Biogeni elementi, obilježja, klasifikacija i funkcije



Zovu se biogenetski elementi one atome koji čine živu materiju. Etimološki, pojam dolazi bio, što na grčkom znači "život"; i geneza, što znači "podrijetlo". Od svih poznatih elemenata, neophodno je samo oko trideset.

Na najnižoj razini organizacije, materija se sastoji od sitnih čestica nazvanih atomi. Svaki atom se sastoji od protona i neutrona u jezgri i određenog broja elektrona oko njega. Ti sastojci definiraju svojstva elemenata.

Oni imaju strukturne funkcije, kao temeljne sastojke u biološkim molekulama (proteini, ugljikohidrati, lipidi i nukleinske kiseline) ili se predstavljaju u svom ionskom obliku i djeluju kao elektrolit. Oni također imaju specifične funkcije, kao što je pogodovanje mišićne kontrakcije ili prisutnost u aktivnom mjestu enzima.

Svi biogeni elementi su neophodni, a ako se propusti fenomen života, to se ne može dogoditi. Glavni biogeni elementi koji su najzastupljeniji u živoj tvari su ugljik, vodik, dušik, kisik, fosfor i sumpor.

indeks

  • 1 Značajke
    • 1.1. Kovalentne veze
    • 1.2 Sposobnost formiranja jednostavnih, dvostrukih i trostrukih veza
  • 2 Klasifikacija
    • 2.1 Primarni elementi
    • 2.2 Sekundarni elementi
    • 2.3 Elementi tragova
  • 3 Funkcije
    • 3.1 Ugljik
    • 3.2 Kisik
    • 3.3 Vodik
    • 3.4 Dušik
    • 3.5 Fosfor
    • 3.6 Sumpor
    • 3.7 Kalcij
    • 3.8 Magnezij
    • 3.9 Natrij i kalij
    • 3.10 Željezo
    • 3.11 Fluor
    • 3.12 Litij
  • 4 Reference

značajke

Biogeni elementi imaju niz kemijskih svojstava koja ih čine prikladnima za dio živih sustava:

Kovalentne veze

Oni mogu formirati kovalentne veze, gdje se dva atoma pridružuju dijeljenjem elektrona iz njihove valentne ljuske. Kada se ova veza formira, zajednički elektroni se nalaze u internuklearnom prostoru.

Ove veze su prilično jake i stabilne, stanje koje mora biti prisutno u molekulama živih organizama. Isto tako, te veze nisu jako teške za razbijanje, što omogućuje da se uspostavi određeni stupanj molekularne dinamike.

Sposobnost formiranja jednostavnih, dvostrukih i trostrukih veza

Veliki broj molekula može se formirati s nekoliko elemenata zahvaljujući sposobnosti stvaranja jednostrukih, dvostrukih i trostrukih veza.

Osim što osigurava značajnu molekularnu raznolikost, ova značajka omogućuje stvaranje struktura s različitim aranžmanima (linearnim, prstenastim, među ostalima).

klasifikacija

Biogeni elementi su klasificirani kao primarni, sekundarni i elementi u tragovima. Takav raspored temelji se na različitim proporcijama elemenata u živim bićima.

U većini organizama ovi se omjeri održavaju, iako mogu postojati određene specifične varijacije. Na primjer, kod kralješnjaka je jod ključni element, dok je u drugim svojti čini se da to nije slučaj.

Primarni elementi

Suha težina žive tvari sastoji se od 95 do 99% tih kemijskih elemenata. U ovoj skupini nalazimo najobilnije elemente: vodik, kisik, dušik i ugljik.

Ovi elementi imaju izvrsnu sposobnost kombiniranja s drugima. Osim toga, oni imaju svojstvo formiranja višestrukih veza. Ugljik se može formirati do trostrukih veza i generirati različite organske molekule.

Sekundarni elementi

Elementi ove skupine čine od 0,7% do 4,5% žive tvari. To su natrij, kalij, kalcij, magnezij, klor, sumpor i fosfor.

U organizmima sekundarni elementi su u svom ionskom obliku; stoga se nazivaju elektroliti. Ovisno o opterećenju mogu se katalogizirati kao kationi (+) ili anioni (-)

Općenito, elektroliti sudjeluju u osmotskoj regulaciji, u živčanom impulsu iu transportu biomolekula.

Osmotske pojave odnose se na adekvatnu ravnotežu vode unutar stanične okoline i izvan nje. Isto tako, oni imaju ulogu u održavanju pH u staničnim okruženjima; poznati su kao pufer otopine ili pufer.

Elementi u tragovima

One su u malim proporcijama ili tragovima, otprilike u vrijednostima nižim od 0,5%. Međutim, njegova prisutnost u malim količinama ne znači da njezina uloga nije važna. U stvari, oni su jednako neophodni da prethodne skupine za pravilno funkcioniranje živog organizma.

Ova skupina sastoji se od željeza, magnezija, kobalta, bakra, cinka, molibdena, joda i fluora. Kao i skupina sekundarnih elemenata, elementi u tragovima mogu biti u svom ionskom obliku i biti elektroliti.

Jedno od najvažnijih svojstava je da se održi kao stabilan ion u različitim oksidacijskim stanjima. Mogu se naći u aktivnim središtima enzima (fizički prostor navedenog proteina gdje se reakcija odvija) ili djelovati na molekule koje prenose elektrone.

Drugi autori obično klasificiraju bioelemente kao bitne i nebitne. Međutim, najčešće se koristi klasifikacija prema brojnosti.

funkcije

Svaki od bio-genetskih elemenata ispunjava neophodnu i specifičnu funkciju u organizmu. Među najvažnijim funkcijama možemo spomenuti sljedeće:

ugljen

Ugljik je glavni "blok" organskih molekula.

kisik

Kisik ima ulogu u procesima disanja i također je primordijalna komponenta u različitim organskim molekulama.

hidrogen

Nalazi se u vodi i dio je organskih molekula. Vrlo je svestran, jer se može povezati s bilo kojim drugim elementom.

dušik

Nalazi se u proteinima, nukleinskim kiselinama i određenim vitaminima.

fosfor

Fosfor se nalazi u ATP-u (adenozin trifosfat), energetskoj molekuli koja se široko koristi u metabolizmu. To je energetska valuta stanica.

Isto tako, fosfor je dio genetskog materijala (DNA) i određenih vitamina. Nalazi se u fosfolipidima, ključnim elementima za formiranje bioloških membrana.

sumpor

Sumpor se nalazi u nekim aminokiselinama, posebno u cisteinu i metioninu. Prisutan je u koenzimu A, intermedijarnoj molekuli koja omogućuje veliki broj metaboličkih reakcija.

kalcijum

Kalcij je neophodan za kosti. Procesi mišićne kontrakcije zahtijevaju taj element. Kontrakcija mišića i koagulacija krvi također je posredovana ovim ionom.

magnezij

Magnezij je posebno važan u biljkama, budući da se nalazi u molekuli klorofila. Kao ion, sudjeluje kao kofaktor u različitim enzimskim putevima.

Natrij i kalij

Oni su bogati ioni u ekstracelularnom i unutarstaničnom mediju. Ovi elektroliti su protagonisti živčanog impulsa, jer određuju membranski potencijal. Ovi ioni su poznati po natrijevoj kalijevoj pumpi.

željezo

To je hemoglobin, protein prisutan u krvnim eritrocitima čija je funkcija prijenos kisika.

fluor

Fluor je prisutan u zubima i kostima.

litij

Litij ima neurološke funkcije.

reference

  1. Cerezo García, M. (2013). Osnove osnovne biologije. Publikacije Sveučilišta Jaume I.
  2. Galan, R., i Torronteras, S. (2015). Temeljna i zdravstvena biologija. Elsevier
  3. Gama, M. (2007). Biologija: konstruktivistički pristup. Obrazovanje Pearson.
  4. Macarulla, J. M., i Goñi, F. M. (1994). Biokemija čovjeka: temeljni tečaj. Preokrenuo sam.
  5. Teijón, J. M. (2006). Osnove strukturne biokemije. Uvodnik Tébar.
  6. Urdiales, B. A. V., Pilar Granillo, M., & Dominguez, M.D.S. V. (2000). Opća biologija: živi sustavi. Patria Editorial Group.
  7. Vallespí, R. M. C., Ramírez, P.C., Santos, S.E., Morales, A.F., Torralba, M.P., & Del Castillo, D.S. (2013). Glavni kemijski spojevi. Uvodnik UNED.