Биогенни елементи, характеристики, класификация и функции

Те се наричат биогенетични елементи тези атоми, които съставят жива материя. Етимологически, терминът идва от био, което на гръцки означава "живот"; и генезис, което означава "произход". От всички известни елементи само около тридесет са необходими.

На най-ниското си ниво на организация материята се състои от малки частици, наречени атоми. Всеки атом се състои от протони и неутрони в ядрото и определен брой електрони около него. Тези съставки определят свойствата на елементите.

Те имат структурни функции, които са основните съставки в биологичните молекули (протеини, въглехидрати, липиди и нуклеинови киселини) или се представят в тяхната йонна форма и действат като електролит. Те също имат специфични функции, като например благоприятстване на мускулното съкращение или присъствие в активния център на ензима.

Всички биогенни елементи са незаменими и ако някой пропусне феномена на живота, това не може да се случи. Основните биогенни елементи, най-разпространени в живата материя, са въглерод, водород, азот, кислород, фосфор и сяра.

индекс

• 1 Характеристики
  • 1.1. Ковалентни връзки
  • 1.2 Способност за формиране на прости, двойни и тройни облигации
• 2 Класификация
  • 2.1 Първични елементи
  • 2.2 Вторични елементи
  • 2.3 Микроелементи
• 3 Функции
  • 3.1 Въглерод
  • 3.2 Кислород
  • 3.3 Водород
  • 3.4 Азот
  • 3.5 Фосфор
  • 3.6 Сяра
  • 3.7 Калций
  • 3.8 Магнезий
  • 3.9 Натрий и калий
  • 3.10 Желязо
  • 3.11 Флуор
  • 3.12 Литий
• 4 Препратки

функции

Биогенните елементи имат редица химически характеристики, които ги правят подходящи за част от живите системи:

Ковалентни връзки

Те са способни да образуват ковалентни връзки, където двата атома се присъединяват чрез споделяне на електрони от тяхната валентна обвивка. Когато се образува тази връзка, общите електрони се намират в междуядреното пространство.

Тези връзки са доста силни и стабилни, състояние, което трябва да присъства в молекулите на живите организми. По същия начин тези връзки не са изключително трудни за прекъсване, което позволява да се установи определена степен на молекулярна динамика.

Способност за формиране на прости, двойни и тройни облигации

Голям брой молекули могат да се образуват с няколко елемента благодарение на способността да се образуват единични, двойни и тройни връзки.

В допълнение към предоставянето на значително молекулно разнообразие, тази характеристика позволява образуването на структури с разнообразни подреждания (линейни, пръстеновидни, между другото).

класификация

Биогенните елементи са класифицирани като първични, вторични и микроелементи. Това споразумение се основава на различните пропорции на елементите в живите същества.

В повечето организми тези пропорции се запазват, въпреки че може да има някои специфични вариации. Например, при гръбначните животни йодът е решаващ елемент, докато в други таксони изглежда не е така.

Основни елементи

Сухото тегло на живата материя се състои от 95 до 99% от тези химични елементи. В тази група откриваме най-разпространените елементи: водород, кислород, азот и въглерод.

Тези елементи имат отлична способност да се комбинират с други. Освен това те имат характеристиката за образуване на множество връзки. Въглеродът може да се образува до тройни връзки и да генерира различни органични молекули.

Вторични елементи

Елементите от тази група представляват от 0.7% до 4.5% от живата материя. Те са натрий, калий, калций, магнезий, хлор, сяра и фосфор.

В организмите вторичните елементи са в тяхната йонна форма; следователно те се наричат ​​електролити. В зависимост от техния товар те могат да бъдат каталогизирани като катиони (+) или аниони (-)

Като цяло, електролитите участват в осмотичната регулация, в нервния импулс и в транспорта на биомолекули.

Осмотичните явления се отнасят до адекватния баланс на водата в клетъчната среда и извън нея. По същия начин те имат роля в поддържането на рН в клетъчната среда; те са известни като буферни разтвори или буфер.

Микроелементи

Те са в малки пропорции или следи, приблизително в стойности по-ниски от 0.5%. Въпреки това, присъствието му в малки количества не показва, че неговата роля не е важна. В действителност те са еднакво необходими, за да могат предишните групи да функционират правилно на живия организъм.

Тази група се състои от желязо, магнезий, кобалт, мед, цинк, молибден, йод и флуор. Подобно на групата на вторичните елементи, микроелементите могат да бъдат в тяхната йонна форма и да са електролити.

Едно от най-важните му свойства е да се запази като стабилен йон в различните си окислителни състояния. Те могат да бъдат намерени в активните центрове на ензимите (физическо пространство на споменатия протеин, където се случва реакцията) или да действат върху молекули, които пренасят електрони..

Други автори обикновено класифицират биоелементите като съществени и несъществени. Класификацията според изобилието обаче е най-използвана.

функции

Всеки от биогенетичните елементи изпълнява незаменима и специфична функция в организма. Сред най-важните функции можем да споменем следното:

въглероден

Въглеродът е основният "блок" на органични молекули.

кислород

Кислородът играе роля в процесите на дишане и също е първичен компонент в различните органични молекули.

водород

Той се намира във водата и е част от органични молекули. Той е много гъвкав, тъй като може да бъде свързан с всеки друг елемент.

азот

Намира се в протеини, нуклеинови киселини и някои витамини.

фосфор

Фосфорът се намира в АТФ (аденозин трифосфат), енергийна молекула, широко използвана в метаболизма. Това е енергийната валута на клетките.

По същия начин, фосфорът е част от генетичния материал (ДНК) и някои витамини. Намерени във фосфолипиди, решаващи елементи за образуването на биологични мембрани.

сяра

Сярата се намира в някои аминокиселини, по-специално в цистеин и метионин. Той присъства в коензим А, междинна молекула, която прави възможно голям брой метаболитни реакции.

калций

Калцият е от съществено значение за костите. Процесите на мускулна контракция изискват този елемент. Мускулното свиване и кръвосъсирването също се медиират от този йон.

магнезиев

Магнезият е особено важен за растенията, тъй като се намира в молекулата на хлорофила. Като йон, той участва като кофактор в различни ензимни пътища.

Натрий и калий

Те са обилни йони в екстрацелуларната и вътреклетъчната среда, съответно. Тези електролити са главните герои на нервния импулс, тъй като те определят мембранния потенциал. Тези йони са известни с натриево-калиевата помпа.

желязо

Той е в хемоглобина, протеин, присъстващ в еритроцитите в кръвта, чиято функция е пренасянето на кислород.

флуорит

Флуорът присъства в зъбите и костите.

литий

Литийът има неврологични функции.

препратки

1. Cerezo García, M. (2013). Основи на основната биология. Публикации на Университета Jaume I.
2. Galan, R., & Torronteras, S. (2015). Фундаментална и здравна биология. Elsevier
3. Гама, М. (2007). Биология: конструктивистки подход. Образование в Пиърсън.
4. Macarulla, J. M., & Goñi, F. M. (1994). Биохимия на човека: основен курс. Обърнах се обратно.
5. Teijón, J. М. (2006). Основи на структурната биохимия. Редакция Тебар.
6. Урдиалес, Б. А. В., Пилар Гранило, М., & Домингес, М. Д. С. В. (2000). Обща биология: живи системи. Patria Редакционна група.
7. Vallespí, R. М. C., Ramírez, P.C., Santos, S.E., Morales, A.F., Torralba, M.P., & Del Castillo, D.S. (2013). Основни химични съединения. Редакция UNED.