Biogeenilised elemendid, omadused, klassifikatsioon ja funktsioonid



Neid kutsutakse biogeneetilised elemendid need aatomid, mis moodustavad elusolendi. Etümoloogiliselt pärineb mõiste bio, mis kreeka keeles tähendab "elu"; ja genesis, mis tähendab "päritolu". Kõigist teadaolevatest elementidest on ainult umbes kolmkümmend vajalik.

Oma organisatsiooni madalaimal tasemel koosneb aine väikestest osakestest, mida nimetatakse aatomiteks. Iga aatom koosneb tuumade prootonitest ja neutronitest ning selle ümber teatud hulgast elektronidest. Need komponendid määratlevad elementide omadused.

Neil on struktuurilised funktsioonid, olles bioloogiliste molekulide (valkude, süsivesikute, lipiidide ja nukleiinhapete) põhikomponendid või esinevad nende ioonsel kujul ja toimivad elektrolüütidena. Neil on ka spetsiifilised funktsioonid, nagu näiteks lihaste kokkutõmbumise soodustamine või ensüümi aktiivses kohas esinemine.

Kõik biogeensed elemendid on hädavajalikud, ja kui inimene ei tunnista elu fenomeni, ei saanud see juhtuda. Peamised elusainena kõige sagedasemad biogeensed elemendid on süsinik, vesinik, lämmastik, hapnik, fosfor ja väävel.

Indeks

  • 1 Omadused
    • 1.1 Kovalentsed sidemed
    • 1.2 Võime moodustada lihtsaid, kahekordseid ja kolmekordseid võlakirju
  • 2 Klassifikatsioon
    • 2.1 Peamised elemendid
    • 2.2 Sekundaarsed elemendid
    • 2.3 Mikroelemendid
  • 3 Funktsioonid
    • 3.1 Süsinik
    • 3.2 Hapnik
    • 3.3 Vesinik
    • 3.4 Lämmastik
    • 3.5 Fosfor
    • 3.6 Väävel
    • 3.7 Kaltsium
    • 3.8 Magneesium
    • 3.9 Naatrium ja kaalium
    • 3.10 Raud
    • 3.11 Fluor
    • 3.12 Liitium
  • 4 Viited

Omadused

Biogeensetel elementidel on mitmeid keemilisi omadusi, mis muudavad need sobivaks elusüsteemide osana:

Kovalentsed võlakirjad

Nad on võimelised moodustama kovalentseid sidemeid, kus kaks aatomit liituvad, jagades elektronid oma valentsuskestast. Kui see ühendus on loodud, paiknevad jagatud elektronid tuumavälises ruumis.

Need sidemed on üsna tugevad ja stabiilsed, mis peavad olema elusorganismide molekulides. Samuti ei ole neid sidemeid eriti raske murda, mis võimaldab kindlaks teha teatud molekulaarse dünaamika.

Võime moodustada lihtsaid, kahekordseid ja kolmekordseid võlakirju

Tänu võimele moodustada ühekordseid, kahekordseid ja kolmekordseid sidemeid, võib moodustada suure hulga elemente väheste elementidega.

Lisaks märkimisväärse molekulaarse sordi pakkumisele võimaldab see omadus moodustada erinevaid konstruktsioone (lineaarne, ringikujuline, muu hulgas)..

Klassifikatsioon

Biogeensed elemendid on liigitatud primaar-, sekundaar- ja mikroelementideks. See kokkulepe põhineb elusolendite elementide erinevatel osadel.

Enamikus organismides säilitatakse need proportsioonid, kuigi võib esineda teatavaid spetsiifilisi variatsioone. Näiteks on selgroogsetes joodis oluline element, samas kui teistes taksonid see ei tundu olevat nii.

Peamised elemendid

Elusmaterjali kuivmass koosneb 95–99% nendest keemilistest elementidest. Selles grupis leiame kõige rikkalikumad elemendid: vesinik, hapnik, lämmastik ja süsinik.

Neil elementidel on suurepärased võimed teiste inimestega ühendada. Lisaks on neil omadus luua mitu linki. Süsinik võib moodustada kolmekordseid sidemeid ja tekitada erinevaid orgaanilisi molekule.

Sekundaarsed elemendid

Selle rühma elemendid moodustavad 0,7% kuni 4,5% elusolust. Need on naatrium, kaalium, kaltsium, magneesium, kloor, väävel ja fosfor.

Organismides on sekundaarelemendid ioonses vormis; seetõttu nimetatakse neid elektrolüütideks. Sõltuvalt nende koormusest saab neid kataloogida katioonidena (+) või anioonidena (-)

Üldiselt osalevad elektrolüüdid osmootses regulatsioonis, närvisüsteemi impulssides ja biomolekulide transpordis..

Osmootsed nähtused viitavad vee piisavale tasakaalule raku keskkonnas ja väljaspool seda. Samuti on neil roll pH säilitamisel rakukeskkonnas; neid tuntakse puhverlahuste või puhvrina.

Mikroelemendid

Need on minutis proportsioonides või jälgedes, ligikaudu väärtustes alla 0,5%. Siiski ei tähenda selle väikese koguse olemasolu, et tema roll ei ole oluline. Tegelikult on nad võrdselt hädavajalikud, et eelmised rühmad saaksid elusorganismi korralikult toimida.

See rühm koosneb rauast, magneesiumist, koobaltist, vasest, tsinkist, molübdeenist, joodist ja fluorist. Nagu sekundaarsete elementide rühm, võivad mikroelemendid olla ka nende ioonsel kujul ja olla elektrolüüdid.

Üks selle kõige olulisemaid omadusi on säilitada end stabiilse ioonina oma erinevates oksüdatsioonitingimustes. Neid võib leida ensüümide aktiivsetes keskustes (nimetatud valgu füüsiline ruum, kus reaktsioon toimub) või toimivad elektronid ülekandvad molekulid..

Teised autorid klassifitseerivad bioelemendid tavaliselt oluliseks ja mitteoluliseks. Kõige enam kasutatakse siiski liigitust vastavalt selle arvukusele.

Funktsioonid

Iga bio-geneetiline element täidab organismis hädavajalikku ja spetsiifilist funktsiooni. Kõige olulisemate funktsioonide hulgas võib mainida järgmist:

Süsinik

Süsinik on orgaaniliste molekulide peamine "plokk".

Hapnik

Hapnikul on osa hingamise protsessides ja see on ka erinevate orgaaniliste molekulide esmaseks komponendiks.

Vesinik

Seda leidub vees ja see on osa orgaanilistest molekulidest. See on väga mitmekülgne, kuna seda saab seostada mis tahes muu elemendiga.

Lämmastik

Seda leidub valkudes, nukleiinhapetes ja teatud vitamiinides.

Fosfor

Fosforit leidub ATP-s (adenosiintrifosfaat), mis on ainevahetuses laialdaselt kasutatav energiamolekul. See on rakkude energiavaluuta.

Samuti on fosfor osa geneetilisest materjalist (DNA) ja teatud vitamiinidest. Leitud fosfolipiididest, bioloogiliste membraanide moodustumise olulistest elementidest.

Väävel

Väävlit leitakse mõnedes aminohapetes, täpsemalt tsüsteiinis ja metioniinis. See esineb koensüüm A-s, vahepealne molekul, mis võimaldab suure hulga metaboolseid reaktsioone.

Kaltsium

Kaltsium on luude jaoks oluline. Seda elementi vajavad lihaste kontraktsiooniprotsessid. Selle iooniga vahendab ka lihaste kokkutõmbumist ja vere hüübimist.

Magneesium

Magneesium on taimedes eriti oluline, kuna see leidub klorofülli molekulis. Ioonina osaleb ta kofaktorina erinevates ensüümi teedes.

Naatrium ja kaalium

Nad on ekstratsellulaarses ja intratsellulaarses keskkonnas rikkad ioonid. Need elektrolüüdid on närvisüsteemi impulssi peamised tegurid, kuna need määravad membraanipotentsiaali. Need ioonid on tuntud naatrium-kaaliumi pumbaga.

Raud

See on hemoglobiinis, valgus, mis esineb vere erütrotsüütides, mille funktsiooniks on hapniku transport.

Fluor

Fluor on hammastes ja luudes.

Liitium

Liitiumil on neuroloogilised funktsioonid.

Viited

  1. Cerezo García, M. (2013). Bioloogia põhialused. Universitat Jaume I väljaanded.
  2. Galan, R., & Torronteras, S. (2015). Põhiõiguste ja tervise bioloogia. Elsevier
  3. Gama, M. (2007). Bioloogia: konstruktivistlik lähenemine. Pearson Education.
  4. Macarulla, J. M., & Goñi, F.M.. Inimese biokeemia: põhikursus. Ma pöördusin tagasi.
  5. Teijón, J. M. (2006). Struktuurilise biokeemia alused. Toimetus Tébar.
  6. Urdiales, B. A. V., Pilar Granillo, M., & Dominguez, M. D. S. V. (2000). Üldine bioloogia: elavad süsteemid. Patria Toimetusgrupp.
  7. Vallespí, R. M. C., Ramírez, P. C., Santos, S. E., Morales, A. F., Torralba, M. P., & Del Castillo, D. S. (2013). Peamised keemilised ühendid. Toimetus UNED.