Колкото и различен от всеки жив организъм да изглежда на повърхността, целият живот се състои основно от едни и същи молекули. Тези молекули се формират от начина, по който въглерод, водород, кислород и други елементи се свързват заедно. Водородът, който е същият елемент, който съставлява газови облаци и огромни звезди, също играе важна роля в състава на живота.
дефиниция
Водородът е най-простият и най-богат елемент в цялата вселена. Според астрофизика Дейвид Палмър, около 75% от цялата известна елементарна материя, която съществува, се състои от водород. Ядрото на водородния атом се състои от единичен протон, който е положително заредена частица. Един от електроните обикаля около орбитата на ядрото. Неутроните, които могат да бъдат намерени във всички други елементи, не съществуват в най-често срещаната форма на водород.
Елементарни облигации
В живите организми въглеродът и водородът правят лесни партньори. Елементът въглерод има два орбитални пласта, наречени черупки, които заобикалят ядрото му. Външната обвивка съдържа четири електрона. Тези четири електрона могат да образуват отделни ковалентни връзки с други елементи, което означава, че те се свързват заедно чрез споделяне на електрони. Водородът има само електронен елемент, който може да се свърже само веднъж, но до четири водородни атома може да се свърже с един въглероден атом. Въпреки това, водородът има някои уникални свойства. Понякога той споделя електроните неравномерно с електронен неутрален атом, като например кислород или азот. Когато това се случи, водородът развива лек положителен заряд, който привлича други отрицателно заредени частици. Тъй като противоположностите привличат, те се свързват заедно, без да споделят електрони. Това се нарича водородна връзка. Те са слаби, но полезни в живите организми за формиране на краткотрайни и лесни връзки.
Органични молекули
Начинът, по който въглеродните връзки към водорода, както и други елементи, като например кислород и фосфор, се наричат органична молекула, която е основна молекула, която съставлява целия живот. Въглеродът в крайна сметка е крайъгълният камък за живота, защото връзките му създават сложни структури, които се сгъват, огъват, обединяват или образуват пръстени. Въглеродните и водородните атоми са толкова разпространени в живите организми, че има молекули, наречени въглеводороди, които се състоят почти изцяло от въглерод и водород.
Macromolecules
Комплексните органични структури образуват големи макромолекули, като въглехидрати, липиди, протеини и нуклеинови киселини, които се състоят от хиляди атоми под формата на малки единици, свързани заедно. Помислете за двойната спирала на ДНК. Тази молекула се състои от две усукващи нишки, свързани заедно с водородни връзки. Когато ДНК се нуждае да се отпусне, за да може да се разчете, слабите водородни връзки се счупят. Във въглехидратите, обаче, водородните атоми действително действат като заместители. След като водородът бъде отстранен, две захари се свързват заедно и образуват дълги повтарящи се вериги на силно свързани единици. Това важи и за много мастни липиди и протеини.
значение
Освен че действа като важен структурен елемент, водородът има ръка в почти всяка физиологична функция на живите организми, поради своята полезност и изобилие. В задачата на храносмилането водородът се свързва с хлор, за да образува солна киселина, която разгражда мазнините и протеините в стомаха. В задачата на аеробно дишане движението на свободно плаващи водородни атоми помага да се стимулира производството на енергия; това е подобно на начина, по който водната помпа може да създаде енергиен потенциал, който може да работи. До въглерод, вероятно няма друг елемент, използван толкова често и за толкова много важни функции.
