Različno, kot se zdi, da je vsak živi organizem na površini, vsa življenja sestavljajo v bistvu iste molekule v jedru. Te molekule so oblikovane tako, da se ogljik, vodik, kisik in drugi elementi povezujejo. Vodik, ki je isti element, ki tvori plinske oblake in ogromne zvezde, igra tudi pomembno vlogo v sestavi življenja.
Opredelitev
Vodik je najpreprostejši in najbolj bogat element v celotnem vesolju. Po astrofiziki Davidu Palmerju je okoli 75 odstotkov vseh znanih elementov, ki obstaja, sestavljeno iz vodika. Jedro vodikovega atoma je izdelan iz enega samega protona, ki je pozitivno nabit delec. En elektron je okoli okoli jedra. Neutroni, ki jih najdemo v vseh drugih elementih, ne obstajajo v najpogostejši obliki vodika.
Elementarne obveznice
V živih organizmih ogljik in vodik sta preprosta partnerja. Element ogljika ima dve krožni plasti, imenovani lupine, ki obdajajo njegovo jedro. Zunanja lupina vsebuje štiri elektrone. Ti štirje elektroni lahko tvorijo ločene kovalentne vezi z drugimi elementi, kar pomeni, da se povezujejo z delitvijo elektronov. Vodik ima samo elektron, ki ga lahko delijo, tako da se lahko veže samo enkrat, vendar se lahko do štiri atome vodika povežejo z enim atomom ogljika. Vendar ima vodik nekaj edinstvenih lastnosti. Včasih deli elektrone neenakomerno z elektronegativnim atomom, kot je kisik ali dušik. Ko se to zgodi, vodik razvije rahel pozitivni naboj, ki privlači druge negativno nabite delce. Ker se nasprotja privlačijo, se povezujejo brez deljenja elektronov. To imenujemo vodikova vez. So šibki, vendar koristni v živih organizmih za oblikovanje kratkotrajnih in enostavnih povezav.
Organske molekule
Način, kako se ogljikove vezi z vodikom, pa tudi drugi elementi, kot sta kisik in fosfor, imenujemo organska molekula, ki je temeljna molekula, ki predstavlja vse življenje. Ogljik je na koncu temelj življenja, saj njeni vezni vzorci ustvarjajo zapletene strukture, ki se prepletajo, upogibajo, povezujejo ali oblikujejo obroče. Atomi ogljika in vodika so v živih organizmih tako razširjeni, da obstajajo molekule, imenovane ogljikovodiki, ki so skoraj v celoti sestavljeni iz ogljika in vodika.
Makromolekule
Kompleksne organske strukture tvorijo velike makromolekule, kot so ogljikovi hidrati, lipidi, proteini in nukleinske kisline, ki so sestavljeni iz več tisoč atomov v obliki majhnih enot, vezanih skupaj. Pomislite na navijanje dvojne vijačnice DNK. Ta molekula je sestavljena iz dveh twisting pramenov, vezanih na vodikove vezi. Ko se mora DNK sprostiti, tako da jo je mogoče brati, so šibke vodikove vezi prekinjene. Vendar pa pri ogljikovih hidratih vodikovi atomi dejansko delujejo kot zadrževalci. Ko je vodik odstranjen, se dva sladkorja povezujeta in tvorita dolga ponavljajoča se veriga močno povezane enote. To velja tudi za mnoge maščobne lipide in beljakovine.
Pomembnost
Poleg tega, da deluje kot pomemben strukturni element, ima vodik skoraj svojo fiziološko funkcijo živih organizmov zaradi svoje uporabnosti in številčnosti. V nalogi prebave, vodikove vezi s klorom, da se tvori klorovodikova kislina, ki razjeda maščobe in beljakovine v želodcu. Pri nalogi aerobnega dihanja gibanje prostih plavajočih atomov vodika prispeva k spodbujanju proizvodnje energije; to je podobno načinu, kako lahko vodna črpalka ustvari energetski potencial, ki lahko dela. Poleg ogljika se verjetno ne uporablja noben drug element tako pogosto in za toliko pomembnih funkcij.
