Kohlenstoff wird als primäres Element des Lebens betrachtet, obwohl es in Wirklichkeit vier Hauptelemente gibt, die die Mehrheit der meisten Biomoleküle bilden: Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff. Von diesen stellt jedoch Kohlenstoff den größten Anteil eines gegebenen Biomoleküls dar und bildet das Skelett der Moleküle des Lebens.
Kohlenstoff
Es gibt zwei Hauptgründe dafür, dass Kohlenstoff das Grundelement der Moleküle des Lebens ist. Erstens hat Kohlenstoff im Vergleich zu anderen Elementen, die langanhaltende, stabile Bindungen bilden, die größte Vielfalt an Bindungsmustern, die ihm zur Verfügung stehen. Kohlenstoff kann Bindungen zu beliebigen zwei bis vier anderen Atomen in einer Vielzahl von Formen und Mustern bilden, was den Lebensmolekülen eine große Vielfalt verleiht. Zweitens bildet Kohlenstoff einige der stabilsten und langlebigsten chemischen Bindungen, die die Moleküle des Lebens sehr hartnäckig machen.
Biomoleküle
Kohlenhydrate, Lipide - auch bekannt als Fette - Nukleinsäuren und Proteine sind die vier Hauptklassen von Biomolekülen oder Molekülen, die die strukturellen und funktionellen Komponenten von Zellen bilden. Jeder dieser Arten von Molekülen besteht aus einem Kohlenstoffgerüst oder Rückgrat, erklären Drs. Reginald Garrett und Charles Grisham in ihrem Buch "Biochemistry". Im Allgemeinen ist Kohlenstoff nicht für den Großteil der Chemie verantwortlich, in die ein Biomolekül eingreift - es ist eher ein Gerüst, an das die reaktiveren Elemente, einschließlich Stickstoff und Sauerstoff, gebunden sind.
Bedeutung in Reaktionen
Es gibt jedoch spezielle Fälle, in denen Kohlenstoff für die Reaktivität eines Moleküls sehr wichtig ist. Zum Beispiel bestehen Kohlenhydrate alle aus einer oder mehreren Bausteineinheiten, die Monosaccharide genannt werden. Im Fall eines Kohlenhydrats, das aus zwei oder mehr Monosacchariden besteht, hängt die Identität des Kohlenhydrats zum Teil von den einzelnen Monosacchariden ab, die aneinander gebunden sind, und zum Teil von der Orientierung der Bindung. Wie ein Monosaccharid an einen bestimmten Kohlenstoff an einem anderen Monosaccharid bindet, kann den Unterschied ausmachen zwischen einem Kohlenhydrat, das verdaubar ist, wie Stärke, und unverdaulichem, wie Faser.
Kohlenstoffverarbeitung
Während Ihre Zellen den Kohlenstoff von vielen der Nährstoffmoleküle wiederverwenden und recyceln, wenn Sie ein Molekül für Energie verbrennen, eliminieren Sie den Kohlenstoff in Form von Kohlendioxid. Dennoch spielt der Kohlenstoff auch auf dem Weg aus dem Körper eine wichtige Rolle. Kohlendioxid im Blut reagiert mit Wasser, erklärt Dr. Lauralee Sherwood in ihrem Buch "Human Physiology", das Bikarbonat bildet. Diese Verbindung hilft, die Säure des Blutes zu erhalten.
