Stejně odlišný jako každý živý organismus se může zdát být na povrchu, celý život je tvořen v podstatě stejnými molekulami v jádru. Tyto molekuly jsou tvořeny způsobem, ve kterém jsou uhlík, vodík, kyslík a další prvky spojeny. Vodík, který je stejným prvkem, který vytváří plynové mraky a obrovské hvězdy, také hraje důležitou roli ve složení života.
Definice
Vodík je nejjednodušší a nejhojnějším prvkem v celém vesmíru. Podle astrofyzikáře Davida Palmera se asi 75 procent všech známých elementárních látek, které existují, skládá z vodíku. Jádro atomu vodíku je vyrobeno z jediného protonu, který je kladně nabitá částice. Jeden elektron okolo oběžné dráhy kolem jádra. Neutrony, které se nacházejí ve všech ostatních prvcích, neexistují v nejběžnější formě vodíku.
Elementární dluhopisy
V živých organismech, uhlík a vodík jsou snadnými partnery. Prvek uhlíku má dvě oběžné vrstvy nazvané skořápky, které obklopují jeho jádro. Vnější plášť obsahuje čtyři elektrony. Tyto čtyři elektrony mohou vytvářet oddělené kovalentní vazby s jinými prvky, což znamená, že se vzájemně spojí sdílením elektronů. Vodík má pouze společný elektron, takže se může vázat pouze jednou, avšak až jeden atom vodíku může být vázán k jednomu atomu uhlíku. Nicméně, vodík má některé jedinečné vlastnosti. Někdy sdílí elektrony nerovnoměrně s elektronegativním atomem, jako je kyslík nebo dusík. Když k tomu dojde, vzniká vodík mírně kladný náboj, který přitahuje další negativně nabité částice. Vzhledem k tomu, že protiklady přitahují, spojují se spolu bez sdílení elektronů. Toto se nazývá vodíková vazba. Jsou slabé, ale užitečné v živých organismech pro vytváření krátkodobých a snadných spojení.
Organické molekuly
Způsob, jakým uhlík vázá na vodík, stejně jako další prvky, jako je kyslík a fosfor, se nazývá organická molekula, což je základní molekula, která tvoří celý život. Uhlík je v konečném důsledku základním kamenem života, protože jeho spojovací vzory vytvářejí složité struktury, které se skládají, ohýbají, spojují dohromady nebo tvoří kroužky. Atomy uhlíku a vodíku jsou v živých organizmech tak rozšířeny, že existují molekuly nazvané uhlovodíky, které jsou tvořeny téměř výlučně uhlíkem a vodíkem.
Makromolekuly
Komplexní organické struktury tvoří velké makromolekuly, jako jsou sacharidy, lipidy, bílkoviny a nukleové kyseliny, které se skládají z tisíců atomů ve formě malých jednotek spojených dohromady. Přemýšlejte o dvojitou šroubovici DNA. Tato molekula se skládá ze dvou kroucených pramenů spojených vodíkovými vazbami. Když se DNA musí uvolnit, aby ji bylo možné číst, slabé vodíkové vazby jsou porušeny. U uhlovodíků však atomy vodíku skutečně působí jako zástupné symboly. Jakmile je vodík odstraněn, dva cukry se navzájem spojují a tvoří dlouhé opakující se řetězce silně propojené jednotky. To platí i pro mnoho tukových lipidů a proteinů.
Význam
Vedle toho, že působí jako důležitý strukturální prvek, má vodík téměř svou každou fyziologickou funkci živých organismů díky své užitečnosti a hojnosti. V úloze trávení vodíkové vazby s chlorem vytvářejí kyselinu chlorovodíkovou, která rozkládá tuky a bílkoviny v žaludku. V úloze aerobního dýchání pomáhá pohyb volně plovoucích atomů vodíku stimulovat výrobu energie; toto je podobné způsobu, jakým může vodní čerpadlo vytvářet energetický potenciál, který může fungovat. Vedle uhlíku se pravděpodobně žádný jiný prvek nepoužívá poměrně často a pro tolik důležitých funkcí.
