Rovnako odlišné ako každý živý organizmus sa môže javiť ako na povrchu, celý život je tvorený z podstatne rovnakých molekúl v jadre. Tieto molekuly sú tvorené spôsobom, ktorým sa navzájom spájajú uhlík, vodík, kyslík a ďalšie prvky. Vodík, ktorý je rovnakým prvkom, ktorý vytvára plynové mraky a obrovské hviezdy, tiež zohráva dôležitú úlohu v zložení života.
definícia
Vodík je najjednoduchší a najväčší prvok v celom vesmíre. Podľa astrofyziky Davida Palmera sa asi 75 percent všetkých známych elementárnych látok, ktoré existujú, skladá z vodíka. Jadro vodíka je vyrobené z jediného protónu, ktorý je pozitívne nabitá častica. Jeden elektrón obieha okolo vonkajšieho jadra. Neutróny, ktoré sa nachádzajú vo všetkých ostatných prvkoch, neexistujú v najbežnejšej forme vodíka.
Elementárne dlhopisy
V živých organizmoch vytvárajú uhlíky a vodík jednoduchých partnerov. Prvok uhlíka má dve obežné vrstvy nazývané škrupiny, ktoré obklopujú jeho jadro. Vonkajší obal obsahuje štyri elektróny. Tieto štyri elektróny môžu tvoriť oddelené kovalentné väzby s inými prvkami, čo znamená, že sa navzájom spájajú zdieľaním elektrónov. Vodík má iba elektrón, ktorý sa môže zdieľať, takže sa môže viazať len raz, ale až jeden atóm vodíka sa môže viazať na jeden atóm uhlíka. Avšak vodík má určité jedinečné vlastnosti. Niekedy zdieľa elektróny nerovnomerne s elektronegatívnym atómom, ako je kyslík alebo dusík. Keď sa to stane, vodík vytvára mierne pozitívny náboj, ktorý priťahuje iné záporne nabité častice. Keďže protiklady priťahujú, spájajú sa bez toho, aby sa podieľali na elektróne. Toto sa nazýva vodíková väzba. Sú slabé, ale užitočné v živých organizmoch na vytváranie krátkodobých a jednoduchých spojení.
Organické molekuly
Spôsob, akým sa uhlík viaže na vodík, ako aj iné prvky, ako je kyslík a fosfor, sa nazýva organická molekula, ktorá je základnou molekulou, ktorá predstavuje celý život. Uhlík je v konečnom dôsledku základným kameňom pre život, pretože jeho spojovacie vzory vytvárajú zložité štruktúry, ktoré sa prehýbajú, ohýbajú, zväzujú alebo vytvárajú krúžky. Atómy uhlíka a vodíka sú v živých organizmoch tak rozšírené, že existujú molekuly nazývané uhľovodíky, ktoré sú tvorené takmer úplne z uhlíka a vodíka.
makromolekuly
Komplexné organické štruktúry tvoria veľké makromolekuly, ako sú sacharidy, lipidy, proteíny a nukleové kyseliny, ktoré sa skladajú z tisícov atómov vo forme malých jednotiek spojených dohromady. Zamyslite sa nad dvojitou špirálou DNA. Táto molekula sa skladá z dvoch krútiacich prameňov viazaných vodíkovými väzbami. Keď sa DNA musí odvíjať, aby ju bolo možné odčítať, slabé vodíkové väzby sú rozbité. V uhľohydrátoch však atóm vodíka skutočne pôsobí ako zástupné symboly. Keď sa vodík odstráni, dva cukry sa navzájom spojí a vytvoria dlhé opakujúce sa reťazce silne naviazanej jednotky. To platí aj pre mnohé tukové lipidy a proteíny.
význam
Okrem toho, že pôsobí ako dôležitý štrukturálny prvok, vodík má ruku v takmer každej fyziologickej funkcii živých organizmov vďaka svojej užitočnosti a hojnosti. V úlohe trávenia vodíkové väzby s chlórom vytvárajú kyselinu chlorovodíkovú, ktorá rozkladá tuky a bielkoviny v žalúdku. V úlohe aeróbneho dýchania pomáha pohyb voľne plávajúcich atómov vodíka stimulovať výrobu energie; to je podobné spôsobu, akým môže vodné čerpadlo vytvárať energetický potenciál, ktorý môže fungovať. Vedľa uhlíka, pravdepodobne neexistuje žiadny iný prvok používaný dosť často a pre toľko dôležitých funkcií.
