Klasifikacija bioelementa (primarni i sekundarni)



bioelementos ili biogeni elementi (bio = život, genetika = početak) su oni kemijski elementi koji čine materiju živih bića.

Postoji oko 70 tih elemenata, koji se razlikuju u različitim omjerima i nisu svi prisutni u svim živim bićima (Bioelements, 2009).

Sva materija u Svemiru se odvija u obliku atoma malog broja elemenata. U svemiru postoji 92 prirodna kemijska elementa.

Iz naše zemaljske perspektive teško je zamisliti oblike života u kojima elementi vodika, ugljika, kisika, dušika, sumpora i fosfora nemaju prevladavajuću ulogu (kemijski elementi biološki, S.F.).

Činjenica da oni zaista igraju ovu ulogu u cijelom svemiru čini se vrlo vjerojatnom, dijelom zato što (osim fosfora), to su najobilniji elementi u cijelom kozmosu, kao i da se proizvode u značajnim količinama između građevnih blokova zemaljskih planeta.

Osim toga, njegova kemija je osobito prikladna za razvoj složenih struktura i funkcija koje su karakteristične za žive sustave.

Budući da su Sunce i planeti nastali prije samo 4,6 milijardi godina u svemiru čija je starost stara možda 15 milijardi godina, očito je da su ti "biogeni elementi" doživjeli dugu i složenu kemijsku povijest prije ulaska u svemir. zemaljska biokemija.

Trenutno se ne zna je li ova prethodna povijest imala izravnu ulogu u nastanku života na Zemlji.

Ono što je jasno je da je astrohemija u velikoj mjeri kemija biogenih elemenata i da je razumijevanje prirode i evolucije kemijske složenosti u svemiru ključno za razumijevanje i ranog kemijskog stanja našeg vlastitog Sunčevog sustava i učestalost srodnih stanja u drugim dijelovima naše galaksije i drugih galaksija (Nacionalno vijeće za istraživanje (US Research Committee) za planetarnu biologiju i kemijsku evoluciju., 1990).

Klasifikacija bioelemenata

Prema količini u sastavu biomolekula, bioelementi su klasificirani kao primarni, sekundarni i elementi u tragovima (Rastogi, 2003).

1 - Primarni bioelementi

Primarni bioelementi su oni koji su u većoj količini (oko 96% žive tvari) i oni koji čine većinu organskih biomolekula (ugljikohidrati, lipidi, proteini i nukleinske kiseline).

Ove elemente karakterizira svjetlost (niska atomska masa) i obilje. Primarni bioelementi su ugljik, vodik, kisik, dušik, fosfor i sumpor.

Ugljik (C)

To je glavni bioelement koji tvori biomolekule. Ima sposobnost sastavljanja velikih lanaca ugljik-ugljik pomoću jednostrukih, dvostrukih ili trostrukih veza, kao i cikličkih struktura.

Može sadržavati različite funkcionalne skupine kao što su kisik, hidroksid, fosfat, amino, nitro itd., Što rezultira velikom raznolikošću različitih molekula..

Atom ugljika je vjerojatno jedan od najvažnijih bioelemenata budući da sve biomolekule sadrže ugljik. Mogu se naći, na primjer, lipidi bez fosfora ili dušika (npr. Kolesterol), ali nema biomolekula bez ugljika.

Vodik (H)

To je jedna od komponenti molekule vode, koja je bitna za život, i dio je ugljičnih skeleta organskih molekula..

Što više molekula vodika ima biomolekula, to će se više smanjiti, a veća će biti sposobnost oksidacije što će proizvesti više energije.

Na primjer, masne kiseline imaju više elektrona od ugljikohidrata, tako da imaju sposobnost proizvoditi više energije degradiranjem.

Kisik (O)

To je drugi element koji čini molekulu vode. To je vrlo elektronegativni element koji omogućuje veću proizvodnju energije kroz aerobno disanje.

Osim toga, polarni se veže s vodikom, što rezultira polarnim radikalima topivim u vodi.

Dušik (N)

Element koji je prisutan u svim aminokiselinama. Kroz dušik, aminokiseline imaju sposobnost stvaranja peptidne veze za proizvodnju proteina.

Ovaj bioelement nalazi se iu dušikovim bazama nukleinskih kiselina. Organizam ga eliminira u obliku uree.

Jedna od prvih biomolekula koja se formirala bila je ATP, zbog obilja dušika u Zemljinoj atmosferi. Dušik je dio adenozina ATP-a.

fosfor (P)

Grupa se uglavnom nalazi kao fosfat (PO43-) koji je dio nukleotida. Formirajte energetski bogate veze koje omogućuju jednostavno dijeljenje (ATP).

Također je važna u strukturi DNA jer oblikuje fofodiester vezu s nukleotidima kako bi se formirala ova molekula.

Sumpor (S)

Bioelement koji se nalazi uglavnom kao sulfhidrilna skupina (-SH) koja je dio aminokiselina kao što je cistein, u kojoj su disulfidne veze neophodne za stvaranje stabilnosti u tercijarnoj i kvartarnoj strukturi proteina.

Također se nalazi u koenzimu A, bitnom za različite univerzalne metaboličke putove, kao što je Krebsov ciklus (Llull, S.F.). To je najteži primarni bioelement koji postoji jer je njegova atomska masa 36 g / mol.

2. Sekundarni bioelementi

Ovi tipovi elemenata su također prisutni u svim živim bićima, ali ne u istim količinama kao primarni elementi.

Oni se ne uklapaju u biomolekule, ali se koriste u gradijentima stanične koncentracije, dielektričnoj signalizaciji neurona i neurotransmitera, stabiliziraju nabijene biomolekule kao što je ATP i čine dio koštanog tkiva.

Ti bioelementi su kalcij (Ca), natrij (Na), kalij (K), magnezij (Mg) i klor (Cl). Najzastupljeniji su natrij, kalij, magnezij i kalcij.

Kalcij (Ca)

Kalcij je neophodan za živa bića jer biljke zahtijevaju kalcij za izgradnju staničnih zidova.

Ona je dio koštanog tkiva kralježnjaka u obliku hidroksiapatita (Ca3 (PO4) 2) 2, Ca (OH) 2 i njegova fiksacija povezana je s potrošnjom vitamina D i sunčeve svjetlosti. Kalcij prisutan u ionskom obliku služi kao važan regulator procesa u staničnoj citoplazmi.

Kalcij utječe na neuromuskularnu podražljivost mišića (zajedno s K, Na i Mg ionima te sudjeluje u kontrakciji mišića). Hipokalcemija dovodi do kolike-tetanije. Također sudjeluje u regulaciji sinteze glikogena u bubregu, jetri i skeletnim mišićima.

Kalcij smanjuje propusnost stanične membrane i stijenke kapilara, rezultirajući protuupalnim, antieksudativnim i antialergijskim učincima. Također je potrebno za zgrušavanje krvi.

Kalcijevi ioni su važni unutarstanični glasnici, koji utječu na izlučivanje inzulina u cirkulaciji i na izlučivanje probavnih enzima u tankom crijevu..

Na reapsorpciju kalcija utječe međusobni odnos kalcija i fosfata u crijevnom sadržaju te prisutnost kolekalciferola koji regulira aktivnu reapsorpciju kalcija i fosfora..

Razmjena kalcija i fosfata regulirana je hormonalno paratoidnim hormonom i kalcitoninom. Paratoidni hormon oslobađa kalcij iz kostiju u krvi.

Kalcitonin potiče taloženje kalcija u kostima, što snižava razinu u krvi.

Magnezij (Mg)

Magnezij je sekundarni bioelement koji je dio biomolekula budući da je kofaktor klorofila. Magnezij je tipičan unutarstanični kation i bitan je dio tjelesnih tkiva i tekućina.

Prisutan je u kosturu (70%) iu mišićima životinja, a među njegovim funkcijama je stabilizacija negativnog naboja fosfata molekule ATP..

Natrij (Na)

To je važan izvanstanični kation, sudjeluje u homeostazi organizma. Štiti tijelo od prekomjernih gubitaka vode kroz natrijeve kanale i sudjeluje u širenju živčanog uzbuđenja.

Kalij (K)

Sudjeluje u homeostazi organizma i u širenju živčanog uzbuđenja kroz kalijeve kanale. Nedostatak kalija može dovesti do zastoja srca.

Klor (Cl)

Halogen iz skupine VII periodnog sustava. Prisutan je u organizmu živih bića uglavnom kao kloridni ion koji stabilizira pozitivni naboj metalnih iona (Biogeni elementi, S.F.).

3 - Elementi u tragovima

Oni su prisutni u nekim živim bićima. Mnogi od tih elemenata u tragovima djeluju kao kofaktori enzima.

Elementi u tragovima su bor (B), brom (Br), bakar (Cu), fluor (F), mangan (Mn), silicij (Si), željezo (Fe), jod (I), itd.).

Udio bioelemenata

Postoji razlika u udjelu bioelemenata u organizmima iu atmosferi, hidrosferi ili zemljinoj kori, što ukazuje na izbor prikladnijih elemenata za formiranje struktura i obavljanje specifičnih funkcija iznad obilja.

Na primjer, ugljik je približno 20% težine organizama, ali je njegova koncentracija u atmosferi u obliku ugljičnog dioksida niska. S druge strane, dušik čini gotovo 80% Zemljine atmosfere, ali samo 3,3% dušika čini ljudsko tijelo.

Sljedeća tablica prikazuje udio nekih bioelemenata u živim organizmima u usporedbi s ostatkom Zemlje (Bioelements, s.f.):

Tablica 1: obilje bioelemenata u svemiru, na zemlji iu ljudskom tijelu.

biomolekule

Bioelementi se međusobno kombiniraju i mogu tvoriti tisuće različitih molekula. Biomolekule su uključene u konstituciju stanica.

One se mogu svrstati u anorganske (voda i minerali) i organske (ugljikohidrati, lipidi, aminokiseline i nukleinske kiseline).

Biomolekule su poznate kao strukturalni kljasti života jer su to cigle ili osnovni kalupi u kojima se sastoje složenije molekule.

Primjerice, aminokiseline su strukturalni amali proteina. Aminokiselinska sekvenca određuje primarnu strukturu proteina.

Molekule kao što su lipidi formiraju staničnu membranu, a lobiomolni jednostavni ugljikohidrati tvore složene ugljikohidrate kao što je molekula glikogena.

Tu je i slučaj dušičnih baza, koje, kada se vežu za riboze ugljikohidrat ili deoksiribozu, tvore molekule RNA i DNA gdje će njihov slijed biti poljubac iz genetskog koda..

reference

  1. Bioelements. (2009., 14. prosinca). Preuzeto iz wikiteka: wikiteka.co.uk.
  2. Bioelements. (N. D.). Preuzeto iz cronodona: cronodon.com.
  3. Biogeni elementi. (S.F.). Preuzeto iz chemlaba: chemlaba.wordpress.com.
  4. BIOGENI ELEMENTI KEMIJE. (S.F.). Preuzeto s adrese intranet.tdmu.edu.ua: intranet.tdmu.edu.ua.
  5. Llull, R. (S.F.). Komponente žive tvari. Preuzeto iz biolulija: bioluliaes.wordpress.com.
  6. Nacionalno vijeće za istraživanje (US Research Committee) za planetarnu biologiju i kemijsku evoluciju. (1990). Kozmička povijest biogenih elemenata i spojeva. u Potraga za porijeklom života: napredak i buduće smjernice u planetarnoj biologiji i kemijskoj evoluciji. Washington DC: Tisak nacionalnih akademija (SAD).
  7. Rastogi, V. B. (2003). Suvremena biologija. Novi Dehli: objavljivanje pitanbara.