Класификационни биоелементи (първични и вторични)



на bioelementos или биогенните елементи (био = живот, генетика = начало) са тези химични елементи, които съставляват материята на живите същества.

Има около 70 от тези елементи, които се различават в различни пропорции и не всички присъстват във всички живи същества (Bioelements, 2009).

Цялата материя във Вселената се среща под формата на атоми на малък брой елементи. Във Вселената има 92 естествени химически елемента.

От нашата земна перспектива е трудно да си представим жизнени форми, при които елементите водород, въглерод, кислород, азот, сяра и фосфор не играят преобладаваща роля (ХИМИЧНИ БИОГЕННИ ЕЛЕМЕНТИ., S.F.).

Фактът, че те наистина играят тази роля във вселената, изглежда много вероятно, отчасти защото (с изключение на фосфора), това са най-изобилните елементи в целия космос, както и че са произведени в значителни количества между границите на земните планети..

Освен това нейната химия е особено подходяща за развитието на сложни структури и функции, които са характерни за живите системи.

Тъй като Слънцето и планетите са били формирани само преди 4,6 милиарда години във вселената, чиято възраст е на около 15 милиарда години, е очевидно, че тези "биогенни елементи" преживяват дълга и сложна химическа история, преди да влязат във Вселената. земна биохимия.

Понастоящем не е известно дали тази предишна история е играла пряка роля в произхода на живота на Земята.

Ясно е, че астрохимията е до голяма степен химията на биогенните елементи и че разбирането на природата и еволюцията на химическата сложност в цялата вселена е от решаващо значение за разбирането както на ранното химично състояние на нашата собствена слънчева система, така и на честотата, с която съществуват свързани условия в други части на нашата галактика и в други галактики (Национален комитет за научни изследвания (US Research Committee, US) Committee on Planetary Biology and Chemical Evolution., 1990).

Класификация на биоелементите

Според количеството им в състава на биомолекулите биоелементите се класифицират като първични, вторични и микроелементи (Rastogi, 2003).

1 - Първични биоелементи

Първичните биоелементи са тези, които са в по-голямо количество (около 96% от живата материя) и са тези, които съставляват повечето от органичните биомолекули (въглехидрати, липиди, протеини и нуклеинови киселини).

Тези елементи се характеризират със светлина (с ниско атомно тегло) и изобилие. Основните биоелементи са въглерод, водород, кислород, азот, фосфор и сяра.

Въглерод (C)

Това е основният биоелемент, който съставлява биомолекули. Той има способността да се сглобява, за да образува големи въглерод-въглеродни вериги посредством единични, двойни или тройни връзки, както и циклични структури.

Той може да включва различни функционални групи като кислород, хидроксид, фосфат, амино, нитро и т.н., което води до голямо разнообразие от различни молекули.

Въглеродният атом е вероятно един от най-важните биоелементи, тъй като всички биомолекули съдържат въглерод. Може да се намерят, например, липиди без фосфор или азот (например холестерол), но няма биомолекули без въглерод.

Водород (Н)

Той е един от компонентите на водната молекула, който е от съществено значение за живота и е част от въглеродните скелети на органични молекули..

Колкото повече водородни молекули има биомолекулата, толкова повече ще бъде намалена и колкото по-голяма ще е способността за окисляване, произвеждащи повече енергия.

Например, мастните киселини имат повече електрони, отколкото въглехидратите, така че имат способността да произвеждат повече енергия чрез разграждане.

Кислород (O)

Това е другият елемент, който съставлява водната молекула. Това е много електроотрицателен елемент, който позволява по-голямо производство на енергия чрез аеробно дишане.

В допълнение, полярните връзки с водород, което води до водоразтворими полярни радикали.

Азот (N)

Елемент, който присъства във всички аминокиселини. Чрез азот, аминокиселините имат способността да образуват пептидна връзка за производство на протеини.

Този биоелемент се намира и в азотните основи на нуклеиновите киселини. Елиминира се от организма под формата на карбамид.

Една от първите биомолекули, образувани от АТФ, се дължи на изобилието на азот в атмосферата на Земята. Азотът е част от аденозина на АТФ.

фосфор (Р)

Групата се намира главно като фосфат (PO43-), която е част от нуклеотидите. Формирайте енергийно богати връзки, които позволяват лесно споделяне (ATP).

Той е важен и в структурата на ДНК, тъй като образува фододиестерна връзка с нуклеотидите, за да образува тази молекула.

Сяра (S)

Биоелемент, който се намира главно като сулфхидрилна група (-SH), която е част от аминокиселини като цистеин, в която дисулфидните връзки са от съществено значение за създаване на стабилност в третичната и кватернерната структура на протеините..

Също така се открива в коензим А, който е от съществено значение за различни универсални метаболитни пътища, като цикъла на Krebs (Llull, S.F.). Това е най-големият първичен биоелемент, който съществува, тъй като атомното му тегло е 36 g / mol.

2- Вторични биоелементи

Тези видове елементи присъстват и във всички живи същества, но не и в същите количества, както основните елементи.

Те не съответстват на биомолекулите, но се използват в градиенти на клетъчна концентрация, диелектрично сигнализиране на неврони и невротрансмитери, стабилизират заредените биомолекули като АТР и образуват част от костната тъкан..

Тези биоелементи са калций (Са), натрий (Na), калий (К), магнезий (Mg) и хлор (Cl). Най-разпространени са натрий, калий, магнезий и калций.

Калций (Са)

Калцият е от съществено значение за живите същества, тъй като растенията изискват калций за изграждане на клетъчни стени.

Той образува част от костната тъкан на гръбначните животни под формата на хидроксиапатит (Ca3 (PO4) 2) 2, Ca (OH) 2 и фиксирането му е свързано с консумацията на витамин D и слънчевата светлина. Калцийът, присъстващ в йонна форма, служи като важен регулатор на процесите в клетъчната цитоплазма.

Калцият влияе върху нервно-мускулната възбудимост на мускулите (заедно с K, Na и Mg йони и участва в мускулната контракция). Хипокалцемията води до колики-тетания. Участва и в регулирането на синтеза на гликоген в бъбреците, черния дроб и скелетните мускули.

Калцият намалява пропускливостта на клетъчната мембрана и капилярната стена, което води до неговите противовъзпалителни, антиексудативни и антиалергични ефекти. Също така е необходим за съсирването на кръвта.

Калциевите йони са важни вътреклетъчни пратеници, които влияят на секрецията на инсулин в кръвообращението и секрецията на храносмилателни ензими в тънките черва..

Реабсорбцията на калций се влияе от взаимовръзката между калция и фосфатите в съдържанието на червата и от наличието на холекалциферол, който регулира активната реабсорбция на калций и фосфор..

Обмяната на калций и фосфати се регулира хормонално с паратоиден хормон и калцитонин. Паратоидният хормон отделя калций от костите в кръвта.

Калцитонинът подпомага отлагането на калций в костите, което понижава кръвните нива.

Магнезий (Mg)

Магнезият е вторичен биоелемент, който е част от биомолекули, тъй като е кофактор на хлорофила. Магнезият е типичен вътреклетъчен катион и е съществена част от телесните тъкани и течности.

Той присъства в скелета (70%) и в мускулите на животните и сред неговите функции е да стабилизира отрицателния заряд на фосфатите на АТФ молекулата..

Натрий (Na)

Това е важен извънклетъчен катион, той участва в хомеостазата на организма. Защитава организма от прекомерни загуби на вода чрез натриеви канали и участва в разпространението на нервната възбуда.

Калий (K)

Участва в хомеостазата на организма и в разпространението на нервната възбуда чрез калиеви канали. Недостигът на калий може да доведе до спиране на сърцето.

Хлор (Cl)

Халоген от група VII на периодичната таблица. Той присъства в организма на живите същества главно като хлорид-йон, който стабилизира положителния заряд на метални йони (биогенни елементи, S.F.).

3- Елементи в следи

Те присъстват в някои живи същества. Много от тези микроелементи действат като кофактори в ензимите.

Микроелементите са бор (В), бром (Br), мед (Cu), флуор (F), манган (Mn), силиций (Si), желязо (Fe), йод (I) и др..

Пропорция на биоелементите

Съществува разлика в дела на биоелементите в организмите и в атмосферата, в хидросферата или в земната кора, което е показателно за подбор на по-подходящи елементи за формиране на структури и изпълнение на специфични функции над изобилието..

Например, въглеродът е приблизително 20% от теглото на организмите, но концентрацията му в атмосферата под формата на въглероден диоксид е ниска. От друга страна, азотът съставлява почти 80% от земната атмосфера, но само 3,3% от азота съставлява човешкото тяло.

Следващата таблица показва делът на някои биоелементи в живите организми в сравнение с останалата част от Земята (Bioelements, s.f.):

Таблица 1: изобилие от биоелементи във Вселената, на земята и в човешкото тяло.

биомолекули

Биоелементите се комбинират помежду си и могат да образуват хиляди различни молекули. Биомолекулите участват в конституирането на клетките.

Те могат да бъдат класифицирани като неорганични (вода и минерали) и органични (въглехидрати, липиди, аминокиселини и нуклеинови киселини).

Биомолекулите са известни като структурни апарати на живота, тъй като те са тухли или основни форми, в които са съставени по-сложни молекули..

Например, аминокиселините са структурните ашлари на протеини. Аминокиселинната последователност определя първичната структура на протеина.

Молекули, като липиди, образуват клетъчната мембрана и лобиомолите прости въглехидрати образуват сложни въглехидрати, като гликогенната молекула.

Има и случай на азотни основи, които, когато се свързват с въглехидрата на рибозата или дезоксирибозата, образуват молекулите на РНК и ДНК, където тяхната последователност ще бъде целувка от генетичния код..

препратки

  1. биоелементи. (2009, 14 декември). Взети от wikiteka: wikiteka.co.uk.
  2. биоелементи. (Н.О.). Взети от cronodon: cronodon.com.
  3. Биогенни елементи. (S.F.). Взето от chemlaba: chemlaba.wordpress.com.
  4. ХИМИЧНИ БИОГЕННИ ЕЛЕМЕНТИ. (S.F.). Взето от intranet.tdmu.edu.ua: intranet.tdmu.edu.ua.
  5. Llull, R. (S.F.). Компонентите на живата материя. Взети от bioluliaes: bioluliaes.wordpress.com.
  6. Национален комитет по научни изследвания (US) за планетарна биология и химична еволюция. (1990). Космическата история на биогенните елементи и съединения. в Търсене на произход на живота: напредък и бъдещи насоки в планетарната биология и химическата еволюция. Вашингтон: Национална преса за академии (САЩ).
  7. Растоги, В. Б. (2003). Съвременна биология. Нов Dehli: pitanbar публикуване.