Luokittelu Bioelementit (ensisijainen ja toissijainen)

bioelementos tai biogeeniset elementit (bio = elämä, genetiikka = alku) ovat niitä kemiallisia elementtejä, jotka muodostavat elävien olentojen asian.

Näistä elementeistä on noin 70, jotka vaihtelevat eri mittasuhteissa eivätkä kaikki ole kaikissa elävissä olennoissa (Bioelements, 2009).

Kaikki maailmankaikkeuden ainekset esiintyvät pienten elementtien atomien muodossa. Universumissa on 92 luonnollista kemiallista elementtiä.

Maanpäällisestä näkökulmastamme on vaikea kuvitella elämää, jossa vedyn, hiilen, hapen, typen, rikin ja fosforin elementteillä ei ole hallitsevaa roolia (kemialliset biobiologiset elementit., S.F.).

Se tosiasia, että he todella harjoittavat tätä roolia koko maailmankaikkeudessa, näyttävät hyvin todennäköisiltä, ​​osittain siksi, että (fosforia lukuun ottamatta) nämä ovat kaikkein runsaimpia elementtejä koko kosmoksessa ja että niitä tuotetaan merkittävinä määrinä maanpäällisten planeettojen rakennuspalikoiden välillä.

Lisäksi sen kemia soveltuu erityisen hyvin eläville järjestelmille ominaisten monimutkaisten rakenteiden ja toimintojen kehittämiseen.

Koska aurinko ja planeetat muodostuivat vain 4,6 miljardia vuotta sitten maailmankaikkeudessa, jonka ikä on ehkä 15 miljardia vuotta vanha, on ilmeistä, että nämä "biogeeniset elementit" kokivat pitkän ja monimutkaisen kemiallisen historian ennen saapumista universumiin. maan biokemia.

Tällä hetkellä ei ole tiedossa, onko tämä aiempi historia ollut suorassa roolissa maan alkuperässä.

On selvää, että astrokemia on suurelta osin biogeenisten elementtien kemia ja että kemiallisen monimutkaisuuden luonteen ja kehittymisen ymmärtäminen koko maailmankaikkeudessa on ratkaisevan tärkeää oman aurinkokuntamme varhaisen kemiallisen tilan ymmärtämiseksi, ja siihen liittyvien olosuhteiden esiintyvyys muissa galaksimme osissa ja muissa galakseissa (National Research Council (USA), planetaarisen biologian ja kemiallisen kehityksen komitea, 1990).

Bioelementtien luokittelu

Biomolekyylit luokitellaan biomolekyylien koostumuksessa niiden määrän mukaan primääri-, sekundääri- ja hivenaineiksi (Rastogi, 2003).

1- Ensisijaiset bioelementit

Ensisijaiset bioelementit ovat suurempia määriä (noin 96% elävästä aineesta) ja ne, jotka muodostavat suurimman osan orgaanisista biomolekyyleistä (hiilihydraatit, lipidit, proteiinit ja nukleiinihapot).

Näille elementeille on tunnusomaista se, että se on kevyt (alhainen atomipaino) ja runsaasti. Ensisijaiset bioelementit ovat hiili, vety, happi, typpi, fosfori ja rikki.

Hiili (C)

Se on tärkein bioelementti, joka muodostaa biomolekyylejä. Sillä on kyky koota muodostamaan suuria hiili-hiili-ketjuja yhden, kahden tai kolminkertaisen sidoksen avulla sekä syklisiä rakenteita.

Se voi sisältää useita erilaisia ​​funktionaalisia ryhmiä, kuten happea, hydroksidia, fosfaatti-, amino-, nitro- jne., Jolloin tuloksena on suuri joukko erilaisia ​​molekyylejä.

Hiiliatomi on luultavasti yksi tärkeimmistä bioelementeistä, koska kaikki biomolekyylit sisältävät hiiltä. Voidaan löytää esimerkiksi lipidejä, joissa ei ole fosforia tai typpeä (esimerkiksi kolesterolia), mutta biomolekyylejä ei ole ilman hiiltä.

Vety (H)

Se on yksi vesimolekyylin komponenteista, joka on elinikäinen ja joka on osa orgaanisten molekyylien hiilen luurankoja..

Mitä enemmän vetymolekyylejä biomolekyylissä on, sitä enemmän se vähenee ja sitä suurempi on kyky hapettaa enemmän energiaa.

Esimerkiksi rasvahapoilla on enemmän elektroneja kuin hiilihydraatit, joten niillä on kyky tuottaa enemmän energiaa hajottamalla.

Happi (O)

Se on toinen elementti, joka muodostaa vesimolekyylin. Se on erittäin elektronegatiivinen elementti, joka mahdollistaa suuremman energiantuotannon aerobisen hengityksen avulla.

Lisäksi polaariset sidokset vedyn kanssa aiheuttavat vesiliukoisia polaarisia radikaaleja.

Typpi (N)

Elementti, joka on läsnä kaikissa aminohapoissa. Typen kautta aminohapot pystyvät muodostamaan peptidisidoksen proteiinien tuottamiseksi.

Tämä bioelementti löytyy myös nukleiinihappojen typpipohjaisista emäksistä. Se eliminoi organismin urean muodossa.

Yksi ensimmäisistä muodos- tavista biomolekyyleistä oli ATP, koska typen määrä maapallon ilmakehässä oli runsaasti. Typpi on osa ATP: n adenosiinia.

fosfori (P)

Ryhmä löytyy pääasiassa fosfaatista (PO₄^3-) joka on osa nukleotideja. Muodosta energiaa sisältäviä linkkejä, jotka mahdollistavat helpon jakamisen (ATP).

Se on myös tärkeä DNA: n rakenteessa, koska se muodostaa fofodiesterisidoksen nukleotidien kanssa tämän molekyylin muodostamiseksi.

Rikki (S)

Bioelementti, joka esiintyy pääasiassa sulfhydryyliryhmänä (-SH), joka on osa aminohappoja, kuten kysteiiniä, jossa disulfidisidokset ovat välttämättömiä vakauden aikaansaamiseksi proteiinien tertiäärisessä ja kvaternaarisessa rakenteessa.

Se löytyy myös koentsyymistä A, joka on välttämätön erilaisille universaaleille metabolisille reiteille, kuten Krebs-syklille (Llull, S.F.). Raskain primaarinen bioelementti on olemassa, koska sen atomipaino on 36 g / mol.

2- Toissijaiset bioelementit

Tämäntyyppiset elementit ovat läsnä myös kaikissa elävissä olennoissa, mutta eivät ole samassa määrin kuin ensisijaiset elementit.

Ne eivät sovi biomolekyyleihin, vaan niitä käytetään solukonsentraation gradienteissa, neuronien ja neurotransmitterien dielektrisessä signaloinnissa, stabiloidut varautuneet biomolekyylit, kuten ATP, ja muodostavat osan luukudosta.

Nämä bioelementit ovat kalsium (Ca), natrium (Na), kalium (K), magnesium (Mg) ja kloori (Cl). Useimmat ovat natrium, kalium, magnesium ja kalsium.

Kalsium (Ca)

Kalsium on välttämätöntä eläville asioille, koska kasvit tarvitsevat kalsiumia soluseinien rakentamiseen.

Se muodostaa osan selkärankaisen luukudoksesta hydroksiapatiitin muodossa (Ca3 (PO4) 2) 2, Ca (OH) 2 ja sen kiinnitys liittyy D-vitamiinin ja auringonvalon kulutukseen. Ionisessa muodossa oleva kalsium toimii tärkeänä solusytoplasman prosessien säätäjänä.

Kalsium vaikuttaa lihasten neuromuskulaariseen kiihtyvyyteen (yhdessä K-, Na- ja Mg-ionien kanssa ja osallistuu lihasten supistumiseen.) Hypokalkemia johtaa koliikkitetaniaan. Se osallistuu myös glykogeenisynteesin säätelyyn munuaisissa, maksassa ja luustolihaksissa.

Kalsium vähentää solukalvon ja kapillaariseinän läpäisevyyttä, mikä johtaa sen tulehduskipulääkkeisiin, antieksudatiivisiin ja anti-allergisiin vaikutuksiin. Se on myös tarpeen veren hyytymiselle.

Kalsiumionit ovat tärkeitä solunsisäisiä sananvälittäjiä, jotka vaikuttavat insuliinin erittymiseen verenkierrossa ja ruoansulatusentsyymien erittymiseen ohutsuolessa..

Kalsiumin reabsorptio vaikuttaa kalsiumin ja suoliston sisältämien fosfaattien keskinäiseen suhteeseen ja kolalsiferolin läsnäoloon, joka säätelee kalsiumin ja fosforin aktiivista imeytymistä..

Kalsiumin ja fosfaattien vaihtoa säännellään hormonaalisesti paratoidi- hormonin ja kalsitoniinin kanssa. Paratoidihormoni vapauttaa kalsiumia verestä.

Kalsitoniini edistää kalsiumin laskeutumista luissa, mikä alentaa veren määrää.

Magnesium (Mg)

Magnesium on sekundaarinen bioelementti, joka on osa biomolekyylejä, koska se on klorofyllin kofaktori. Magnesium on tyypillinen solunsisäinen kationi ja se on olennainen osa kehon kudoksia ja nesteitä.

Se on läsnä luustossa (70%) ja eläinten lihaksissa ja sen tehtävänä on vakauttaa ATP-molekyylin fosfaattien negatiivinen varaus.

Natrium (Na)

Se on tärkeä solunulkoinen kationi, se osallistuu organismin homeostaasiin. Suojaa kehoa liiallisilta vesihäviöiltä natriumkanavien kautta ja osallistuu hermoston jännityksen leviämiseen.

Kalium (K)

Se osallistuu organismin homeostaasiin ja hermoston jännityksen etenemiseen kaliumkanavien kautta. Kaliumin puutos voi johtaa sydämen pysähtymiseen.

Kloori (Cl)

Halogeeni jaksollisen taulukon ryhmästä VII. Se on elävien olentojen organismissa pääasiassa kloridi-ionina, joka stabiloi metalli-ionien positiivisen varauksen (Biogeeniset elementit, S.F.).

3 - Jäljet

Ne ovat läsnä joissakin elävissä olennoissa. Monet näistä hivenaineista toimivat kofaktorina entsyymeissä.

Hivenaineet ovat boori (B), bromi (Br), kupari (Cu), fluori (F), mangaani (Mn), pii (Si), rauta (Fe), jodi (I) jne..

Bioelementtien osuus

Biologisten tekijöiden osuus organismeissa ja ilmakehässä, hydrosfäärissä tai maankuoressa on erilainen, mikä osoittaa, että valikoima sopivia elementtejä muodostaa rakenteita ja suorittaa erityisiä toimintoja runsauden yläpuolella.

Esimerkiksi hiili on noin 20% organismien painosta, mutta sen pitoisuus ilmakehässä hiilidioksidin muodossa on alhainen. Toisaalta typen osuus maapallon ilmakehästä on lähes 80%, mutta vain 3,3% typestä muodostaa ihmiskehon.

Seuraavassa taulukossa on esitetty eräiden bioelementtien osuus elävissä organismeissa verrattuna muuhun maapalloon (Bioelements, s.f.):

Taulukko 1: Maailmankaikkeuden, maan ja ihmiskehon bioelementtien runsaus.

biomolekyylien

Bioelementit yhdistyvät toisiinsa ja voivat muodostaa tuhansia eri molekyylejä. Biomolekyylit ovat mukana solujen muodostamisessa.

Ne voidaan luokitella epäorgaanisiin (vesi ja mineraalit) ja orgaanisiin (hiilihydraatit, lipidit, aminohapot ja nukleiinihapot)..

Biomolekyylit tunnetaan elämän rakenteellisina tuhkana, koska ne ovat tiiliä tai perusmuotteja, joissa on monimutkaisempia molekyylejä.

Esimerkiksi aminohapot ovat proteiinien rakenteellisia tuhkoja. Aminohapposekvenssi määrittää proteiinin primäärirakenteen.

Molekyylit, kuten lipidit, muodostavat solukalvon ja lobiomolit yksinkertaiset hiilihydraatit muodostavat monimutkaisia ​​hiilihydraatteja, kuten glykogeenimolekyyliä.

On olemassa myös typpipohjaisia ​​emäksiä, jotka, kun ne sitoutuvat riboosin hiilihydraattiin tai deoksiriboosiin, muodostavat RNA- ja DNA-molekyylit, joissa niiden sekvenssi on suullinen geneettisestä koodista..

viittaukset

1. Bioelements. (2009, 14. joulukuuta). Otettu wikitekasta: wikiteka.co.uk.
2. Bioelements. (N.D.). Cronodonista: cronodon.com.
3. Biogeeniset elementit. (S.F.). Otettu kemlaba: kemlaba.wordpress.com.
4. KEMIKAALIN BIOGENISET ELEMIT. (S.F.). Otettu intranet.tdmu.edu.ua: intranet.tdmu.edu.ua.
5. Llull, R. (S.F.). Elävän aineen komponentit. Bioluliaes: bioluliaes.wordpress.com.
6. Kansallinen tutkimusneuvosto (USA) Planetaarisen biologian ja kemiallisen kehityksen komitea. (1990). Biogeenisten elementtien ja yhdisteiden kosminen historia. sisään Elämän alkuperän etsiminen: edistyminen ja tulevaisuuden suuntaukset planetaarisen biologian ja kemiallisen kehityksen alalla. Washington DC: National Academies Press (Yhdysvallat).
7. Rastogi, V. B. (2003). Moderni biologia. Uusi Dehli: pitanbar publisng.