Biogeeniset elementit, ominaisuudet, luokittelu ja toiminnot



Niitä kutsutaan biogeneettiset elementit ne atomit, jotka muodostavat elävän aineen. Etymologisesti termi tulee bio, joka kreikaksi tarkoittaa "elämää"; ja synty, mikä tarkoittaa "alkuperää". Kaikista tunnetuista elementeistä vain noin kolmekymmentä on välttämätöntä.

Alhaisimmalla organisaatiotasolla aine koostuu pienistä hiukkasista, joita kutsutaan atomeiksi. Jokainen atomi koostuu ytimessä olevista protoneista ja neutroneista sekä tietystä määrästä elektroneja sen ympärillä. Nämä osat määrittävät elementtien ominaisuudet.

Niillä on rakenteellisia toimintoja, jotka ovat biologisten molekyylien (proteiinien, hiilihydraattien, lipidien ja nukleiinihappojen) perustekijöitä tai esiintyvät ionisessa muodossaan ja toimivat elektrolyyttinä. Niillä on myös spesifisiä toimintoja, kuten lihasten supistumisen suosiminen tai läsnäolo entsyymin aktiivisessa kohdassa.

Kaikki biogeeniset elementit ovat välttämättömiä, ja jos joku menettäisi elämän ilmiön, se ei voinut tapahtua. Tärkeimmät elävien aineiden biogeeniset elementit ovat hiili, vety, typpi, happi, fosfori ja rikki.

indeksi

  • 1 Ominaisuudet
    • 1.1 Kovalenttiset linkit
    • 1.2 Kyky muodostaa yksinkertaisia, kaksinkertaisia ​​ja kolmoissidoksia
  • 2 Luokitus
    • 2.1 Ensisijaiset elementit
    • 2.2 Toissijaiset elementit
    • 2.3 Hivenaineet
  • 3 Toiminnot
    • 3.1 Hiili
    • 3.2 Happi
    • 3.3 Vety
    • 3.4 Typpi
    • 3.5 Fosfori
    • 3.6 Rikki
    • 3.7 Kalsium
    • 3.8 Magnesium
    • 3.9 Natrium ja kalium
    • 3.10 Rauta
    • 3.11 Fluori
    • 3.12 Litium
  • 4 Viitteet

piirteet

Biogeenisillä elementeillä on joukko kemiallisia ominaisuuksia, jotka tekevät niistä sopivia osaksi eläviä järjestelmiä:

Kovalenttiset sidokset

He kykenevät muodostamaan kovalenttisia sidoksia, joissa nämä kaksi atomia yhdistyvät jakamalla elektroneja valenssikuoristaan. Kun tämä linkki muodostetaan, jaetut elektronit sijaitsevat ydinvoimatilassa.

Nämä sidokset ovat melko vahvoja ja vakavia, ja niiden on oltava elävien organismien molekyyleissä. Samoin näitä sidoksia ei ole kovin vaikea murtaa, mikä mahdollistaa tietyn molekyylidynamiikan.

Kyky muodostaa yksinkertaisia, kaksinkertaisia ​​ja kolminkertaisia ​​joukkovelkakirjoja

Suuri määrä molekyylejä voidaan muodostaa muutamilla elementeillä, koska ne kykenevät muodostamaan yksi-, kaksin- ja kolmoissidoksia.

Merkittävän molekyylilajikkeen lisäksi tämä ominaisuus mahdollistaa rakenteiden muodostamisen, joissa on erilaisia ​​järjestelyjä (lineaarinen, renkaan muotoinen, muun muassa).

luokitus

Biogeeniset elementit luokitellaan primääri-, sekundääri- ja hivenaineiksi. Tämä järjestely perustuu elävien olentojen elementtien eri osuuksiin.

Useimmissa organismeissa nämä suhteet säilyvät, vaikkakin voi olla tiettyjä erityisiä muunnelmia. Esimerkiksi selkärankaisilla jodi on ratkaiseva tekijä, kun taas toisessa taksonit näyttää siltä, ​​että näin ei ole.

Ensisijaiset elementit

Elävien aineiden kuivapaino koostuu 95–99 prosentista näistä kemiallisista elementeistä. Tässä ryhmässä löydämme runsaimmat elementit: vety, happi, typpi ja hiili.

Näillä elementeillä on erinomainen kyky yhdistää toisia. Lisäksi niillä on ominaista muodostaa useita linkkejä. Hiili voi muodostaa kolmoissidoksia ja tuottaa erilaisia ​​orgaanisia molekyylejä.

Toissijaiset elementit

Tämän ryhmän elementit muodostavat 0,7% - 4,5% elävästä aineesta. Ne ovat natriumia, kaliumia, kalsiumia, magnesiumia, klooria, rikkiä ja fosforia.

Organismeissa sekundääriset elementit ovat niiden ionimuodossa; siksi niitä kutsutaan elektrolyytteiksi. Kuormituksesta riippuen ne voidaan luetteloida kationeiksi (+) tai anioneiksi (-)

Yleensä elektrolyytit osallistuvat osmoottiseen säätelyyn, hermostopulssiin ja biomolekyylien kuljetukseen.

Osmoottiset ilmiöt viittaavat veden riittävään tasapainoon soluympäristössä ja sen ulkopuolella. Samoin niillä on rooli pH: n ylläpitämisessä soluympäristöissä; ne tunnetaan puskuriliuoksina tai puskurina.

Hivenaineet

Ne ovat pieninä osuuksina tai jälkeinä, suunnilleen arvoissa, jotka ovat alle 0,5%. Sen vähäinen määrä ei kuitenkaan osoita, että sen rooli ei ole tärkeä. Itse asiassa ne ovat yhtä välttämättömiä, että edelliset ryhmät toimivat elävän organismin moitteettoman toiminnan kannalta.

Tämä ryhmä koostuu raudasta, magnesiumista, koboltista, kuparista, sinkistä, molybdeenistä, jodista ja fluorista. Kuten sekundaarielementtien ryhmässä, hivenaineet voivat olla niiden ionimuodossa ja olla elektrolyyttejä.

Yksi sen tärkeimmistä ominaisuuksista on säilyttää itsensä stabiilina ionina sen erilaisissa hapetustiloissa. Ne löytyvät entsyymien aktiivisista keskuksista (mainitun proteiinin fyysinen tila, jossa reaktio tapahtuu) tai toimivat molekyyleillä, jotka siirtävät elektroneja.

Muut tekijät luokittelevat bioelementit yleensä välttämättömiksi ja oleellisiksi. Luokittelu sen runsauden mukaan on kuitenkin eniten käytetty.

tehtävät

Jokainen bio-geneettinen elementti täyttää välttämättömän ja spesifisen funktion organismissa. Merkittävimmistä toiminnoista voidaan mainita seuraavat:

hiili

Hiili on orgaanisten molekyylien tärkein "lohko".

happi

Hapella on rooli hengitysprosesseissa ja se on myös alkuaine eri orgaanisissa molekyyleissä.

vety

Se löytyy vedestä ja on osa orgaanisia molekyylejä. Se on hyvin monipuolinen, koska se voidaan liittää mihin tahansa muuhun elementtiin.

typpi

Sitä esiintyy proteiineissa, nukleiinihapoissa ja tietyissä vitamiineissa.

fosfori

Fosforia löytyy ATP: stä (adenosiinitrifosfaatti), joka on laajalti käytetty aineenvaihdunnassa. Se on solujen energiavaluutta.

Samoin fosfori on osa geneettistä materiaalia (DNA) ja tiettyjä vitamiineja. Löydetty fosfolipideistä, elintärkeistä tekijöistä biologisten kalvojen muodostumiselle.

rikki

Rikkiä esiintyy joissakin aminohapoissa, erityisesti kysteiinissä ja metioniinissa. Se on läsnä koentsyymi A: ssa, välituotemolekyylissä, joka mahdollistaa suuren määrän metabolisia reaktioita.

kalsium

Kalsium on luiden kannalta välttämätöntä. Lihaksen supistumisen prosessit vaativat tätä elementtiä. Tämä ioni välittää myös lihasten supistumista ja veren hyytymistä.

magnesium

Magnesium on erityisen tärkeä kasveissa, koska se löytyy klorofylli-molekyylistä. Ionina se osallistuu kofaktorina eri entsyymireiteillä.

Natrium ja kalium

Ne ovat runsaasti ioneja solunulkoisessa ja solunsisäisessä väliaineessa. Nämä elektrolyytit ovat hermostopulssin päähenkilöitä, koska ne määrittävät kalvopotentiaalin. Nämä ionit tunnetaan natriumkaliumipumpusta.

rauta

Se on hemoglobiinissa, proteiinissa, joka on veren erytrosyyteissä, joiden toiminta on hapen kuljettaminen.

fluor

Fluori on läsnä hampaissa ja luissa.

litium

Litiumilla on neurologisia toimintoja.

viittaukset

  1. Cerezo García, M. (2013). Perusbiologian perusteet. Universitat Jaume I: n julkaisut.
  2. Galan, R., & Torronteras, S. (2015). Perus- ja terveysbiologia. Elsevier
  3. Gama, M. (2007). Biologia: konstruktivistinen lähestymistapa. Pearson Education.
  4. Macarulla, J. M., ja Goñi, F. M. (1994). Ihmisen biokemia: peruskurssi. Käännin.
  5. Teijón, J. M. (2006). Rakenteellisen biokemian perusteet. Toimituksellinen Tébar.
  6. Urdiales, B. A. V., Pilar Granillo, M., & Dominguez, M. D. S. V. (2000). Yleinen biologia: elävät järjestelmät. Patrian toimittajaryhmä.
  7. Vallespí, R. M. C., Ramírez, P. C., Santos, S. E., Morales, A. F., Torralba, M. P., & Del Castillo, D. S. (2013). Tärkeimmät kemialliset yhdisteet. Toimituksellinen UNED.