w czerwonych krwinkach i pomaga przenosić tlen w krwiobiegu. Jod jest ważny w wytwarzaniu różnych form hormonu tarczycy, który reguluje wzrost i poziom energii u ludzi. Wiele pierwiastków śladowych jest wymaganych przez enzymy do wywołania reakcji chemicznych.
Znaczenie wody
Woda składa się z dwóch atomów wodoru połączonych z atomem tlenu. Chociaż woda istnieje jako oddzielne cząsteczki i nie tworzy fizycznych połączeń z białkami, lipidami, węglowodanami i kwasami nukleinowymi, jest niezbędna do życia. Cząsteczki, które umożliwiają życie, działają tylko wtedy, gdy są rozpuszczone w wodzie. Enzymy przyspieszają reakcje chemiczne, lipidy służą jako magazyny energii, a cukry łatwo ulegają rozkładowi wytwarzać energię, ale wszystko to jest możliwe, ponieważ te cząsteczki unoszą się w wodnistej środowisko. Wodór i tlen w wodzie to dwa z czterech wielkich pierwiastków życia, ale te dwa służą odrębnej cel jako woda, w porównaniu z celami, jakie służą, gdy są częścią substancji organicznej zawierającej węgiel molekuły.