Primárne bioelementy v živej hmote: čo sú, typy a kľúčové funkcie

Život na planéte je určený súborom vzťahov, ktoré demonštrujú mimoriadny tok informácií a nepretržitú výmenu hmoty a energie. záležitosť Hmota je čokoľvek, čo má hmotnosť a zaberá priestor; skladá sa z atómov, ktoré sú najmenšími jednotkami, ktoré ju tvoria. Živé organizmy, voda, hviezdy a všetko okolo nás sa skladá z atómov.

Rozmanitosť chemických prvkov je daná rozmanitosťou typov atómovKaždý typ atómu predstavuje iný chemický prvok. V súčasnosti je známych viac ako sto chemických prvkov a tradične sa uvádza 105 prvkov, z ktorých 84 sa vyskytuje prirodzene a zvyšok bol syntetizovaný v laboratóriách. Z biologického hľadiska je podstatné, že iba niekoľko prvkov Výrazne sa podieľajú na stavbe živých bytostí.

V zložení živej hmoty môžeme tiež nájsť, najmenej 70 stabilných chemických prvkovTo znamená, že väčšina prvkov prítomných v prírode sa vo väčšej či menšej miere zúčastňuje na biologických procesoch (s výnimkou vzácnych plynov vo všeobecnosti). Avšak nie každý sa zúčastňuje v rovnakom pomere.

Ako sme už povedali, príroda sa skladá z hmoty a všetka živá hmota sa preto skladá aj z atómov, ktoré sú zase organizované do prvkov. Prvky, ktoré tvoria živú hmotu, sú známe ako bioelementyTieto sa zase klasifikujú podľa toho, či sú pre život nevyhnutné alebo nie: primárne bioprvky, sekundárne bioprvky a stopové prvky. V tomto obsahu sa zameriame konkrétne na primárne bioelementy v živej hmotebez zanedbávania dôležitosti zvyšku.

Základné prvky pre život

undefined primárne bioelementy Sú to základné chemické prvky prítomné v živej hmote, v bunkách, tkanivách, orgánoch a systémoch, ktoré tvoria organizmy, od najjednoduchších až po najzložitejšie. Predstavujú chemické jadro života, pretože tvoria organické biomolekuly základné: sacharidy, lipidy, bielkoviny a nukleové kyseliny.

Približne deväťdesiatdeväť percent všetkej živej hmoty tvoria prevažne bunky tvorené šiestimi základnými prvkami: Uhlík (C), vodík (H), kyslík (O), dusík (N), fosfor (P) a síra (S)Toto sú najhojnejšie prvky v živej hmote nachádzajúcej sa na zemskom povrchu. Nazývajú sa primárne bioelementy, pretože tvoria podstatnú súčasť základnej alebo primárnej konštitúcie živých bytostí.

Dôvod, prečo týchto šesť prvkov dominuje v živej hmote, spočíva v ich špecifické chemické vlastnostiMajú relatívne malé atómové hmotnosti, čo podporuje tvorbu veľmi stabilné kovalentné väzbyale dostatočne všestranné na to, aby sa v biochemických reakciách rozkladali a znovu sa rozkladali. Okrem toho sú prvky ako kyslík a dusík vysoko elektronegatívne a umožňujú tvorbu polárne molekuly, rozpustný vo vode, niečo nevyhnutné pre chémiu života.

Druhy bioelementov

V závislosti od toho, či tvoria alebo nie sú súčasťou základnej zložky biomolekúl živej hmoty, možno bioelementy rozdeliť do troch hlavných skupín: primárne bioprvky, sekundárne bioprvky a stopové prvky.

Táto klasifikácia je založená na pomer, v akom sa nachádzajú v živých bytostiach a vo funkciách, ktoré vykonávajú:

• Primárne bioelementyTieto prvky tvoria približne 95 % až 96 % živej hmoty. Sú to uhlík (C), vodík (H), kyslík (O), dusík (N), fosfor (P) a síra (S). Tvoria kostru organických molekúl.
• Sekundárne bioelementyTieto sa nachádzajú v menších množstvách, približne 3 % až 4 %, ale sú prítomné vo všetkých živých organizmoch. Zvyčajne sa vyskytujú v iónovej forme alebo ako minerálne soli. Patria sem okrem iného vápnik (Ca), horčík (Mg), sodík (Na), draslík (K) a chlór (Cl).
• Stopové prvkyTieto prvky sa nachádzajú v percentách pod 0,1 %, ale sú nevyhnutné pre správne fungovanie tela. Medzi ne patrí železo (Fe), mangán (Mn), meď (Cu), zinok (Zn), fluór (F), jód (I), bór (B), kremík (Si), kobalt (Co), selén (Se) a molybdén (Mo).

Bioelementy, keď sa navzájom kombinujú prostredníctvom chemických väzieb, vytvárajú biomolekulyToto sú skutočné štrukturálne a funkčné stavebné kamene života. Z interakcie medzi týmito atómami teda vzniká voda, minerálne soli, sacharidy, lipidy, bielkoviny a nukleové kyseliny.

Primárne bioelementy

Toto sú všetky bioelementy, ktoré sú súčasťou základná konštitúcia živej hmotyTieto prvky sú nevyhnutné pre tvorbu organických biomolekúl: bielkovín, sacharidov, lipidov a nukleových kyselín. Tvoria čistú živú hmotu a sú to: uhlík (C), vodík (H), kyslík (O), dusík (N), fosfor (P) a síra (S).

Jeho najdôležitejšie vlastnosti, brané dohromady, vysvetľujú jeho ústrednú úlohu v biológii:

• majú nízka atómová hmotnosť, čo podporuje tvorbu silných a stabilných kovalentných väzieb.
• Môžu nastaviť niekoľko simultánne kovalentné väzby, čo uľahčuje tvorbu reťazcov a zložitých trojrozmerných štruktúr.
• Kyslík a dusík majú vysoké hladiny kyslíka a dusíka. elektronegativitačo umožňuje vznik dipolárnych molekúl a polárnych väzieb, ktoré sa rozpúšťajú vo vode.
• Ich kombinácia vedie k obrovská rozmanitosť molekúl s energetickými, štrukturálnymi, regulačnými a rezervnými funkciami.

Úloha každého z týchto primárnych bioelementov v živej hmote je podrobne opísaná nižšie.

uhlík (C)

Uhlík je nevyhnutná základná zložka všetkých organických molekúl. Vyskytuje sa vo všetkých reťazcoch ako kostra, ktorá dáva organickým biomolekulám tvar a funkciu. Všetky organické zlúčeniny sú tvorené uhlíkovými reťazcami, ktoré tvoria väzby s inými prvkami alebo zlúčeninami.

Má štyri elektróny vo svojej vonkajšej vrstve a môže tvoriť štyri kovalentné väzby s inými atómami uhlíka alebo s inými prvkami. Táto vlastnosť mu umožňuje tvoriť dlhé reťazce atómov (makromolekuly) a veľmi stabilné cyklické štruktúry. Tieto väzby môžu byť jednoduché, dvojité alebo trojité, čo ďalej zvyšuje rozmanitosť možných štruktúr.

Uhlík sa môže viazať aj na rôzne funkčné skupiny alebo radikály tvorené inými prvkami (-H, =O, -OH, -NH2, -SH, H2PO4atď.), čo umožňuje tvorbu veľkého množstva rôznych molekúl, ktoré sa zúčastňujú na množstve chemických reakcií. Vďaka tomu môžu živé bytosti využívať obrovskú rozmanitosť chemických zdrojov prítomných v prostredí.

Vo vesmíre tvoria štyri kovalentné väzby uhlíka vrcholy štvorsten imaginárne. Toto geometrické usporiadanie umožňuje tvorbu zložitých trojrozmerných štruktúr, ako sú tie, ktoré sa nachádzajú v plazmatických membránach, mnohých proteínoch a iných bunkových organelách.

Uhlík je nevyhnutnou zložkou pre živočíchy a rastliny. Je nevyhnutnou súčasťou molekuly glukóza, sacharid nevyhnutný pre bunkové dýchanie; hrá tiež úlohu v fotosyntéza, vo forme oxidu uhličitého (CO2)2Okrem toho je uhlík prítomný v ďalšej makromolekule nevyhnutnej pre život: ADN, ktorá obsahuje genetickú informáciu, ktorá dáva každému jedincovi jeho vlastné charakteristiky a ktorú organizmus používa na replikáciu a prenos tejto informácie na svoje potomstvo.

Vodík (H)

Vodík je spolu s kyslíkom základnou zložkou organickej hmoty. V skutočnosti je organická hmota do značnej miery definovaná ako hmota pozostávajúca prevažne z vodíka. uhlík a vodíkNapríklad v niektorých lipidoch sa v ich zložení pozorujú iba atómy uhlíka a vodíka, ako je to v mnohých uhľovodíkoch, ako je ropa a jej deriváty.

Jediný elektrón, ktorý má atóm vodíka Jeho vonkajšia membrána mu umožňuje ľahké naviazanie sa na ktorýkoľvek z primárnych bioelementov. Kovalentná väzba, ktorá sa tvorí medzi uhlíkom a vodíkom, je dostatočne silná na to, aby bola stabilná, ale nie taká silná, aby zabránila jej prerušeniu v prípade potreby, čo umožňuje syntézu iných molekúl.

Molekuly zložené iba z vodíka a uhlíka sú kovalentné nepolárny (nerozpustný vo vode), čo je vlastnosť, ktorá vysvetľuje hydrofóbne správanie mnohých lipidov a látok rezervujúcich energiu. Táto nerozpustnosť je kľúčová pre tvorbu lipidové dvojvrstvy v bunkových membránach, kde uhľovodíková časť bráni voľnému prechodu polárnych látok.

Okrem toho sa vodík podieľa na tvorbe vodíkové väzby keď sa viaže na elektronegatívne prvky, ako je kyslík alebo dusík. Tieto vodíkové väzby majú menšiu energiu ako kovalentná väzba, ale sú základom pre udržanie trojrozmernej štruktúry DNA, mnohých proteínov a množstva biologických molekúl.

Kyslík (O)

Kyslík je zo všetkých primárnych bioelementov najdôležitejší elektronegatívnyKeď sa kovalentne viaže s vodíkom, silne priťahuje jeho jediný elektrón, čo vedie k... elektrické stĺpyPreto sú radikály -OH, -CHO a -COOH polárne radikály. Keď tieto radikály nahradia niektoré atómy vodíka v reťazci uhlík-vodík, ako je to v prípade glukózy (C6H12O6), vedú k molekulám rozpustným v polárnych kvapalinách, ako je voda.

Vďaka svojej vysokej elektronegativite má kyslík schopnosť priťahujú elektróny iných atómov. Tento proces zahŕňa rozbíjanie väzieb a uvoľnenie veľkého množstva energie. Reakcia zlúčenín uhlíka s kyslíkom, známa ako aeróbne dýchanieToto je najbežnejší a najefektívnejší spôsob, ako väčšina živých organizmov získava energiu. V tejto všeobecnej reakcii sa glukóza úplne oxiduje:

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + energia

Ďalším spôsobom, ako získať energiu, je kvasenieIde o menej efektívny proces, ktorý nevyžaduje molekulárny kyslík. Táto dráha stráca ekologický význam, odkedy riasy a rastliny začali prostredníctvom fotosyntézy obohacovať primitívnu atmosféru kyslíkom, čo umožnilo rozširovanie aeróbnych organizmov.

Procesy oxidácia biologických zlúčenín Tieto procesy sa prevažne uskutočňujú odštiepením atómov vodíka z atómov uhlíka. Kyslík, ktorý je elektronegatívnejší, pôsobí na vodíkový elektrón väčšou príťažlivou silou ako na uhlíkový elektrón a dokáže ho odstrániť. Takto vzniká voda (vodík plus kyslík) a uvoľňuje sa veľké množstvo energie, ktorú živé organizmy využívajú.

Keď atóm uhlíka prestane zdieľať elektrón s vodíkom a začne zdieľať menej elektrónov s kyslíkom, prechádza... strata elektrónovTo znamená, že sa oxiduje. Táto redoxná dynamika je základom mnohých metabolických dráh a produkcie ATP v mitochondriách.

Dusík (N)

Dusík je prvok, ktorý tvorí veľmi vysoké percento atmosféry (približne 10 %). 78% suchého vzduchu). Okrem toho je základnou súčasťou proteíny a nukleové kyseliny ako napríklad DNA a RNA, ktoré sú zodpovedné za prenos dedičných vlastností z rodičov na potomkov. DNA je prítomná vo všetkých bunkách tela, čo podčiarkuje obrovský význam dusíka pre živé bytosti.

Vo všeobecnosti plynný dusík (N2Dusík nedokáže väčšina organizmov absorbovať priamo, ale skôr ako súčasť iných zlúčenín, ako sú dusičnany, dusitany alebo amónne zlúčeniny. Predtým, ako ho živé bytosti využijú, musí atmosférický dusík prejsť niekoľkými fázami v rámci tzv. cyklus dusíka:

• Amonifikácia, proces, pri ktorom sa organický dusík (zvyšky živých organizmov alebo výkaly) premieňa na amoniak (NH₃)3), ktorý je vo vodnom roztoku v rovnováhe s amónnym iónom (NH₄⁺)4⁺).
• Nitrifikácia, ktorý spočíva v oxidácii amoniaku (NH₄⁺)4⁺) na dusitany (NO2^-) a následne na dusičnany (NO₃)3^-) prostredníctvom nitrifikačných baktérií v pôde.
• Fixácia dusíka, proces, prostredníctvom ktorého sa atmosférický dusík (N2Premieňa sa na dusíkaté zlúčeniny, ako je amónium, alebo organické zlúčeniny využiteľné živými organizmami. Túto fixáciu vykonávajú najmä voľne žijúce pôdne baktérie alebo symbiotické baktérie spojené s koreňmi strukovín a môže k nej dôjsť aj prostredníctvom elektrických výbojov (blesok).

Takmer všetok dusík, ktorý riasy a rastliny začleňujú do živej hmoty, sa absorbuje vo forme dusičnanový ión (NO₃⁻)3^-) alebo vo forme amónny ión (NH₄⁺)4⁺)Tento dusík potom prechádza do potravinového reťazca, keď zvieratá konzumujú rastlinné tkanivá alebo tkanivá iných zvierat.

Dusík sa nachádza v aminokyselinyTo znamená, že v molekulách, ktoré tvoria proteíny, sa tvoria aminoskupiny (-NH2Je tiež prítomný v dusíkaté bázy nukleových kyselín (adenín, guanín, cytozín, tymín a uracil). Hoci je dusík najrozšírenejším plynom v atmosfére, len veľmi málo organizmov ho dokáže priamo využiť, takže úloha baktérií fixujúcich dusík je kľúčová.

Dusík má skvelú schopnosť tvoriť zlúčeniny s vodíkom (NH₄⁺).3NH4⁺) ako s kyslíkom (NO2^-, NIE3^-), čo mu umožňuje meniť sa z jednej formy na druhú, uvoľňovať energiu a zúčastňovať sa na metabolických procesoch prenos energie a elektrónov v bunkách.

Síra (S)

Síra je prvok, ktorý je súčasťou niektorých bielkovín, esenciálnych aminokyselín, vitamínov a dôležitých hormónov... nevyhnutné pre ľudí aj zvieratáNachádza sa napríklad v aminokyselinách cysteíne a metioníne. Vo forme sulfhydrylového radikálu (-SH) môžu tieto aminokyseliny tvoriť silné kovalentné väzby, ktoré sa nazývajú disulfidové mostíky (-SS-)ktoré rozhodujúco prispievajú k udržaniu trojrozmernej štruktúry mnohých štrukturálnych proteínov, ako je kolagén a keratín.

Síra predstavuje približne 0,25 % telesnej hmotnostiTo znamená, že telo priemerného dospelého človeka obsahuje približne 170 g síryVeľká časť z neho sa nachádza v aminokyselinách a bielkovinách. Síra je súčasťou žlčových kyselín, je nevyhnutná pre trávenie a vstrebávanie tukov a zúčastňuje sa reakcií... detoxikácia v pečeni.

Okrem toho tento bioelement pomáha udržiavať pokožku, vlasy a nechty Síra je nevyhnutná pre zdravé tkanivá a hrá dôležitú úlohu pri tvorbe a oprave tkanív. Bežne sa nachádza v zelenine, ako sú reďkovky a mrkva, a v živočíšnych produktoch, ako je mlieko, syr, morské plody a mäso. Vyvážená strava zabezpečuje dostatočný príjem síry na podporu týchto biologických funkcií.

Fosfor (P)

Množstvo fosforu prítomného v atmosfére je zanedbateľné. Najväčšia zásobáreň fosforu sa nachádza v morské sedimenty a vo fosfátových horninách zemskej kôry. Pôdy predstavujú podľa dôležitosti druhý najväčší rezervoár fosforu v prírode. V dôsledku vplyvu chemické zvetrávanieFosfáty sa uvoľňujú z minerálu, rozpúšťajú sa a sú transportované povrchovou a podzemnou vodou.

Časť fosfátu sa vyzráža, najmä ako fosforečnan vápenatý, a časť sa dostane do morí, kde sa hromadí veľké množstvo fosforu a vytvára tzv. pasce fosforuCyklus fosforu je preto relatívne pomalý, ale pre ekosystémy zásadný, pretože tento prvok nemá relevantnú plynnú fázu.

Fosfor vo forme organický fosfátToto je mimoriadne dôležité pre živú hmotu, pretože:

• Je to jedna zo zložiek nukleové kyseliny (RNA a DNA), ktoré tvoria genetický materiál organizmov.
• Nachádza sa ako súčasť adenozíntrifosfát (ATP)ktorý je takmer univerzálnym zdrojom bunkovej energie v živej hmote. Energia uvoľnená pri iných reakciách, ako sú oxidácie alebo dýchanie, je uložená vo väzbách medzi jeho fosfátovými skupinami.
• Je to jedna zo zložiek fosfolipidyesenciálne molekuly, ktoré tvoria bunkové membrány a kostrové štruktúry, ako sú kosti a zuby u stavovcov.

Okrem svojej štrukturálnej a energetickej funkcie sa fosfor podieľa aj na regulácii acidobázickej rovnováhy tela, pôsobiaci ako tlmivý systém na udržanie stabilného pH vo vnútornom prostredí. Typická strava zvyčajne poskytuje potrebné množstvo fosforu prostredníctvom mliečnych výrobkov, mäsa, vajec, rýb, orechov a obilnín.

Sekundárne bioelementy a stopové prvky

Hoci sa tento obsah zameriava najmä na primárne bioelementy v živej hmote, je dôležité pochopiť, že bez nich sekundárne bioelementy a stopové prvky Ani život by sa nedal udržať. Tieto prvky, hoci sú prítomné v menších množstvách, sú nevyhnutné pre širokú škálu biologických procesov.

Sekundárne bioelementy

Sekundárne bioelementy sa nachádzajú v menších množstvách ako primárne bioelementy, ale sú prítomné vo všetkých živých organizmoch a v mnohých prípadoch v iónovej forme. Medzi najdôležitejšie patria:

• Vápnik (Ca)veľmi hojný vo forme uhličitanu vápenatého (CaCO₃)3) ako súčasť kostrových štruktúr, ako sú kosti u stavovcov alebo schránky mnohých bezstavovcov. Vo forme iónov Ca2+ zasahuje do procesov, ako sú svalová kontrakciav zrážanie krvi a reguláciu priepustnosti bunkovej membrány.
• Horčík (Mg): prítomný v mnohých enzýmy a najmä v chlorofyl, esenciálny pigment fotosyntézy v rastlinách a riasach.
• Sodík (Na) a draslík (K)základ pre udržanie elektrická polarita na oboch stranách bunkovej membrány a na prenos nervových impulzov. Regulujú vodnú a osmotickú rovnováhu v bunkách.
• chlór (Cl): zvyčajne sa nachádza vo forme chloridového iónu (Cl-) a podieľa sa na osmotickej rovnováhe a na tvorbe kyselina chlorovodíková žalúdočnej šťavy, ktorá je nevyhnutná pre trávenie.

Stopové prvky

Stopové prvky sa nachádzajú v nepatrných množstvách (menej ako 0,1 %), ale ich absencia alebo nerovnováha môže spôsobiť vážne poruchy. Medzi najvýznamnejšie patria:

• Železo (Fe)Je súčasťou proteínov prenášajúcich kyslík, ako je hemoglobín a myoglobín, ako aj viacerých cytochrómov zapojených do bunkového dýchania.
• Meď (Cu)Zložka hemocyanínu, respiračného pigmentu mnohých bezstavovcov, a redoxných enzýmov.
• jód (I)nevyhnutný pre syntézu tyroxín, hormón štítnej žľazy, ktorý reguluje energetický metabolizmus.
• Fluór (F): základ pre formovanie zubná pastaJeho nedostatok podporuje vznik zubného kazu.
• Zinok (Zn), mangán (Mn), kobalt (Co), selén (Se), molybdén (Mo) a iné: podieľajú sa ako enzymatické kofaktory, regulujú viacero metabolických dráh a antioxidačných procesov.

Od bioelementov k biomolekulám

Keď sa bioelementy navzájom kombinujú prostredníctvom rôznych typov chemické väzbyTieto procesy vedú k vzniku biomolekúl, ktoré sú základnými stavebnými kameňmi buniek a teda všetkých živých organizmov. Tieto biomolekuly môžu byť organizované od veľmi jednoduchých úrovní až po zložité trojrozmerné štruktúry, ktorých skladanie určuje ich biologickú funkciu.

V bunkách sú najdôležitejšie chemické väzby:

• Kovalentné väzbySilné väzby, ktoré držia pohromade primárne atómy uhlíka v organických molekulách. Umožňujú tvorbu stabilných reťazcov a kruhov.
• Iónové väzbyTvoria sa medzi atómami s opačnými nábojmi (ióny). Vo vodných médiách, ako je napríklad vnútro buniek, sú slabšie ako v pevných látkach, ale sú kľúčové pre javy molekulárneho rozpoznávania.
• Vodíkové väzby a slabé silyUdržiavajú sekundárnu a terciárnu štruktúru bielkovín a nukleových kyselín a určujú vlastnosti, ako je rozpustnosť a bod topenia látok.

Biomolekuly sa všeobecne delia na anorganické (ako napríklad voda a minerálne soli) a organické (sacharidy, lipidy, bielkoviny a nukleové kyseliny). Tie sa skladajú prevažne z primárnych bioelementov a sú zodpovedné za základné funkcie živých organizmov.

Sacharidy

Sacharidy sú veľmi hojné biomolekuly, ktorých základnou jednotkou je monosacharidy (ako napríklad glukóza a fruktóza). Majú sladkú chuť a sú zvyčajne rozpustné vo vode. Keď sa dva monosacharidy spoja, vytvoria disacharidy ako je laktóza alebo sacharóza; ak sa spojí veľa monosacharidov, vytvoria polysacharidy ako napríklad glykogén, škrob alebo celulóza.

Plnia predovšetkým určité funkcie energický (glykogén u zvierat a škrob v rastlinách) a štrukturálne (celulóza v rastlinnej stene, polysacharidy v bunkovej membráne a hlavný reťazec nukleových kyselín vo forme deoxyribózových a ribózových cukrov).

Lipidy

Lipidy predstavujú veľmi heterogénnu skupinu biomolekúl, v podstate chemickej povahy. hydrofóbnyMôžu byť zložené z dlhých, jednoduchých uhľovodíkových reťazcov, ako sú mastné kyseliny, alebo môžu mať zložitejšie štruktúry, ako sú vosky, triglyceridy, fosfolipidy alebo steroidy (vrátane cholesterolu).

Vo všeobecnosti sú nerozpustné vo vode a plnia funkcie energetická rezervaz tepelná izolácia, mechanickej ochrany a predovšetkým štrukturálne, keďže fosfolipidy sú základnými zložkami bunkových membrán (lipidových dvojvrstiev).

proteín

Bielkoviny sú tvorené monomérmi, tzv. aminokyselinyktoré sú usporiadané v dlhých reťazcoch. Existuje dvadsať rôznych aminokyselín, ktoré v kombinácii s rôznymi dĺžkami a sekvenciami tvoria obrovskú rozmanitosť proteínov. Reťazec aminokyselín získava špecifickú trojrozmernú štruktúru, ktorá mu dáva špecifická funkcia.

Bielkoviny vykonávajú okrem iného štrukturálne (keratín, kolagén, tubulín), transportné (hemoglobín), hormonálne (inzulín), kontraktilné (aktín, myozín), imunologické (imunoglobulíny), skladovacie (albumín) a katalytické (enzýmy) funkcie. Náhle zmeny teploty alebo pH môžu denaturovať ich štruktúru, čo spôsobuje stratu ich funkcie.

Nukleové kyseliny

Nukleové kyseliny sú organické biomolekuly, ktoré vznikajú spojením nukleotidyKaždý nukleotid sa skladá z cukru, fosfátovej skupiny (obsahujúcej fosfor) a dusíkatej bázy (obsahujúcej uhlík a dusík).

Existujú dva hlavné typy nukleových kyselín:

• DNA (deoxyribonukleová kyselina), zodpovedný za ukladanie dedičných informácií, ktoré sa prenášajú z generácie na generáciu.
• RNA (ribonukleová kyselina), z ktorých existuje niekoľko typov s funkciami súvisiacimi so syntézou bielkovín a reguláciou génovej expresie.

V oboch prípadoch sú základom ich štruktúry primárne bioelementy (C, H, O, N, P), čo opäť zdôrazňuje dôležitosť týchto prvkov v živej hmote.

Život sa preto spolieha na malý súbor chemických prvkov schopných tvoriť stabilné, všestranné a funkčné väzby. Pochopenie charakteristík týchto prvkov je kľúčové. primárne bioelementy v živej hmote Umožňuje nám pochopiť, prečo sú bunky usporiadané tak, ako sú, ako sa ukladajú a prenášajú genetické informácie a ako sa získava a využíva energia potrebná na udržanie životne dôležitých procesov.