Så forskellige som hver levende organisme kan synes at være på overfladen, består hele livet af grundlæggende de samme molekyler i kernen. Disse molekyler dannes ved den måde, hvorpå carbon, hydrogen, oxygen og andre elementer binder sammen. Brint, som er det samme element, der udgør gasskyer og store stjerner, spiller også en vigtig rolle i sammensætningen af livet.
Definition
Brint er det enkleste og mest rigelige element i hele universet. Ifølge astrophysicist David Palmer er omkring 75 procent af alle de kendte grundstoffer, der består af hydrogen. Kernen af et hydrogenatom er fremstillet af en enkelt proton, som er en positivt ladet partikel. Én elektron kredser rundt om kernens yderside. Neutroner, som kan findes i alle andre elementer, findes ikke i den mest almindelige form for hydrogen.
Elementære Obligationer
I levende organismer gør kulstof og brint nemme partnere. Elementet carbon har to omløbende lag, kaldet skaller, der omgiver dets kerne. Den ydre skal indeholder fire elektroner. Disse fire elektroner kan danne separate kovalente bindinger med andre elementer, hvilket betyder at de binder sammen ved at dele elektroner. Hydrogen har kun elektron at dele, så den kan kun binde en gang, men op til fire hydrogenatomer kan binde til et carbonatom. Men hydrogen har nogle unikke egenskaber. Sommetider deler den elektroner ulige med et elektronegativt atom, såsom ilt eller nitrogen. Når dette sker, udvikler hydrogen en lille positiv ladning, som tiltrækker andre negativt ladede partikler. Fordi modsætninger tiltrækker, binder de sammen uden at dele elektroner. Dette kaldes en hydrogenbinding. De er svage men nyttige i levende organismer til dannelse af kortlivede og nemme forbindelser.
Organiske molekyler
Den måde, hvorpå carbon binder til hydrogen, såvel som andre elementer, såsom ilt og fosfor, kaldes et organisk molekyle, som er et grundlæggende molekyle, der udgør hele livet. Carbon er i sidste ende hjørnestenen for livet, fordi dets bindemønstre skaber komplekse strukturer, der foldes, bøjes, kædes sammen eller danner ringe. Kulstof- og hydrogenatomer er så fremherskende i levende organismer, at der er molekyler kaldet kulbrinter, der består næsten udelukkende af kulstof og hydrogen.
makromolekyler
Komplekse organiske strukturer danner store makromolekyler, såsom kulhydrater, lipider, proteiner og nukleinsyrer, der består af tusinder af atomer i form af små enheder bundet sammen. Tænk på den snoede dobbelthelix af DNA. Dette molekyle består af to snoede tråde bundne sammen af hydrogenbindinger. Når DNA skal slappe af, så det kan læses, knuses de svage brintbindinger. I kulhydrater fungerer imidlertid hydrogenatomer faktisk som pladsholdere. Når hydrogenet er fjernet, binder to sukker sammen og danner lange gentagende kæder af en stærkt forbundet enhed. Dette gælder også for mange fedtholdige lipider og proteiner.
Betydning
Udover at fungere som et vigtigt strukturelt element har hydrogen en hånd i næsten hver eneste fysiologiske funktion af levende organismer på grund af dets anvendelighed og overflod. I fordøjelsens opgave binder hydrogenbindinger med klor til dannelse af saltsyre, der nedbryder fedt og protein i maven. I opgaven med aerob åndedræt hjælper bevægelsen af fritflydende hydrogenatomer med at stimulere produktionen af energi; Det ligner den måde, hvorpå en vandpumpe kan skabe energipotentiale, der kan gøre arbejde. Ved siden af kulstof er der sandsynligvis ikke noget andet element brugt ret så ofte og for så mange vigtige funktioner.
