Yer üzündəki həyat inanılmaz dərəcədə müxtəlifdir, lakin bütün canlı orqanizmlər onları canlı varlıqlar kimi müəyyən edən müəyyən xüsusiyyətlərə malikdir. Bunlara böyümək, çoxalmaq, homeostazı saxlamaq, stimullara cavab vermək, ətraf mühitə uyğunlaşmaq və təşkilat səviyyəsinə malik olmaq daxildir. Bu xüsusiyyətlərin əsasında canlı orqanizmləri təşkil edən kimyəvi elementlər durur. Bu dərsdə biz həyat üçün vacib olan əsas elementləri, onların rollarını və canlı orqanizmlərdə olan mürəkkəb strukturları və funksiyaları yaratmaq üçün necə birləşdiklərini araşdıracağıq.
Ən kiçik bakteriyadan tutmuş ən böyük balinaya qədər bütün canlılar məhdud sayda kimyəvi elementlərdən ibarətdir. Bu elementlər müxtəlif yollarla birləşərək həyat prosesləri üçün vacib olan molekulları əmələ gətirir. Canlı orqanizmlərdə ən çox yayılmış elementlər karbon (C), hidrogen (H), oksigen (O), azot (N), fosfor (P) və kükürddür (S). Birlikdə bunlar CHNOPS elementləri kimi tanınır.
Karbon üzvi kimyada mərkəzi elementdir və həyatın onurğa sütunu hesab olunur. Dörd kovalent rabitə yaratmaq üçün unikal qabiliyyəti ona mürəkkəb molekullar üçün bir iskele rolunu oynamağa imkan verir. Bu xüsusiyyət həyat prosesləri üçün vacib olan karbohidratlar, lipidlər, zülallar və nuklein turşuları da daxil olmaqla geniş çeşidli üzvi molekulların əmələ gəlməsinə imkan verir.
Hidrogen və oksigen ən məşhur şəkildə suda (H 2 O) birləşir ki, bu da bildiyimiz kimi həyat üçün vacibdir. Su həyatın həlledicisidir; ən çox biokimyəvi reaksiyaların baş verdiyi yerdir. O, həmçinin temperaturun tənzimlənməsində, tullantıların həllində və orqanizmlər içərisində maddələrin daşınmasında iştirak edir.
Azot zülalların tikinti blokları olan amin turşularının və DNT və RNT-ni təşkil edən nuklein turşularının əsas komponentidir. Bu molekullar orqanizmin hüceyrələrinin, toxumalarının və orqanlarının quruluşu, funksiyası və tənzimlənməsi üçün çox vacibdir.
Fosfor, ilk növbədə, nuklein turşularının quruluşuna və hüceyrələrdə enerji daşıyan molekul olan ATP (adenozin trifosfat) meydana gəlməsinə kömək edir. O, həmçinin hüceyrə membranlarının qurulması üçün vacib olan fosfolipidlərin tərkib hissəsidir.
Kükürd sistein və metionin kimi müəyyən amin turşularının tərkib hissəsidir və disulfid bağlarının əmələ gəlməsində iştirak edir. Bu bağlar zülalların strukturunu sabitləşdirməyə kömək edir, kükürdün onların funksiyası üçün vacib olmasını təmin edir.
Əsas elementlərə əlavə olaraq, dəmir (Fe), maqnezium (Mg), kalium (K), kalsium (Ca) və sink (Zn) kimi bir neçə mikroelement var ki, onlar daha az miqdarda olsa da, həyat üçün çox vacibdir. Onlar ferment funksiyasında, oksigen nəqlində (hemoqlobində olduğu kimi), siqnal ötürülməsində və digər hüceyrə proseslərində mühüm rol oynayırlar.
Canlı orqanizmlər elementlərlə atom səviyyəsindən başlayaraq hüceyrələrə, toxumalara, orqanlara və orqan sistemlərinə qədər formalaşan mürəkkəb bir quruluş səviyyəsinə malikdir. Hər bir təşkilat səviyyəsində elementlər orqanizmin ümumi sağlamlığına və sağ qalmasına kömək edən xüsusi funksiyaları olan molekullar yaratmaq üçün birləşir.
Molekulyar biologiyanın mərkəzi dogması bioloji sistem daxilində genetik məlumatın necə axdığını təsvir edir. Bu, DNT-nin RNT-yə transkripsiya edildiyini və daha sonra zülallara çevrildiyini bildirir. Bu proses bu məlumat axınında iştirak edən nuklein turşuları və amin turşularını təşkil edən karbon, hidrogen, oksigen, azot və fosfor kimi elementlərin əhəmiyyətini vurğulayır.
Fotosintez və hüceyrə tənəffüsü canlı orqanizmlər və onların ətraf mühiti arasında əhəmiyyətli element mübadiləsini əhatə edən iki əsas bioloji prosesdir. Fotosintez günəş işığı enerjisindən istifadə edərək karbon dioksidi (CO 2 ) və suyu (H 2 O ) qlükozaya (C 6 H 12 O 6 ) və oksigenə (O 2 ) çevirir. Bu proses karbon, hidrogen və oksigenin kritik rollarını nümayiş etdirir. Hüceyrə tənəffüsü, əksinə, qlükozanı CO 2 və H 2 O-ya parçalayır, qlükoza molekullarının bağlarında yığılmış enerjini buraxır. Elementlərin bu dövri mübadiləsi ekosistemlərdə enerji balansı üçün vacibdir.
Nəticə olaraq, həyatın elementləri - karbon, hidrogen, oksigen, azot, fosfor, kükürd və müxtəlif mikroelementlər canlı orqanizmləri təyin edən bioloji molekullar və proseslər üçün əsasdır. Bu elementlərin rollarını və qarşılıqlı təsirlərini başa düşmək həyatın mürəkkəb, lakin mütəşəkkil təbiəti haqqında təsəvvür yaradır. Hər bir elementin özünəməxsus funksiyası olsa da, həyatı mümkün edən onların birləşmiş təsirləri və qarşılıqlı təsirləridir.
