องค์ประกอบทางเคมีที่สำคัญที่พบในเซลล์ในชีววิทยามีอะไรบ้าง?

เซลล์ของสิ่งมีชีวิตประกอบด้วยธาตุ 4 ส่วนใหญ่ ได้แก่ คาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน และไนโตรเจน พวกมันประกอบขึ้นเป็น 96% ของอะตอมในสิ่งมีชีวิต ดังนั้นพวกมันจึงถือเป็นสารเคมีหลัก อย่างไรก็ตาม ขึ้นอยู่กับว่าคุณกำหนดองค์ประกอบหลักอย่างไร องค์ประกอบอื่นๆ ที่ประกอบด้วยเซลล์เพียงไม่กี่เปอร์เซ็นต์เท่านั้นที่สามารถอยู่ในอันดับต้นๆ ของรายการได้ หากธาตุหลักมีความหมายต่อชีวิตด้วย ดังนั้น "ธาตุแท้" ก็มีความสำคัญมากแม้ว่าจะประกอบขึ้นเพียง 0.5% ของอะตอมในสิ่งมีชีวิต

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

ธาตุที่สำคัญที่สุด 4 ประการในเซลล์ ได้แก่ คาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน และไนโตรเจน อย่างไรก็ตาม องค์ประกอบอื่นๆ เช่น โซเดียม โพแทสเซียม แคลเซียม และฟอสฟอรัส ก็มีความสำคัญเช่นกัน

คาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน และไนโตรเจน เป็นที่รู้จักกันว่าเป็นองค์ประกอบ "อินทรีย์" หลัก เนื่องจากเป็นส่วนประกอบสำคัญที่ทำให้ชีวิตเป็นไปได้ ในบรรดาสี่คาร์บอนอาจเป็นชนิดที่พิเศษที่สุด เพราะมันสามารถสร้างพันธะกับตัวมันเองและสร้างโมเลกุลที่มีรูปร่างต่างกันมากมาย โมเลกุลของคาร์บอนอาจเป็นสายสั้น โซ่ยาว โซ่งอ โซ่แตกแขนง และรูปร่างวงแหวน โมเลกุลขนาดใหญ่สี่กลุ่มที่ทำให้ชีวิตเป็นไปได้ (โปรตีน คาร์โบไฮเดรต ลิปิด และกรดนิวคลีอิก) ล้วนประกอบด้วยคาร์บอน พร้อมด้วยองค์ประกอบอินทรีย์หลักอีกสามชนิด

นอกเหนือจากสี่ธาตุใหญ่ที่กล่าวถึงข้างต้น ธาตุหลักต่อไปคือ ฟอสฟอรัส กำมะถัน โซเดียม คลอรีน โพแทสเซียม แคลเซียม และแมกนีเซียม เหล่านี้ประกอบขึ้นเป็น 3.5% ของสิ่งมีชีวิต ฟอสฟอรัสช่วยเชื่อมต่อแต่ละหน่วยของ DNA เข้ากับสายโซ่ยาว ซัลเฟอร์สร้างสะพานเชื่อมระหว่างส่วนต่างๆ ของโปรตีน ซึ่งช่วยให้โปรตีนมีรูปร่าง 3 มิติ โซเดียม คลอรีน โพแทสเซียม และแคลเซียมเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับเซลล์ประสาทในการส่งสัญญาณไฟฟ้าไปยังเซลล์อื่นๆ และเอนไซม์บางชนิดก็ต้องการแมกนีเซียมในการทำงาน

ธาตุที่มีอยู่ในระดับต่ำในสิ่งมีชีวิตและเป็นเพียง 0.5% ของเซลล์ที่มีชีวิต อย่างไรก็ตาม สิ่งมีชีวิตจะไม่สามารถดำรงอยู่ได้โดยปราศจากธาตุ องค์ประกอบการติดตามรวมถึง:

• เหล็ก
  
• ไอโอดีน
  
• แมงกานีส
  
• โมลิบดีนัม
  
• ซีลีเนียม
  
• ซิลิคอน
  
• ดีบุก
  
• วานาเดียม
  
• โบรอน
  
• โครเมียม
  
• โคบอลต์
  
• ทองแดง
  
• ฟลูออรีน

ธาตุเหล็กพบได้ในเซลล์เม็ดเลือดแดงและช่วยลำเลียงออกซิเจนในกระแสเลือด ไอโอดีนมีความสำคัญต่อการสร้างไทรอยด์ฮอร์โมนในรูปแบบต่างๆ ซึ่งควบคุมการเจริญเติบโตและระดับพลังงานในมนุษย์ เอ็นไซม์ต้องการธาตุหลายชนิดเพื่อให้เกิดปฏิกิริยาเคมี

น้ำประกอบด้วยไฮโดรเจนสองอะตอมพันธะกับอะตอมออกซิเจน แม้ว่าน้ำจะอยู่ในรูปของโมเลกุลที่แยกจากกัน และไม่สร้างความสัมพันธ์ทางกายภาพกับโปรตีน ลิปิด คาร์โบไฮเดรต และกรดนิวคลีอิก แต่ก็จำเป็นสำหรับชีวิต โมเลกุลที่ทำให้ชีวิตเป็นไปได้ก็ต่อเมื่อละลายในน้ำเท่านั้น เอ็นไซม์เร่งปฏิกิริยาเคมี ไขมันทำหน้าที่เป็นแหล่งเก็บพลังงาน และน้ำตาลถูกทำลายได้ง่าย are เพื่อสร้างพลังงาน แต่ทั้งหมดนี้เป็นไปได้เพราะโมเลกุลเหล่านี้ลอยอยู่ในน้ำ สิ่งแวดล้อม ไฮโดรเจนและออกซิเจนในน้ำเป็นสององค์ประกอบใหญ่สี่ประการของชีวิต แต่ทั้งสองทำหน้าที่แตกต่างกัน วัตถุประสงค์เป็นน้ำ เมื่อเทียบกับวัตถุประสงค์ที่พวกเขาใช้เมื่อเป็นส่วนหนึ่งของอินทรีย์ที่ประกอบด้วยคาร์บอน โมเลกุล