Класификација биоелемената (примарни и секундарни)

Тхе биоелементс или биогени елементи (био = живот, генетика = почетак) су они хемијски елементи који чине материју живих бића.

Постоји око 70 ових елемената, који се разликују у различитим пропорцијама и нису сви присутни у свим живим бићима (Биоелементс, 2009).

Сва материја у Универзуму се јавља у облику атома малог броја елемената. У универзуму постоји 92 природна хемијска елемента.

Из наше земаљске перспективе тешко је замислити облике живота у којима елементи водоник, угљеник, кисеоник, азот, сумпор и фосфор не играју доминантну улогу (биохемијски елементи хемије, С.Ф.).

Чињеница да они заиста играју ову улогу у целом свемиру изгледа врло вероватно, делом зато што (осим фосфора), то су најобилнији елементи у целом космосу, као и да се производе у значајним количинама између грађевних блокова земаљских планета..

Поред тога, његова хемија је посебно погодна за развој сложених структура и функција које су карактеристичне за живе системе.

Пошто су Сунце и планете настали прије само 4,6 милијарди година у свемиру чија је старост стара можда 15 милијарди година, очигледно је да су ти "биогени елементи" доживјели дугу и сложену хемијску повијест прије уласка у свемир. земаљска биохемија.

Тренутно се не зна да ли је ова претходна историја одиграла директну улогу у настанку живота на Земљи.

Оно што је јасно је да је астрохемија у великој мери хемија биогених елемената и да је разумевање природе и еволуције хемијске комплексности у свемиру кључно за разумевање и раног хемијског стања нашег сопственог соларног система, и учесталост сродних услова у другим деловима наше галаксије и других галаксија (Национални савет за истраживање (УС) Комитет за планетарну биологију и хемијску еволуцију, 1990).

Класификација биоелемената

Према количини у саставу биомолекула, биоелементи су класификовани као примарни, секундарни и микроелементи (Растоги, 2003)..

1 - Примарни биоелементи

Примарни биоелементи су они који су у већој количини (око 96% живе материје) и они који чине већину органских биомолекула (угљени хидрати, липиди, протеини и нуклеинске киселине).

Ови елементи се одликују светлошћу (ниском атомском тежином) и обиљем. Примарни биоелементи су угљеник, водоник, кисеоник, азот, фосфор и сумпор.

Угљеник (Ц)

То је главни биоелемент који сачињава биомолекуле. Има способност да се формира у велике ланце угљеник-угљеник помоћу једноструких, двоструких или троструких веза, као и цикличне структуре.

Може да укључи различите функционалне групе као што су кисеоник, хидроксид, фосфат, амино, нитро итд., Што резултира великом разноликошћу различитих молекула..

Атом угљеника је вероватно један од најважнијих биоелемената пошто сви биомолекули садрже угљеник. На пример, могу се наћи липиди без фосфора или азота (на пример холестерол), али нема биомолекула без угљеника.

Водоник (Х)

То је једна од компоненти молекула воде, која је неопходна за живот, и део је угљеничних скелета органских молекула..

Што више молекула водоника има биомолекула, то ће се више смањити и већи ће бити капацитет за оксидацију што ће произвести више енергије.

На пример, масне киселине имају више електрона од угљених хидрата, тако да имају способност да производе више енергије деградирајући.

Кисеоник (О)

То је други елемент који чини молекул воде. То је веома електронегативни елемент који омогућава већу производњу енергије кроз аеробну респирацију.

Поред тога, поларни се везују са водоником, што резултира поларним радикалима растворљивим у води.

Азот (Н)

Елемент који је присутан у свим амино киселинама. Кроз азот, амино киселине имају способност да формирају пептидну везу за производњу протеина.

Овај биоелемент се налази иу азотним базама нуклеинских киселина. Она се елиминира организмом у облику урее.

Једна од првих биомолекула која се формирала је АТП, због обиља азота у Земљиној атмосфери. Азот је део аденозина АТП-а.

Фосфор (П)

Група се углавном налази као фосфат (ПО₄^3-) који је део нуклеотида. Формирајте енергетски богате везе које омогућавају једноставно дијељење (АТП).

Такође је важна у структури ДНК јер формира фофодиестер везу са нуклеотидима да би се формирао овај молекул.

Сумпор (С)

Биоелемент који се налази углавном као сулфхидрилна група (-СХ) која је део аминокиселина као што је цистеин, у којој су дисулфидне везе неопходне за стварање стабилности у терцијарној и квартарној структури протеина.

Такође се налази у коензиму А, есенцијалном за различите универзалне метаболичке путеве, као што је Кребсов циклус (Ллулл, С.Ф.). То је најтежи примарни биоелемент који постоји јер је његова атомска маса 36 г / мол.

2. Секундарни биоелементи

Ови типови елемената су присутни иу свим живим бићима, али не у истим количинама као примарни елементи.

Они се не уклапају у биомолекуле, али се користе у градијентима ћелијске концентрације, диелектричној сигнализацији неурона и неуротрансмитера, стабилизују набијене биомолекуле као што је АТП и формирају део коштаног ткива.

Ови биоелементи су калцијум (Ца), натријум (На), калијум (К), магнезијум (Мг) и хлор (Цл). Најзаступљенији су натријум, калијум, магнезијум и калцијум.

Калцијум (Ца)

Калциј је неопходан за жива бића, јер биљке захтевају калцијум за изградњу ћелијских зидова.

Он чини део коштаног ткива кичмењака у облику хидроксиапатита (Ца3 (ПО4) 2) 2, Ца (ОХ) 2 и његова фиксација се односи на потрошњу витамина Д и сунчеве светлости. Калцијум присутан у јонском облику служи као важан регулатор процеса у станичној цитоплазми.

Калцијум утиче на неуромишићну подражљивост мишића (заједно са К, На и Мг јонима и учествује у контракцији мишића.) Хипокалцемија доводи до колике-тетаније. Такође учествује у регулацији синтезе гликогена у бубрегу, јетри и скелетним мишићима.

Калцијум смањује пропусност ћелијске мембране и капиларног зида, резултирајући његовим анти-инфламаторним, антиексудативним и антиалергијским ефектима. Такође је неопходан за згрушавање крви.

Јони калцијума су важни интрацелуларни гласници, који утичу на секрецију инсулина у циркулацији и секрецију ензима варења у танком цреву.

На реапсорпцију калцијума утиче међусобни однос калцијума и фосфата у цревном садржају, као и присуство холекалциферола који регулише активну реапсорпцију калцијума и фосфора..

Размена калцијума и фосфата регулише се хормонално паратоидним хормоном и калцитонином. Паратоидни хормон ослобађа калцијум из костију у крви.

Калцитонин подстиче таложење калцијума у ​​костима, што смањује нивое крви.

Магнезијум (Мг)

Магнезијум је секундарни биоелемент који је део биомолекула пошто је кофактор хлорофила. Магнезијум је типичан интрацелуларни катјон и битан је део телесних ткива и течности.

Присутан је у скелету (70%) иу мишићима животиња и међу његовим функцијама је стабилизација негативног набоја фосфата АТП молекула..

Натријум (На)

То је важан ванћелијски катион, он учествује у хомеостази организма. Штити тело од прекомерних губитака воде кроз натријумске канале и учествује у ширењу нервног узбуђења.

Калијум (К)

Учествује у хомеостази организма и у ширењу нервног узбуђења кроз калијеве канале. Недостатак калијума може довести до срчаног застоја.

Хлор (Цл)

Халоген из групе ВИИ периодне табеле. Присутан је у организму живих бића углавном као хлоридни јон који стабилизује позитивни набој металних јона (Биогени елементи, С.Ф.).

3- Елементи у траговима

Они су присутни у неким живим бићима. Многи од ових елемената у траговима дјелују као кофактори у ензимима.

Елементи у траговима су бор (Б), бром (Бр), бакар (Цу), флуор (Ф), манган (Мн), силициј (Си), гвожђе (Фе), јод (И), итд..

Пропорција биоелемената

Постоји разлика у удјелу биоелемената у организмима иу атмосфери, хидросфери или земљиној кори, што указује на избор прикладнијих елемената за формирање структура и обављање специфичних функција изнад обиља.

На пример, угљеник је око 20% тежине организама, али је његова концентрација у атмосфери у облику угљен диоксида ниска. Са друге стране, азот чини скоро 80% Земљине атмосфере, али само 3,3% азота чини људско тело.

Следећа табела показује удео неких биоелемената у живим организмима у односу на остатак Земље (Биоелементс, с.ф.):

Табела 1: обиље биоелемената у универзуму, на земљи и у људском телу.

Биомолецулес

Биоелементи се међусобно комбинују и могу да формирају хиљаде различитих молекула. Биомолекули су укључени у конституцију ћелија.

Могу се сврстати у неорганске (вода и минерали) и органске (угљени хидрати, липиди, аминокиселине и нуклеинске киселине).

Биомолекули су познати као структурални камени животи јер су они цигле или основни калупи у којима се састоје сложенији молекули..

На пример, аминокиселине су структурални карциноми протеина. Аминокиселинска секвенца одређује примарну структуру протеина.

Молекуле као што су липиди формирају ћелијску мембрану и лобиомоле једноставни угљикохидрати формирају сложене угљене хидрате као што је молекул гликогена.

Постоји и случај азотних база, које, када се вежу за рибозни угљикохидрат или деоксирибозу, формирају молекуле РНК и ДНК где ће њихова секвенца бити пољубац из генетског кода..

Референце

1. Биоелементс. (2009, 14. децембар). Преузето из викитека: викитека.цо.ук.
2. Биоелементс. (с.ф.). Преузето из цронодон: цронодон.цом.
3. Биогени елементи. (С.Ф.). Преузето из цхемлаба: цхемлаба.вордпресс.цом.
4. Биохемијски елементи хемије. (С.Ф.). Преузето са интранет.тдму.еду.уа: интранет.тдму.еду.уа.
5. Ллулл, Р. (С.Ф.). Компоненте живе материје. Преузето из биолулиаес: биолулиаес.вордпресс.цом.
6. Национални савет за истраживање (УС) Комитет за планетарну биологију и хемијску еволуцију. (1990). Космичка историја биогених елемената и једињења. Ин Потрага за поријеклом живота: напредак и будуће смјернице у планетарној биологији и кемијској еволуцији. Вашингтон ДЦ: Штампа националних академија (САД).
7. Растоги, В. Б. (2003). Модерн Биологи. Нев Дехли: питанбар.