يعتبر الكربون العنصر الأساسي للحياة ، ولكن في الواقع ، هناك أربعة عناصر رئيسية تشكل غالبية معظم الجزيئات الحيوية: الكربون والأكسجين والنيتروجين والهيدروجين. غير أن الكربون يمثل ، من بين هذه ، أكبر نسبة من أي جزيء حيوي من الوزن ، ويشكل الهيكل العظمي لجزيئات الحياة.
كربون
هناك سببان رئيسيان لأن الكربون هو العنصر الأساسي لجزيئات الحياة. أولاً ، بالمقارنة مع العناصر الأخرى التي تشكل روابط مستقرة طويلة الأمد ، فإن الكربون لديه أكبر تنوع من أنماط الترابط المتاحة له. يمكن للكربون أن يشكل روابط في أي مكان من ذرتين إلى أربع ذرات أخرى ، في مجموعة متنوعة من الأشكال والأنماط ، التي توفر تنوعا كبيرا لجزيئات الحياة. ثانيًا ، يشكل الكربون بعضًا من أكثر الروابط الكيميائية ثباتًا واستقرارًا ، مما يجعل جزيئات الحياة عنيدة جدًا.
الجزيئات الحيوية
الكربوهيدرات والدهون - التي تعرف أيضاً بالدهون - الأحماض النووية ، والبروتينات هي الفصائل الأربعة الرئيسية من الجزيئات الحيوية ، أو الجزيئات التي تشكل المكونات الهيكلية والوظيفية للخلايا. كل من هذه الأنواع من الجزيئات يتكون من هيكل عظمي الكربون ، أو العمود الفقري ، شرح الدكاترة. ريجينالد غاريت وتشارلز غريشام في كتابهما "الكيمياء الحيوية". وبصفة عامة ، فإن الكربون لا يتحمل مسؤولية غالبية الكيمياء التي يتفاعل فيها جزيء حيوي - بل هو أكثر من سقالة يتم ربط العناصر الأكثر تفاعلًا بها ، بما في ذلك النيتروجين والأكسجين.
أهمية في ردود الفعل
هناك حالات محددة يكون فيها الكربون مهمًا جدًا لتفاعل الجزيء. على سبيل المثال ، تتكون كل الكربوهيدرات من وحدة بناء واحدة أو أكثر تسمى أحاديات السكريات. في حالة الكربوهيدرات المكونة من اثنين أو أكثر من السكريات الأحادية ، تعتمد هوية الكربوهيدرات جزئياً على السكريات الأحادية الفردية المرتبطة ببعضها البعض ، وفي جزء منها على اتجاه السند. كيف يمكن أن يرتبط أحد السكريات الأحادية بكربون معين على أحد السكريات الأحادية الأخرى أن يجعل الفرق بين الكربوهيدرات قابلاً للهضم ، مثل النشا ، والهضم ، مثل الألياف.
معالجة الكربون
بينما تقوم الخلايا الخاصة بك بإعادة استخدام وإعادة تدوير الكربون من العديد من جزيئات المغذيات التي تأخذها ، عندما تحرق جزيءًا للطاقة ، فإنك تقضي على الكربون في صورة ثاني أكسيد الكربون. لا يزال ، الكربون يخدم دورا هاما حتى في طريقها للخروج من الجسم. ثاني أكسيد الكربون في الدم يتفاعل مع الماء ، ويوضح الدكتور لورالي شيروود في كتابها "علم وظائف الأعضاء البشرية" ، تشكيل بيكربونات. هذا المركب يساعد على الحفاظ على حموضة الدم.
