Koolstof wordt beschouwd als het primaire element van het leven, hoewel er in werkelijkheid vier belangrijke elementen zijn die de meerderheid van de meeste biomoleculen vormen: koolstof, zuurstof, stikstof en waterstof. Hiervan vertegenwoordigt koolstof echter het grootste deel van elk gegeven biomolecuul per gewicht en vormt het het skelet van de moleculen van het leven.
Koolstof
Er zijn twee belangrijke redenen waarom koolstof het ruggengraatelement is van de moleculen van het leven. Ten eerste, in vergelijking met andere elementen die langdurige, stabiele bindingen vormen, heeft koolstof de grootste verscheidenheid aan bindingspatronen die beschikbaar zijn. Koolstof kan verbindingen vormen met overal van twee tot vier andere atomen, in een verscheidenheid aan vormen en patronen, die een grote variëteit aan moleculen van het leven opleveren. Ten tweede vormt koolstof een van de meest stabiele, langst duurzame chemische bindingen, waardoor de moleculen van het leven zeer vasthoudend zijn.
biomoleculen
Koolhydraten, lipiden - ook bekend als vetten - nucleïnezuren en eiwitten zijn de vier hoofdklassen van biomoleculen, of moleculen die de structurele en functionele componenten van cellen vormen. Elk van deze soorten moleculen bestaat uit een koolstofskelet of ruggengraat, verklaren Drs. Reginald Garrett en Charles Grisham in hun boek "Biochemistry." In het algemeen is koolstof niet verantwoordelijk voor het grootste deel van de chemie waarin een biomolecuul zich begeeft - het is meer een scaffold waaraan de meer reactieve elementen, waaronder stikstof en zuurstof, zijn gebonden.
Belang in reacties
Er zijn echter specifieke gevallen waarin koolstof erg belangrijk is voor de reactiviteit van een molecule. Koolhydraten bestaan bijvoorbeeld allemaal uit een of meer bouwsteeneenheden, monosachariden genaamd. In het geval van een koolhydraat dat bestaat uit twee of meer monosacchariden, hangt de identiteit van het koolhydraat gedeeltelijk af van de individuele monosacchariden die aan elkaar zijn gebonden en gedeeltelijk van de oriëntatie van de binding. Hoe één monosaccharide hecht aan een bepaalde koolstof op een andere monosaccharide, kan het verschil maken tussen een koolhydraat dat verteerbaar is, zoals zetmeel en onverteerbaar, zoals vezels.
Koolstofverwerking
Terwijl je cellen de koolstof hergebruiken en recyclen uit veel van de voedingsmoleculen die je binnenkrijgt, als je een molecuul verbrandt voor energie, elimineer je de koolstof in de vorm van koolstofdioxide. Toch speelt de koolstof zelfs een belangrijke rol bij het verlaten van het lichaam. Koolstofdioxide in het bloed reageert met water, legt Dr. Lauralee Sherwood uit in haar boek 'Human Physiology', dat bicarbonaat vormt. Deze verbinding helpt de zuurgraad van het bloed te behouden.
