Canlı varlıklar cansız moleküllerden ibarettir. Bu moleküller de atomlardan oluşur. Bugünkü bilimin belirlediği 110’dan fazla elementten 92 tanesi yerkabuğunda mevcuttur. Bunun da sadece 27’si canlıların bileşenidir. Canlılar âleminde en bol olarak bulunan dört element Karbon, Hidrojen, Oksijen ve Azot, birçok hücrelerin kütlelerinin ?’unu teşkil eder. Bunu Kalsiyum, Fosfor, Sodyum, Mangan, Potasyum, Klor ve Kükürt elementleri takip eder.
Her bir atom akılları hayrete düşürecek bir düzendedir. Atomda 3 ana parçacık vardır: Proton, Nötron ve Elektron. (son yapılan araştırmalar gerçekte atom içinde 50’ye yakın atom altı parçacık çeşidi olduğunu göstermiştir.) Kimyacılar, bir Helyum atomunu örnek olarak, 70 bin kişilik stadyuma benzetirler. Bu stadyumun tam ortasında 4 tane böcek çekirdekteki proton ve nötron durumundadır. Geri kalan saha boştur ve iki elektron çekirdek etrafında saniyede 50 bin kilometreye varan bir hızla dönerek, dünyanın çevresinden daha fazla bir mesafeyi bir saniyede almaktadır. Bir karbon atomunun çekirdeğinde ise 6 Proton, 6 Nötron bulunmakta ve 6 Elektron da belirli bir düzende yine aynı hızla dönmektedir. Üstelik bu dönme bir an bile durmaz. Bütün atomlar birbirlerinden proton ve elektron sayısına göre farklılık göstermekte ve böylece her atomun kendine özgü özellikleri oluşmaktadır.
Atom yapısında bir diğer mucizevî durum, elektronun kütlesinin Proton veya Nötronun yaklaşık 1836’da biri kadarı olmasıdır. Yani atomun ağırlığı çekirdekte bulunan Proton ve Nötrondan kaynaklanır (stadyumun bütün yükü 4 tane böcekte toplanır).
İşte her bir canlı hücresinde bu atomlardan trilyonlarca bulunur. Atomlar bir araya gelerek biyomolekülleri oluştururlar. Biyomoleküller olarak adlandırılan canlı yapılarındaki bu moleküller tek tek incelendiği zaman, cansız maddelerin bağlı bulundukları bütün kimyasal ve fiziksel kanunlara uydukları görülür. Ancak cansız âlemde karşılaştığımız moleküllerle karşılaştırıldığında olağanüstü özellikler sergiledikleri gözlenir.
Canlı varlıklar, en küçük bakteriden en yüksek canlıya kadar, son derece karmaşık ve organize bir yapıya sahiptir. Çok çeşitli karmaşık molekülleri içeren bir iç âlemleri vardır. En küçük hücreler olan bakteriler bile, binlerce farklı organik bileşiği yapısında bulundurur. Meselâ, üzerinde biyokimyacıların en çok çalıştığı ve biyokimyasal özelliklerinin en fazla aydınlatıldığı Escherichia coli bakterisi, yaklaşık 5000 çeşit organik bileşiğe sahiptir. Mikroskop altında on binlerce defa büyütülerek görülebilen ve gramın 500 milyarda biri kadar bir ağırlığa sahip olan bu bakterideki bileşiklerin 3000 kadar çeşidi protein, bin kadarı nükleik asit, bin kadarı ise diğer organik molekül ve iyonlardır.
Her canlı türü, kendisine has protein ve nükleik asitlere sahiptir. Yapılan genetik analizler yaklaşık 10 milyon canlı türü olduğunu göstermektedir. Buna göre bütün canlılardaki protein çeşidinin en az 1 trilyon, nükleik asit çeşidinin ise en az 10 milyar olduğu tahmin edilmektedir. Bu rakamları insanoğlunun bir milyon civarında laboratuvarlarda sentezledikleri organik bileşik sayısıyla karşılaştırırsak canlılardaki molekül çeşidinin çok büyük rakamlarda olduğu gözlenir.
Bu derece çeşitliliğe rağmen, biyomoleküller çok basit ve belli sayıda yapı taşlarından yapılmaktadır. Meselâ, canlılarda bulunan bütün proteinler 20 çeşit amino asitten yapılır. Aynen 29 harfle ciltler dolusu kitapların yazılması gibi, amino asitler de biyolojik fonksiyonu görebilecek proteinleri oluşturmak üzere sonsuz bir ilimle sıralanmışlardır.
Canlılık hali milyonlarca görevin yerine getirilmesini gerektirir. Gerçekten her bir molekül hücre içerisinde maksimum verimle çalışır ve bazen de birden fazla fonksiyon görür, yani her bir molekül en ekonomik şekilde kullanılır.
...
Canlı bünyesindeki bütün kimyasal reaksiyonlar, enzim adı verilen protein yapısındaki biyokatalizörler vasıtasıyla yürütülür. Reaksiyonlar 100 milyon ile 10 milyar kere 10 milyar (108-1020) kat hızlandırılır. Enzimler vasıtasıyla, kimya laboratuvarlarında haftalar, aylar sürebilecek ve hatta imkansız olan reaksiyonlar, çok kısa sürede gerçekleşir. Örnek olarak kanımızdaki karbon dioksitin uzaklaştırılmasında görev alan karbonik anhidraz enzimi, saniyede 600 bin CO2 molekülünü bikarbonat iyonuna dönüştürür. Bu işte görev alan enzimin bir oyuk bölgesi (aktif bölge) vardır. Saniyede 600 bin tane karbon dioksit bu bölgeye bağlanır ve bikarbonata dönüşerek enzimden uzaklaştırılır. Canlılarda cereyan eden bu reaksiyonların verimi 0 olup, hiçbir yan ürün oluşmaz.
Canlı hücrelerde her an milyarlarca reaksiyon, aynı anda ve hiç karışmaksızın meydana gelir. En basit bakteri (mikrop) hücresinde bile akılları hayrete düşürecek sayı, çeşit ve düzende reaksiyon oluşur. Meselâ, E. coli bakterisinin yapısındaki beş bin çeşit kompleks organik bileşik üç basit molekülden sentezlenir; H2O, Amonyak ve Glukoz. Burada bir kimyacının rüyasında bile göremeyeceği bir maharet sergilenir. Çünkü, bir kimyacı bir kap içinde yalnız sınırlı sayıda reaksiyon gerçekleştirebilir. E. coli hücresini bir kap kabul etsek, 5000 çeşit organik bileşik (her çeşitten de milyonlarca bulunur), basit su, amonyak ve glukozdan 20 dakika içinde bir arada yapılır ve hücre bölünür. Bu bileşiklerin belirli oranlarda yapılması da işin bir başka karmaşık yönünü oluşturur.
Bütün bu anlattığımız olaylar, canlılar ve cansızlar dünyasının olağanüstülüğü konusunda verilebilecek küçücük bir örnekten ibarettir.