Los elementos químicos son los pilares de las varias moléculas que se encuentran en los sistemas biológicos. Estos elementos se combinan entre sí a través de enlaces covalentes en proporciones específicas para formar moléculas que realizan varias funciones del cuerpo. Aunque hay más de 30 elementos presentes en el cuerpo, los que son más abundantes son el carbono, el hidrógeno, el oxígeno, el nitrógeno, el fósforo y el azufre.

Carbono, Hidrógeno y Oxígeno

Todas las biomoléculas orgánicas contienen elementos de carbono en combinación con el hidrógeno y el oxígeno. Esto forma el esqueleto de carbono que es la estructura básica de casi todas las moléculas que se encuentran dentro de las células. Los carbohidratos, las proteínas y las grasas contienen el esqueleto de carbono. Otras entidades biológicas, tales como los ácidos nucleicos, las enzimas, las coenzimas, las porfirinas, también contienen este esqueleto de carbono al cual están conectados otros elementos.

Nitrógeno

El elemento de nitrógeno es un componente importante de varias moléculas biológicas. Las más importantes son las proteínas. Las proteínas son polímeros de aminoácidos en las cuales el grupo amino que contiene nitrógeno está conectado a un esqueleto de carbono. Las enzimas, que son toda la proteína en la naturaleza, también contienen nitrógeno. El ácido desoxirribonucleico y el ácido ribonucleico contienen moléculas de purina y pirimidina las cuales contienen bases de nitrógeno. Algunas hormonas, tales como la insulina y la oxitocina, son péptidos en la naturaleza y por lo tanto contienen nitrógeno.

Fósforo

El fósforo es un elemento vital y a menudo existe en el sistema biológico en forma de fosfato. Una proporción importante del fósforo está presente en el hueso como la sal de calcio conocida como hidroxiapatita. En combinación con los lípidos, el fósforo está presente en los fosfolípidos, tal como la fosfatidil colina, la cual es una entidad importante en la membrana celular. El fósforo también está presente en los compuestos de alta energía, tales como el fosfato de creatina y el fosfato tri de adenosina (ATP, por sus siglas en inglés). Todas las reacciones metabólicas en el cuerpo o utilizan o producen ATP. Los ácidos nucleicos también contienen fosfato como parte de su estructura.

Azufre

Algunos aminoácidos como la metionina, la cisteína y la cistina, contienen azufre. Estos aminoácidos participan en varias reacciones metabólicas importantes, tales como la respiración celular. El azufre también está presente en la proteína llamada queratina en el cabello, la piel y las uñas, la cual le da fuerza y dureza a estas estructuras. El tejido conectivo en el cuerpo humano contiene colágeno que requiere azufre para su formación. El anticoagulante heparina y el componente de ácido biliar taurina también contienen azufre.

Otros elementos

Varios otros elementos son un componente vital de los sistemas biológicos. Uno importante es el calcio, el cual se encuentra presente en los huesos y dientes, así como en los fluidos celulares. El magnesio en las membranas celulares, los cromosomas y los huesos y el hierro, el cual está presente en el pigmento respiratorio llamado hemoglobina, son otros ejemplos bien conocidos.