Inhoud
De cellen van levende wezens bestaan hoofdzakelijk uit vier elementen: koolstof, waterstof, zuurstof en stikstof. Ze vormen 96% van de atomen in levende wezens, dus ze worden beschouwd als belangrijke chemicaliën. Afhankelijk van hoe u major definieert, kunnen andere elementen die slechts een paar procent van de cellen uitmaken, echter bovenaan de lijst staan. Als major ook essentieel is voor het leven, 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 het meest speciaal, omdat het bindingen met zichzelf kan vormen en moleculen met veel verschillende vormen kan maken. Koolstofmoleculen kunnen korte ketens, lange ketens, gebogen ketens, vertakte ketens en ringvormen zijn. De vier klassen macromoleculen die 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 hierboven genoemde grote vier, zouden de volgende belangrijke elementen fosfor, zwavel, natrium, chloor, kalium, calcium en magnesium zijn. Deze vormen 3,5% van de levende wezens. Fosfor helpt bij het verbinden van afzonderlijke DNA-eenheden in 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.
Spoorelementen
Spoorelementen zijn op lage niveaus aanwezig in organismen en vormen slechts 0,5% van de levende cellen. Levende dingen zouden echter niet kunnen overleven zonder sporenelementen. Spoorelementen omvatten ijzer, jodium, mangaan, molybdeen, selenium, silicium, tin, vanadium, boor, chroom, kobalt, koper en 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 energieniveaus bij mensen regelt. Veel van de sporenelementen zijn vereist door enzymen om chemische reacties te laten plaatsvinden.
Het belang van water
Water bestaat uit twee waterstofatomen die zijn gebonden 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 omgeving drijven. De waterstof en zuurstof in water zijn twee van de grote vier elementen van het leven, maar deze twee dienen een verschillend doel als water, vergeleken met de doeleinden die ze dienen wanneer ze deel uitmaken van de koolstofhoudende organische moleculen.