Ang buhay sa Earth ay hindi kapani-paniwalang magkakaiba, gayunpaman ang lahat ng mga buhay na organismo ay nagbabahagi ng ilang mga katangian na tumutukoy sa kanila bilang mga nilalang na buhay. Kabilang dito ang kakayahang lumago, magparami, mapanatili ang homeostasis, tumugon sa stimuli, umangkop sa kanilang kapaligiran, at magkaroon ng antas ng organisasyon. Sa gitna ng mga katangiang ito ay ang mga kemikal na elemento na bumubuo ng mga buhay na organismo. Sa araling ito, tutuklasin natin ang mga pangunahing elemento na mahalaga para sa buhay, ang kanilang mga tungkulin, at kung paano sila nagsasama-sama upang mabuo ang mga kumplikadong istruktura at tungkulin na matatagpuan sa mga buhay na organismo.
Ang lahat ng nabubuhay na bagay, mula sa pinakamaliit na bakterya hanggang sa pinakamalaking balyena, ay ginawa mula sa limitadong hanay ng mga elemento ng kemikal. Ang mga elementong ito ay nagsasama-sama sa iba't ibang paraan upang mabuo ang mga molekulang mahalaga para sa mga proseso ng buhay. Ang pinakamaraming elemento sa mga buhay na organismo ay carbon (C), hydrogen (H), oxygen (O), nitrogen (N), phosphorus (P), at sulfur (S). Sama-sama, ang mga ito ay kilala bilang mga elemento ng CHNOPS.
Ang carbon ay ang pangunahing elemento sa organikong kimika at itinuturing na gulugod ng buhay. Ang natatanging kakayahan nitong bumuo ng apat na covalent bond ay nagbibigay-daan dito na kumilos bilang plantsa para sa mga kumplikadong molekula. Ang katangiang ito ay nagbibigay-daan sa pagbuo ng isang malawak na hanay ng mga organikong molekula, kabilang ang mga carbohydrate, lipid, protina, at nucleic acid, na mahalaga sa mga proseso ng buhay.
Ang hydrogen at oxygen ay pinakatanyag na pinagsama sa tubig (H 2 O), na mahalaga para sa buhay tulad ng alam natin. Tubig ang pantunaw ng buhay; dito nangyayari ang karamihan sa mga biochemical reaction. Kasangkot din ito sa pag-regulate ng temperatura, pagtunaw ng mga produktong basura, at pagdadala ng mga sangkap sa loob ng mga organismo.
Ang nitrogen ay isang mahalagang bahagi ng mga amino acid, na siyang mga bloke ng gusali ng mga protina, at mga nucleic acid, na bumubuo sa DNA at RNA. Ang mga molekulang ito ay mahalaga para sa istraktura, paggana, at regulasyon ng mga selula, tisyu, at organo ng katawan.
Ang posporus ay pangunahing nag-aambag sa istruktura ng mga nucleic acid at ang pagbuo ng ATP (adenosine triphosphate), ang molekula na nagdadala ng enerhiya sa loob ng mga selula. Ito rin ay isang bahagi ng phospholipids, na mahalaga para sa pagbuo ng mga lamad ng cell.
Ang sulfur ay isang bahagi ng ilang mga amino acid, tulad ng cysteine at methionine, at kasangkot sa pagbuo ng disulfide bond. Ang mga bono na ito ay tumutulong na patatagin ang istraktura ng mga protina, na ginagawang mahalaga ang asupre para sa kanilang paggana.
Bilang karagdagan sa mga pangunahing elemento, mayroong ilang mga trace elemento tulad ng iron (Fe), magnesium (Mg), potassium (K), calcium (Ca), at zinc (Zn) na mahalaga para sa buhay, kahit na sa mas maliit na dami. Sila ay gumaganap ng mga kritikal na tungkulin sa enzyme function, oxygen transport (tulad ng sa hemoglobin), signal transduction, at iba pang mga cellular na proseso.
Ang mga buhay na organismo ay may isang kumplikadong antas ng organisasyon na nagsisimula sa atomic level na may mga elemento at bumubuo sa mga cell, tissue, organ, at organ system. Sa bawat antas ng organisasyon, ang mga elemento ay nagsasama-sama upang bumuo ng mga molekula na may mga partikular na function na nag-aambag sa pangkalahatang kalusugan at kaligtasan ng organismo.
Ang sentral na dogma ng molecular biology ay naglalarawan kung paano dumadaloy ang genetic na impormasyon sa loob ng isang biological system. Sinasabi nito na ang DNA ay na-transcribe sa RNA, na pagkatapos ay isinalin sa mga protina. Itinatampok ng prosesong ito ang kahalagahan ng mga elemento tulad ng carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen, at phosphorus, na bumubuo sa mga nucleic acid at amino acid na kasangkot sa daloy ng impormasyong ito.
Ang photosynthesis at cellular respiration ay dalawang pangunahing biological na proseso na kinabibilangan ng makabuluhang pagpapalitan ng mga elemento sa pagitan ng mga buhay na organismo at ng kanilang kapaligiran. Bina-convert ng photosynthesis ang carbon dioxide (CO 2 ) at tubig (H 2 O) sa glucose (C 6 H 12 O 6 ) at oxygen (O 2 ), gamit ang enerhiya ng sikat ng araw. Ang prosesong ito ay nagpapakita ng mga kritikal na tungkulin ng carbon, hydrogen, at oxygen. Ang cellular respiration, sa kabaligtaran, ay naghihiwa-hiwalay ng glucose sa CO 2 at H 2 O, na naglalabas ng enerhiya na nakaimbak sa mga bono ng mga molekula ng glucose. Ang cyclic exchange na ito ng mga elemento ay mahalaga para sa balanse ng enerhiya sa ecosystem.
Sa konklusyon, ang mga elemento ng buhay - carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen, phosphorus, sulfur, at iba't ibang trace elements - ay pundasyon sa mga biological molecule at proseso na tumutukoy sa mga buhay na organismo. Ang pag-unawa sa mga tungkulin at pakikipag-ugnayan ng mga elementong ito ay nagbibigay ng pananaw sa kumplikado ngunit organisadong kalikasan ng buhay. Habang ang bawat elemento ay may partikular na pag-andar, ito ay ang kanilang pinagsamang mga epekto at pakikipag-ugnayan na ginagawang posible ang buhay.
