Clasificarea bioelementelor (primar și secundar)

bioelementos sau elemente biogene (bio = viață, genetică = început) sunt acele elemente chimice care alcătuiesc problema ființelor vii.

Există aproximativ 70 de aceste elemente, care variază în proporții diferite și nu toate sunt prezente în toate ființele vii (Bioelements, 2009).

Toată materia din Univers are loc sub formă de atomi cu un număr mic de elemente. Există 92 de elemente chimice naturale în Univers.

Din perspectiva noastră terestră este dificil de imaginat forme de viață, în care elementele de hidrogen, carbon, oxigen, azot, sulf și fosfor nu joacă un rol predominant (biogenă ELEMENTE DE CHIMIE., S.F.).

Care joacă într-adevăr acest rol pe tot universul pare probabil, în parte pentru că (în afară de fosfor), acestea sunt elementele cele mai abundente din cosmos, în afară în cantități semnificative între blocurile de planete terestre .

În plus, chimia sa este foarte potrivită pentru dezvoltarea unor structuri și funcții complexe caracteristice sistemelor vii.

Deoarece soarele și planetele au format în urmă cu doar 4.600 de milioane de ani într-un univers a cărui vârstă este, probabil, de 15 miliarde de ani, este clar că aceste „elemente biogene“, a cunoscut o istorie chimică lungă și complexă înainte de aderarea la teste biochimice.

În prezent, nu se știe dacă această istorie anterioară a jucat un rol direct în originea vieții de pe Pământ.

Ceea ce este clar este faptul că astrochimie este în mare măsură chimia elementelor biogene și să înțeleagă natura și evoluția complexității chimice prin univers este crucială pentru înțelegerea atât etapa chimică timpurie a propriului nostru sistem solar, ca frecvența cu care există condiții similare în alte părți ale galaxiei noastre și în alte galaxii (Comitetul Național pentru Cercetare (US) pentru Biologie Planetară și Evoluția Chimică., 1990).

Clasificarea bioelementelor

În funcție de cantitatea lor în constituirea biomoleculelor, bioelementele sunt clasificate ca primare, secundare și oligoelemente (Rastogi, 2003).

1- Bioelemente primare

bioelementos primare sunt cele găsite în cantități mai mari (aproximativ 96% din materia vie) și sunt cele care fac cele mai multe dintre biomolecule organice (glucide, lipide, proteine ​​și acizi nucleici).

Aceste elemente se caracterizează prin faptul că sunt ușoare (greutate atomică scăzută) și abundente. Principalele bioelemente sunt carbon, hidrogen, oxigen, azot, fosfor și sulf.

Carbon (C)

Este principalul bioelement care constituie biomolecule. Are capacitatea de a se asambla pentru a forma lanturi carbon-carbon mari prin legaturi simple, duble sau triple, precum si structuri ciclice.

Acesta poate încorpora o varietate de grupuri funcționale cum ar fi oxigenul, hidroxidul, fosfatul, amino, nitro etc., rezultând o mare varietate de molecule diferite.

Atomul de carbon este probabil unul dintre cele mai importante bioelemente, deoarece toate biomoleculele conțin carbon. Se pot găsi, de exemplu, lipide fără fosfor sau azot (de exemplu, colesterol), dar nu există biomolecule fără carbon.

Hidrogen (H)

Este una dintre componentele moleculei de apă, care este esențială pentru viață și face parte din scheletul de carbon al moleculelor organice.

Cu cât mai multe molecule de hidrogen o biomolecule au, cu atât mai mult va fi redusă și cu atât mai mare este capacitatea de a oxida produce mai multă energie.

De exemplu, acizii grași au mai mulți electroni decât carbohidrații, deci au capacitatea de a produce mai multă energie atunci când sunt degradați.

Oxigenul (O)

Este celălalt element care alcătuieste molecula de apă. Este un element foarte electonegativ care permite o producție mai mare de energie prin respirație aerobă.

În plus, legăturile polare cu hidrogen conduc la radicali polari solubili în apă.

Azot (N)

Element care este prezent în toți aminoacizii. Prin azot, aminoacizii au capacitatea de a forma o legătură peptidică pentru a produce proteine.

Acest bioelement se găsește, de asemenea, în bazele azotate ale acizilor nucleici. Ea este eliminată de organism sub formă de uree.

Una dintre primele biomolecule care urmau a fi formate a fost ATP, datorită abundenței azotului din atmosfera Pământului. Azotul face parte din adenozina ATP.

fosfor (P)

Grupul este în principal găsit ca fosfat (PO₄^3-) care face parte din nucleotide. Formați legături bogate în energie care permit o partajare ușoară (ATP).

De asemenea, are importanță în structura ADN-ului, deoarece formează o legătură fofodiester cu nucleotidele pentru a forma această moleculă.

Sulf (S)

Bioelement gasit in primul rand ca grupare sulfhidril (-SH), care face parte din aminoacizi cum ar fi cisteină, unde legăturile disulfidice sunt esențiale pentru a crea stabilitate în structura terțiară și cuaternară a proteinelor.

Se găsește, de asemenea, în coenzima A, esențială pentru diferite căi metabolice universale, cum ar fi ciclul Krebs (Lull, S.F.). Este cel mai greu bioelement primar care există deoarece greutatea sa atomică este de 36 g / mol.

2- Bioelemente secundare

Aceste tipuri de elemente sunt de asemenea prezente în toate ființele vii, dar nu în aceleași cantități ca elementele primare.

Nici o formă biomolecule dar sunt utilizate în gradienți de concentrație de celule, neuronii dielectrice semnalizare și neurotransmițători, cum ar fi biomolecule stabilizează ATP și o parte a țesutului osos încărcat.

Aceste bioelemente sunt calciu (Ca), sodiu (Na), potasiu (K), magneziu (Mg) și clor (Cl). Cele mai abundente sunt sodiu, potasiu, magneziu și calciu.

Calciu (Ca)

Calciul este esențial pentru a trăi, deoarece plantele necesită calciu pentru a construi pereții celulelor.

Face parte din țesutul osos al vertebratelor ca hidroxiapatita (Ca3 (PO4) 2) 2, Ca (OH) 2 și a fixării acestuia este legată de consumul de vitamina D și de lumina soarelui. Calciul prezent în formă ionică servește ca regulator important al proceselor din citoplasma celulară.

Calciul afecteaza excitabilitatea neuromusculară de mușchi (împreună cu ionii de K, Na și Mg și să participe la contracția musculară.) Hipocalcemie duce la colicilor tetanie. De asemenea, acesta participă la reglementarea sintezei glicogenului în mușchiul renal, ficat și scheletic.

Calciul scade permeabilitatea membranei celulare și a peretelui capilar, ducând la efectele sale antiinflamatorii, antiexudative și antialergice. De asemenea, este necesar ca sângele să se coaguleze.

Ioniile de calciu sunt mesageri intracelulari importanți, care influențează secreția de insulină în circulație și secreția de enzime digestive în intestinul subțire.

reabsorbtia de calciu este afectată de raportul reciproc de calciu fosfat în conținutul intestinal, iar prezența colecalciferol, care reglează reabsorbția activă de calciu și fosfor.

Schimbul de calciu și fosfați este reglementat hormonal cu hormonul paratoid și calcitonină. Hormonul paratiroidic eliberează calciu din oasele din sânge.

Calcitonina promovează depunerea de calciu în oase, care scade concentrația de sânge.

Magneziu (Mg)

Magneziul este un bioelement secundar care face parte din biomolecule, deoarece este un cofactor al clorofilei. Magneziul este un cation tipic intracelular și este o parte esențială a țesuturilor și a fluidelor corpului.

Este prezent în schelet (70%) și în mușchii animalelor și printre funcțiile sale este stabilizarea sarcinii negative a fosfaților moleculei ATP.

Sodiu (Na)

Este un cation extracelular important, participă la homeostazia organismului. Protejează organismul împotriva pierderilor excesive de apă prin canalele de sodiu și participă la propagarea excitării nervoase.

Potasiu (K)

Participă la homeostazia organismului și la propagarea entuziasmului nervos prin canalele de potasiu. Deficitul de potasiu poate duce la stop cardiac.

Clor (Cl)

Un halogen din grupa VII a tabelului periodic. Este prezent în organismul ființelor vii, în principal ca ioni de clor, care stabilizează sarcina pozitivă a ionilor metalici (elemente biogenice, S.F.).

3- Elemente în urme

Ele sunt prezente în unele ființe vii. Multe dintre aceste oligoelemente acționează ca și cofactori ai enzimelor.

Oligoelementele sunt bor (B), brom (Br), cupru (Cu), fluor (F), mangan (Mn), siliciu (Si), fier (Fe), iod (I) etc.

Proporția bioelementelor

Există o diferență în proporție de bioelementos în organisme și în atmosferă, hidrosferă sau scoarța pământului, ceea ce indică o selecție a majorității elementelor adecvate pentru a forma structuri și îndeplini funcții specifice de mai sus abundenta.

De exemplu, carbonul reprezintă aproximativ 20% din greutatea organismelor, dar concentrația sa în atmosferă sub formă de dioxid de carbon este scăzută. Pe de altă parte, azotul reprezintă aproape 80% din atmosfera Pământului, dar numai 3,3% din azot alcătuiesc corpul uman.

Tabelul următor prezintă proporția anumitor bioelemente în organismele vii comparativ cu restul Pământului (Bioelements, s.f.):

Tabelul 1: abundența bioelementelor din univers, din pământ și din corpul uman.

biomolecule

Bioelementele se combină între ele și pot forma mii de molecule diferite. Biomoleculele sunt implicate în constituirea celulelor.

Acestea pot fi clasificate ca anorganice (apă și minerale) și organice (carbohidrați, lipide, aminoacizi și acizi nucleici).

Biomoleculele sunt cunoscute sub denumirea de ashlarii structurali ai vieții, deoarece sunt cărămizi sau forme de bază în care sunt compuse molecule mai complexe.

De exemplu, aminoacizii reprezintă structurile structurale ale proteinelor. Secvența de aminoacizi determină structura primară a unei proteine.

Moleculele cum ar fi lipidele formează membrana celulară și lobiomolii carbohidrați simpli formează carbohidrați complexi, așa cum este cazul moleculei de glicogen.

Există și cazul bazelor azotate care, atunci când se leagă de riboza carbohidrat sau deoxiriboză, formează moleculele de ARN și ADN unde secvența lor va fi un sărut de la codul genetic.

referințe

1. bioelemente. (2009, 14 decembrie). Luat de la wikiteka: wikiteka.co.uk.
2. bioelemente. (N.d.). Luat de la cronodon: cronodon.com.
3. Elemente biogene. (S.F.). Luat de la chemlaba: chemlaba.wordpress.com.
4. CHEMISTRUL ELEMENTE BIOGENICE. (S.F.). Luat de la intranet.tdmu.edu.ua: intranet.tdmu.edu.ua.
5. Llull, R. (S.F.). Componentele materiei vii. Luate din bioluliaes: bioluliaes.wordpress.com.
6. Comitetul Național pentru Cercetare (US) pentru Biologie Planetară și Evoluția Chimică. (1990). Istoria cosmică a elementelor și compușilor biogeni. în Originea căutării pentru viață: Progres și direcții viitoare în biologia planetară și evoluția chimică. Washington DC: Academia Națională de Presă (SUA).
7. Rastogi, V. B. (2003). Biologie modernă. New Dehli: pitanbar publishing.