Klassifikatsioon Bioelemendid (esmane ja sekundaarne)



The bioelemendid või biogeensed elemendid (bio = elu, geneetika = algus) on need keemilised elemendid, mis moodustavad elusolendite küsimuse.

Neist elementidest on umbes 70, mis varieeruvad erinevates proportsioonides ja kõik ei ole kõigis elusolendites (Bioelements, 2009).

Kõik universumis olevad ained esineb väikeste elementide aatomite kujul. Universumis on 92 looduslikku keemilist elementi.

Meie maapealsest vaatenurgast on raske ette kujutada eluvorme, milles vesiniku, süsiniku, hapniku, lämmastiku, väävli ja fosfori elementidel ei ole domineerivat rolli (keemiatööstuse elemendid., S.F.).

Asjaolu, et nad seda rolli kogu universumis tegelikult mängivad, tundub väga tõenäoline, osaliselt seetõttu, et (välja arvatud fosfor) on need kõige kosmilisemad elemendid ja toodetud olulistes kogustes maapealsete planeetide ehitusplokkide vahel..

Lisaks sobib selle keemia eriti hästi elusüsteemidele iseloomulike keerukate struktuuride ja funktsioonide arendamiseks.

Kuna Päike ja planeedid moodustati vaid 4,6 miljardit aastat tagasi universumis, mille vanus on ehk 15 miljardit aastat vana, on ilmne, et need "biogeensed elemendid" kogesid enne universumisse sisenemist pika ja keeruka keemilise ajaloo. maapealne biokeemia.

Praegu ei ole teada, kas see eelmine ajalugu mängis otsest rolli Maa elus.

On selge, et astrokeemia on suures osas biogeensete elementide keemia ja et kogu oma universumi keemilise keerukuse olemuse ja arengu mõistmine on oluline nii meie enda päikesesüsteemi varase keemilise seisundi mõistmiseks kui ka seostuvate tingimuste esinemise sagedus meie galaktika ja teiste galaktikate teistes osades (Riiklik Teadusnõukogu (USA) planeedi bioloogia ja keemiarengu komitee, 1990).

Bioelementide klassifikatsioon

Biomolekulid liigitatakse biomolekulide koostises nende koguse järgi primaar-, sekundaar- ja mikroelementideks (Rastogi, 2003).

1- Esmane bioelement

Peamised bioelemendid on need, mis on suuremas koguses (umbes 96% elusainest) ja need, mis moodustavad enamiku orgaanilistest biomolekulidest (süsivesikud, lipiidid, valgud ja nukleiinhapped).

Neid elemente iseloomustab valgus (madal aatommass) ja rikkalik. Peamised bioelemendid on süsinik, vesinik, hapnik, lämmastik, fosfor ja väävel.

Süsinik (C)

See on peamine bioelement, mis kujutab endast biomolekule. See on võimeline koguma suurte süsinik-süsinikahelate moodustamiseks ühe-, kahe- või kolmiksidemete, samuti tsükliliste struktuuride abil..

See võib sisaldada mitmesuguseid funktsionaalseid rühmi nagu hapnik, hüdroksiid, fosfaat, amino, nitro jne, mille tulemuseks on suur hulk erinevaid molekule..

Süsiniku aatom on tõenäoliselt üks tähtsamaid bioelemente, kuna kõik biomolekulid sisaldavad süsinikku. Näiteks võib leida fosfori või lämmastikku mittesisaldavaid lipiide (näiteks kolesterooli), kuid süsinikuta ei ole biomolekule..

Vesinik (H)

See on üks veemolekuli komponente, mis on eluks hädavajalik ja on osa orgaaniliste molekulide süsiniku skelettidest..

Mida rohkem vesiniku molekule on biomolekulil, seda vähem seda vähendatakse ja seda suurem on võime oksüdeerida rohkem energiat.

Näiteks on rasvhapetel rohkem elektrone kui süsivesikuid, nii et neil on võime toota rohkem energiat alandades.

Hapnik (O)

See on teine ​​element, mis moodustab veemolekuli. See on väga elektronegatiivne element, mis võimaldab suuremat energia tootmist aeroobse hingamise kaudu.

Lisaks on polaarsed sidemed vesinikuga, mille tulemuseks on vees lahustuvad polaarradikaalid.

Lämmastik (N)

Element, mis esineb kõigis aminohapetes. Lämmastiku kaudu on aminohapetel võimalik moodustada valkude tootmiseks peptiidsideme.

See bioelement on leitud ka nukleiinhapete lämmastiku alustes. See elimineerub organismi uurea kujul.

Üks esimestest moodustavatest biomolekulidest oli ATP, mis oli tingitud lämmastiku rohkusest Maa atmosfääris. Lämmastik on ATP adenosiini osa.

Fosfor (P)

Rühm on peamiselt fosfaat (PO43-) mis on osa nukleotiididest. Vormige energiasäästlikke linke, mis võimaldavad lihtsat jagamist.

Samuti on see oluline DNA struktuuris, kuna see moodustab selle molekuli moodustamiseks nukleotiididega fofodiestri.

Väävel (S)

Bioelement, mis leidub peamiselt sulfhüdrüülrühmana (-SH), mis on osa aminohapetest nagu tsüsteiin, milles disulfiidsidemed on olulised valkude kolmanda ja kvaternaarse struktuuri stabiilsuse loomiseks.

Seda leidub ka koensüüm A-s, mis on oluline mitmesuguste universaalsete ainevahetusradade jaoks, nagu Krebsi tsükkel (Llull, S.F.). See on kõige raskem esmane bioelement, kuna selle aatommass on 36 g / mol.

2- Sekundaarsed bioelemendid

Sellised elemendid on olemas ka kõigis elusolendites, kuid mitte samades kogustes kui esmased elemendid.

Nad ei vasta biomolekulidele, vaid neid kasutatakse rakukontsentratsiooni gradientides, neuronite ja neurotransmitterite dielektrilisel signaalimisel, stabiliseeritakse laetud biomolekulid nagu ATP ja moodustavad osa luukoest..

Need bioelemendid on kaltsium (Ca), naatrium (Na), kaalium (K), magneesium (Mg) ja kloor (Cl). Kõige rohkem on naatrium, kaalium, magneesium ja kaltsium.

Kaltsium (Ca)

Kaltsium on elusolendite jaoks oluline, sest taimed vajavad rakuseinte ehitamiseks kaltsiumi.

See moodustab osa selgroogsete luukoest hüdroksüapatiidi kujul (Ca3 (PO4) 2) 2, Ca (OH) 2 ja selle fikseerimine on seotud D-vitamiini ja päikesevalguse tarbimisega. Ioonses vormis olev kaltsium toimib rakulise tsütoplasma protsesside olulise regulaatorina.

Kaltsium mõjutab lihaste neuromuskulaarset erutuvust (koos K-, Na- ja Mg-ioonidega ning osaleb lihaste kontraktsioonis.) Hüpokaltseemia viib koliidi-tetanyi. Samuti osaleb see glükogeeni sünteesi reguleerimisel neerudes, maksas ja skeletilihas.

Kaltsium vähendab rakumembraani ja kapillaarseina läbilaskvust, mille tagajärjel tekivad tema põletikuvastased, antiiksudatiivsed ja allergiavastased toimed. See on vajalik ka vere hüübimiseks.

Kaltsiumi ioonid on olulised rakusisesed sõnumitoojad, mis mõjutavad insuliini sekretsiooni vereringes ja seedetrakti ensüümide sekretsiooni peensooles..

Kaltsiumi uuesti imendumist mõjutab kaltsiumi ja soole sisalduse fosfaatide vastastikune suhe ning koletsalsiferooli olemasolu, mis reguleerib kaltsiumi ja fosfori aktiivset imendumist..

Kaltsiumi ja fosfaatide vahetust reguleeritakse hormonaalselt paratoidhormooni ja kaltsitoniiniga. Paratoidne hormoon vabastab veres luudest kaltsiumi.

Kalkitoniin soodustab kaltsiumi sadestumist luudes, mis alandab veresisaldust.

Magneesium (Mg)

Magneesium on sekundaarne bioelement, mis on osa biomolekulidest, kuna see on klorofülli kofaktor. Magneesium on tüüpiline intratsellulaarne katioon ja see on keha kudede ja vedelike oluline osa.

See esineb skeletis (70%) ning loomade lihastes ja selle funktsioonide hulgas on ATP molekuli fosfaatide negatiivse laengu stabiliseerimine.

Naatrium (Na)

See on oluline ekstratsellulaarne katioon, mis osaleb organismi homeostaasis. Kaitseb keha liigsete veekadude eest naatriumikanalite kaudu ja osaleb närvilise põnevuse levikus.

Kaalium (K)

See osaleb organismi homeostaasis ja närvisüsteemi põletamise kaudu kaaliumikanalite kaudu. Kaaliumi puudulikkus võib põhjustada südame seiskumist.

Kloor (Cl)

Perioodilise tabeli rühma VII halogeen. See esineb elusolendite organismis peamiselt kloriidioonina, mis stabiliseerib metalliioonide positiivse laengu (Biogeenilised elemendid, S.F.)..

3 - Jälgede elemendid

Nad on mõnedes elusolendites. Paljud neist mikroelementidest toimivad ensüümides kofaktoritena.

Mikroelemendid on boor (B), broom (Br), vask (Cu), fluor (F), mangaan (Mn), räni (Si), raud (Fe), jood (I) jne..

Bioelementide osakaal

Erinevus bioloogiliste elementide osakaalust organismides ja atmosfääris, hüdrosfääris või maakoores, mis näitab struktuuride valimiseks sobivate elementide valikut ja spetsiifiliste funktsioonide täitmist arvukuse üle..

Näiteks süsinik on umbes 20% organismide massist, kuid selle kontsentratsioon atmosfääris süsinikdioksiidi kujul on madal. Teisest küljest moodustab lämmastik peaaegu 80% Maa atmosfäärist, kuid ainult 3,3% lämmastikku moodustab inimkeha.

Järgmises tabelis on toodud elusorganismides esinevate bioelementide osakaal ülejäänud maaga võrreldes (Bioelements, s.f.):

Tabel 1: biosaaduste arvukus universumis, maa peal ja inimkehas.

Biomolekulid

Bioelemendid on omavahel ühendatud ja võivad moodustada tuhandeid erinevaid molekule. Biomolekulid on kaasatud rakkude moodustamisse.

Neid võib liigitada anorgaanilisteks (vesi ja mineraalid) ja orgaanilisteks (süsivesikud, lipiidid, aminohapped ja nukleiinhapped)..

Biomolekulid on tuntud kui elu struktuurid, sest need on tellised või põhilised vormid, milles on keerulisemad molekulid..

Näiteks on aminohapped valkude struktuursed tuhlid. Aminohappejärjestus määrab valgu primaarse struktuuri.

Molekulid nagu lipiidid moodustavad rakumembraani ja lobiomoolid lihtsad süsivesikud moodustavad kompleksseid süsivesikuid nagu glükogeenimolekul..

On ka lämmastiku alused, mis ribosüsivesinikega või deoksüriboosiga seondumisel moodustavad RNA ja DNA molekulid, kus nende järjestus on geneetilise koodi suudlus..

Viited

  1. Bioelemendid. (2009, 14. detsember). Wikiteka: wikiteka.co.uk.
  2. Bioelemendid. (s.f.). Cronodonilt võetud: cronodon.com.
  3. Biogeenilised elemendid. (S.F.). Võetud kemlaba: chemlaba.wordpress.com.
  4. KEEMIA BIOGENILISED ELEMENDID. (S.F.). Võetud intranet.tdmu.edu.ua: intranet.tdmu.edu.ua.
  5. Llull, R. (S.F.). Elusolendite komponendid. Bioluliaesest: bioluliaes.wordpress.com.
  6. Riikliku Teadusnõukogu (USA) planeedi bioloogia ja keemilise arengu komitee. (1990). Biogeeniliste elementide ja ühendite kosmiline ajalugu. Sisse Elu alguse otsing: planeetide bioloogia ja keemilise evolutsiooni edusammud ja edasised juhised. Washington DC: National Academies Press (USA).
  7. Rastogi, V. B. (2003). Kaasaegne bioloogia. Uus Dehli: pitanbar publisng.