Besorolás Bioelemek (elsődleges és másodlagos)

az bioelementos vagy biogén elemek (bio = élet, genetika = kezdet) azok a kémiai elemek, amelyek az élőlények kérdését alkotják.

Ezeknek az elemeknek mintegy 70-je van, amelyek különböző arányban változnak, és nem mindegyik létezik minden élőlényben (Bioelements, 2009).

Az Univerzumban minden anyag egy kis számú atom atomjaként fordul elő. Az Univerzumban 92 természetes kémiai elem van.

Földi szempontból nehéz olyan életformákat elképzelni, amelyekben a hidrogén, a szén, az oxigén, a nitrogén, a kén és a foszfor elemei nem játszanak meghatározó szerepet (CHEMIA BIOGENIC ELEMENTS., S.F.).

Az a tény, hogy valóban ezt a szerepet töltik be az univerzumban, nagyon valószínűnek tűnik, részben azért, mert (a foszfor kivételével) ezek a legtöbb kozmosz leggyakoribb elemei, és jelentős mennyiségben termeltek a földi bolygók építőkövei között..

Ezen túlmenően kémia különösen alkalmas az élő rendszerekre jellemző komplex struktúrák és funkciók kifejlesztésére.

Mivel a Nap és a bolygók csak 4,6 milliárd évvel ezelőtt alakultak egy olyan univerzumban, amelynek kora talán 15 milliárd éves, nyilvánvaló, hogy ezek a "biogén elemek" hosszú és összetett kémiai történelmet tapasztaltak az univerzumba való belépés előtt. földi biokémia.

Jelenleg nem ismert, hogy ez a korábbi történelem közvetlen szerepet játszott-e a Föld életének eredetében.

Nyilvánvaló, hogy az asztrokémia nagyrészt a biogén elemek kémia, és hogy a kémiai összetettség természetének és fejlődésének megértése az egész világegyetemben alapvető fontosságú saját naprendszerünk korai kémiai állapotának megértéséhez, és galaxisunk és más galaxisunk más részein a kapcsolódó feltételek gyakorisága (Nemzeti Kutatási Tanács (USA) Planetáris Biológia és Kémiai Evolúció Bizottsága, 1990).

A bioelemek osztályozása

A bioelemek mennyisége alapján a bioelemek elsődleges, másodlagos és nyomelemekként vannak besorolva (Rastogi, 2003).

1- Elsődleges bioelemek

Az elsődleges bioelemek azok, amelyek nagyobb mennyiségben (az élő anyag körülbelül 96% -a), és amelyek a legtöbb szerves biomolekulát (szénhidrátok, lipidek, fehérjék és nukleinsavak) alkotják..

Ezeket az elemeket könnyű (alacsony atomtömeg) és bőséges jellemzi. Az elsődleges bioelemek a szén, hidrogén, oxigén, nitrogén, foszfor és kén.

Szén (C)

Ez a fő bioelem, amely biomolekulákat alkot. Képes összeszerelni, hogy nagy szén-szén láncokat képezzen egyszeres, kettős vagy hármas kötésekkel, valamint ciklikus szerkezetekkel..

Számos funkcionális csoportot, például oxigént, hidroxidot, foszfátot, amino-, nitro-csoportot, stb..

A szénatom valószínűleg az egyik legfontosabb bioelem, mivel minden biomolekula szénatomot tartalmaz. Például foszfor vagy nitrogén nélküli lipideket (például koleszterint) találhatunk, de nincsenek szénatomok nélküli biomolekulák..

Hidrogén (H)

Ez a vízmolekula egyik összetevője, amely létfontosságú az élethez, és szerves része a szerves molekulák szénvázának..

Minél több hidrogénmolekula van a biomolekulában, annál kevesebb lesz, és minél nagyobb az energia-oxidációs képesség.

Például a zsírsavaknak több elektronja van, mint a szénhidrátok, így képesek több energiát termelni a lebomlással.

Oxigén (O)

Ez a másik elem, amely a vízmolekulát alkotja. Ez egy nagyon elektronegatív elem, amely lehetővé teszi az aerob légzés révén az energia nagyobb termelését.

Ezen túlmenően a poláros kötések hidrogénnel, ami vízoldható poláris gyököket eredményez.

Nitrogén (N)

Az összes aminosavban jelen lévő elem. A nitrogénen keresztül az aminosavak képesek peptidkötést képezni fehérjék előállítására.

Ezt a bioelemet a nukleinsavak nitrogén bázisaiban is megtaláljuk. A szervezet a karbamid formájában eliminálódik.

Az egyik legelső biomolekula az ATP volt, a nitrogén mennyiségének köszönhetően a Föld légkörében. A nitrogén az ATP adenozin része.

foszfor (P)

A csoport főleg foszfátként (PO₄^3-), amely a nukleotidok része. Az energiatakarékos linkek létrehozása, amelyek lehetővé teszik az egyszerű megosztást (ATP).

A DNS szerkezetében is fontos, mivel ez a molekula kialakításához fofodiészter kapcsolatot hoz létre a nukleotidokkal.

Kén (S)

Bioelement, amely főként szulfhidrilcsoportként (-SH) található, amely az aminosavak, például a cisztein része, amelyben a diszulfidkötések elengedhetetlenek a fehérjék tercier és kvaterner szerkezetének stabilitásához..

A koenzim A-ban is megtalálható, amely alapvető fontosságú a különböző univerzális metabolikus útvonalakhoz, például a Krebs-ciklushoz (Llull, S.F.). A legsúlyosabb elsődleges bioelem, amely az atomtömege 36 g / mol.

2- Másodlagos bioelemek

Az ilyen típusú elemek is jelen vannak minden élő lényben, de nem azonos mennyiségben, mint az elsődleges elemek.

Nem felelnek meg a biomolekuláknak, hanem a sejtkoncentráció gradiensében, a neuronok és a neurotranszmitterek dielektromos jelzésében használják, stabilizálják a feltöltött biomolekulákat, például az ATP-t és a csontszövet részét képezik.

Ezek a bioelemek a kalcium (Ca), a nátrium (Na), a kálium (K), a magnézium (Mg) és a klór (Cl). A leggyakoribb a nátrium, kálium, magnézium és kalcium.

Kalcium (Ca)

A kalcium elengedhetetlen az élő dolgokhoz, mivel a növények kalciumot igényelnek a sejtfalak építéséhez.

Ez a gerinces csontszövet részét képezi hidroxi-apatit formájában (Ca3 (PO4) 2) 2, Ca (OH) 2, és rögzítése a D-vitamin és a napfény fogyasztásához kapcsolódik. Az ionos formában jelenlévő kalcium a sejtek citoplazmájában a folyamatok fontos szabályozója.

A kalcium befolyásolja az izom neuromuszkuláris ingerlékenységét (a K, Na és Mg ionokkal együtt, és részt vesz az izom összehúzódásában.) Részt vesz a glikogén szintézis szabályozásában a vesében, a májban és a vázizomban.

A kalcium csökkenti a sejtmembrán és a kapilláris fal áteresztőképességét, ami gyulladáscsökkentő, antiexudatív és anti-allergiás hatásokat eredményez. Szintén szükséges a véralvadáshoz.

A kalciumionok fontos intracelluláris hírvivők, amelyek befolyásolják az inzulin kiválasztását a keringésben és az emésztési enzimek szekréciójában a vékonybélben..

A kalcium reabszorpcióját befolyásolja a kalcium és a béltartalmú foszfátok kölcsönös viszonya, valamint a kolalciferol jelenléte, amely szabályozza a kalcium és a foszfor aktív reabszorpcióját..

A kalcium és a foszfátok cseréjét hormonálisan szabályozzák a paratoid hormon és a kalcitonin. A paratoid hormon felszabadítja a kalciumot a vér csontjaiból.

A kalcitonin elősegíti a kalcium lerakódását a csontokban, ami csökkenti a vérszintet.

Magnézium (Mg)

A magnézium egy másodlagos bioelem, amely a biomolekulák részét képezi, mivel klorofill kofaktor. A magnézium tipikus intracelluláris kation, és a testszövetek és folyadékok lényeges része.

Ez a csontvázban (70%) és az állatok izmaiban van jelen, és funkciói közé tartozik az ATP-molekula foszfátjainak negatív töltésének stabilizálása..

Nátrium (Na)

Fontos extracelluláris kation, amely részt vesz a szervezet homeosztázisában. Védi a testet a túlzott vízveszteségektől a nátriumcsatornákon keresztül, és részt vesz az ideges izgalom terjedésében.

Kálium (K)

Részt vesz a szervezet homeosztázisában és az ideges izgalom káliumcsatornákon való terjedésében. A káliumhiány szívmegálláshoz vezethet.

Klór (Cl)

A periodikus táblázat VII. Csoportjából származó halogén. Az élő lények szervezetében elsősorban kloridionként van jelen, amely stabilizálja a fémionok pozitív töltését (Biogén elemek, S.F.)..

3 - Nyomelemek

Egyes élő lényekben vannak jelen. Ezen nyomelemek közül sok az enzimek kofaktoraként működik.

A nyomelemek a bór (B), a bróm (Br), a réz (Cu), a fluor (F), a mangán (Mn), a szilícium (Si), a vas (Fe), a jód (I) stb..

A bioelemek aránya

Különbség van a bioelemek arányában a szervezetekben és a légkörben, a hidroszférában vagy a földkéregben, ami alkalmas arra, hogy a struktúrák kialakításához és a bőséges feladatok elvégzéséhez megfelelőbb elemeket válasszon..

Például a szén körülbelül 20% -át teszi ki a szervezeteknek, de a koncentrációja a légkörben szén-dioxid formájában alacsony. Másrészt a nitrogén a Föld légkörének közel 80% -át teszi ki, de a nitrogén csak 3,3% -a alkotja az emberi testet.

Az alábbi táblázat bemutatja az élő szervezetek egyes bioelemei arányát a Föld többi részéhez képest (Bioelements, s.f.):

1. táblázat: a világegyetemben, a földön és az emberi testben található bioelemek bősége.

biomolekulák

A bioelemek egyesülnek egymással, és több ezer különböző molekulát képezhetnek. A biomolekulák részt vesznek a sejtek alkotásában.

Ezek szervetlen (víz és ásványi anyagok) és szerves (szénhidrátok, lipidek, aminosavak és nukleinsavak) közé sorolhatók..

A biomolekulák az élet strukturális ashlárjaként ismertek, mivel azok a téglák vagy bázisformák, amelyekben összetettebb molekulák állnak össze..

Például az aminosavak a fehérjék szerkezeti ashlárjai. Az aminosav-szekvencia meghatározza a fehérje elsődleges szerkezetét.

Az olyan molekulák, mint a lipidek képezik a sejtmembránt, és a lobiomolok egyszerű szénhidrátokat képeznek komplex szénhidrátok, például a glikogén molekula..

A nitrogén bázisok esetében is előfordul, hogy amikor a ribóz szénhidráthoz vagy deoxiribózhoz kötődnek, akkor az RNS és a DNS molekulák képződnek, ahol szekvenciájuk a genetikai kódból származó csók..

referenciák

1. Bioelements. (2009, december 14.). A wikiteka-ból származik: wikiteka.co.uk.
2. Bioelements. (N.d.). A cronodonból: cronodon.com.
3. Biogén elemek. (S. F.). A kemlaba-ból: chemlaba.wordpress.com.
4. KÉMIAI BIOGENIKUS ELEMEK. (S. F.). Intranet.tdmu.edu.ua: intranet.tdmu.edu.ua.
5. Llull, R. (S.F.). Az élő anyag összetevői. A bioluliaes-ből: bioluliaes.wordpress.com.
6. Nemzeti Kutatási Tanács (USA) Planetáris Biológia és Kémiai Evolúció Bizottsága. (1990). A biogén elemek és vegyületek kozmikus története. -ban Az élet eredete keresése: haladás és jövőbeli irányok a bolygóbiológiai és kémiai evolúcióban. Washington DC: National Academies Press (USA).
7. Rastogi, V. B. (2003). Modern biológia. Új Dehli: pitanbar publisng.