Klassifikation Bioelements (Primær og sekundær)

den bioelementos eller biogene elementer (bio = liv, genetik = begyndelse) er de kemiske elementer, der udgør spørgsmålet om levende væsener.

Der er ca. 70 af disse elementer, som varierer i forskellige proportioner, og ikke alle er til stede i alle levende væsener (Bioelements, 2009).

Alt i universet forekommer i form af atomer af et lille antal elementer. Der er 92 naturlige kemiske elementer i universet.

Fra vores jordbaseret perspektiv er det vanskeligt at forestille sig livsformer, hvor elementerne hydrogen, behøver carbon, oxygen, nitrogen, svovl og phosphor ikke spille en dominerende rolle (Biogene ELEMENTS CHEMISTRY., S.F.).

Det er virkelig spille denne rolle i hele universet forekommer sandsynligt, dels fordi (bortset fra fosfor), disse er de mest udbredte grundstoffer i kosmos udover i betydelige mængder mellem byggestenene i terrestriske planeter.

Desuden er dets kemi særligt velegnet til udvikling af komplekse strukturer og funktioner, som er karakteristiske for levende systemer.

Siden solen og planeterne blev dannet kun 4,6 milliarder år siden i et univers, hvis alder er måske 15 milliarder år gammel, er det tydeligt, at disse "biogene elementer" oplevede en lang og kompleks kemisk historie, før de kom ind i universet. terrestrisk biokemi.

I øjeblikket er det ikke kendt, om denne tidligere historie spillede en direkte rolle i livets oprindelse på Jorden.

Det er klart, at den astrokemi er i høj grad kemien i biogene elementer og forstå karakteren af ​​og udvikling af kemisk kompleksitet gennem universet er afgørende for forståelsen både den kemiske tidlige fase af vores eget solsystem, som hvor ofte der findes relaterede forhold i andre dele af vores galakse og andre galakser (Det Nationale Forskningsråd (US) Udvalget for Planetary Biology and Chemical Evolution., 1990).

Klassificering af bioelementer

Ifølge deres mængde i biomolekylernes grundlag klassificeres bioelementerne som primære, sekundære og sporstoffer (Rastogi, 2003).

1- Primære bioelementer

Primære bioelementos er dem, der findes i større mængder (ca. 96% af levende materiale) og er dem, der gør de fleste organiske biomolekyler (kulhydrater, lipider, proteiner og nukleinsyrer).

Disse elementer er kendetegnet ved at være lys (lav atomvægt) og rigelig. De primære bioelementer er carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen, fosfor og svovl.

Carbon (C)

Det er det vigtigste bioelement, der udgør biomolekyler. Det har evnen til at samle til dannelse af store carbon-carbon-kæder ved hjælp af enkelt-, dobbelt- eller tredobbeltbindinger såvel som cykliske strukturer.

Det kan inkorporere en række funktionelle grupper som ilt, hydroxid, phosphat, amino, nitro etc., hvilket resulterer i et stort udvalg af forskellige molekyler.

Kulstofet er nok en af ​​de vigtigste bioelementer, da alle biomolekyler indeholder kulstof. Man kan f.eks. Finde lipider uden fosfor eller nitrogen (for eksempel kolesterol), men der er ingen biomolekyler uden kulstof.

Hydrogen (H)

Det er en af ​​bestanddelene i vandmolekylet, som er afgørende for livet, og er en del af kulstofskelettet af organiske molekyler.

Jo flere hydrogenmolekyler en biomolekyle har, desto mere vil den blive reduceret, og jo større kan kapaciteten til at oxidere producere mere energi.

Fedtsyrer har for eksempel flere elektroner end kulhydrater, så de har evnen til at producere mere energi ved at nedbryde.

Oxygen (O)

Det er det andet element, der udgør vandmolekylet. Det er et meget elektronegative element, der muliggør en større produktion af energi gennem aerob åndedræt.

Derudover polarbindes med hydrogen, hvilket resulterer i vandopløselige polære radikaler.

Nitrogen (N)

Element der er til stede i alle aminosyrer. Gennem nitrogen har aminosyrer evnen til at danne en peptidbinding til fremstilling af proteiner.

Dette bioelement er også fundet i de nitrogeniske baser af nukleinsyrer. Det elimineres af organismen i form af urinstof.

En af de første biomolekyler, der skulle danne, var ATP'et på grund af den store mængde kvælstof i Jordens atmosfære. Kvælstof er en del af ATP's adenosin.

phosphor (P)

Gruppen findes hovedsageligt som fosfat (PO₄^3-), der er en del af nukleotiderne. Udform energirige links, der giver nem deling (ATP).

Det er også vigtigt i strukturen af ​​DNA, da det danner et fofodiester-link med nukleotiderne for at danne dette molekyle.

Svovl (S)

Bioelement primært findes som sulfhydryl (-SH) gruppe, der danner en del af aminosyrer, såsom cystein, hvor disulfidbindinger er afgørende for at skabe stabilitet i den tertiære og kvaternære struktur af proteiner.

Det findes også i coenzym A, der er essentielt for forskellige universelle metaboliske veje, såsom Krebs-cyklen (Llull, S.F.). Det er det tungeste primære bioelement, der eksisterer, da dets atomvægt er 36 g / mol.

2- sekundære bioelementer

Disse typer af elementer er også til stede i alle levende væsener, men ikke i samme mængder som de primære elementer.

Ingen biomolekyler form, men anvendes i koncentration celle gradienter, dielektriske signalering neuroner og neurotransmittere, stabilisere ladede biomolekyler, såsom ATP og en del af knoglevævet.

Disse bioelementer er calcium (Ca), natrium (Na), kalium (K), magnesium (Mg) og chlor (Cl). Den mest rigelige er natrium, kalium, magnesium og calcium.

Calcium (Ca)

Calcium er afgørende for levende ting, da planter kræver kalcium til at bygge cellevægge.

Det er en del af knoglevævet af hvirveldyr som hydroxyapatit (Ca3 (PO4) 2) 2, Ca (OH) 2 og dens fiksering er relateret til indtagelse af D-vitamin og sollys. Den calcium, der er til stede i ionform, tjener som en vigtig regulator af processer i den cellulære cytoplasma.

Calcium påvirker muskelens neuromuskulære excitabilitet (sammen med K, Na og Mg ioner og deltager i muskelkontraktion.) Hypokalcæmi fører til kolik-tetany. Det deltager også i reguleringen af ​​glycogensyntese i nyre-, lever- og skeletmuskel.

Calcium reducerer permemabiliteten af ​​cellemembranen og kapillærvæggen, hvilket resulterer i dets antiinflammatoriske, antiexudative og antiallergiske virkninger. Det er også nødvendigt for blodpropper.

Calciumioner er vigtige intracellulære budbringere, som påvirker udskillelsen af ​​insulin i cirkulationen og udskillelsen af ​​fordøjelsesenzymer i tyndtarmen.

Calcium reabsorption påvirkes af det indbyrdes forhold mellem calcium og phosphat i tarmindhold, og tilstedeværelsen af ​​cholecalciferol, som regulerer den aktive reabsorption af calcium og fosfor.

Udveksling af calcium og fosfater reguleres hormonalt med paratoid hormon og calcitonin. Paratoid hormon frigiver calcium fra knogler i blodet.

Calcitonin fremmer aflejringen af ​​calcium i knoglerne, hvilket sænker blodniveauet.

Magnesium (Mg)

Magnesium er et sekundært bioelement, som er en del af biomolekyler, da det er en kofaktor for chlorophyll. Magnesium er en typisk intracellulær kation og er en væsentlig del af kropsvæv og væsker.

Det er til stede i skeletet (70%) og i musklerne hos dyr og blandt dets funktioner er at stabilisere den negative ladning af phosphaterne af ATP molekylet.

Natrium (Na)

Det er en vigtig ekstracellulær kation, den deltager i organismens homeostase. Beskytter kroppen mod overdreven vandtab gennem natriumkanaler og deltager i spredningen af ​​nervøs spænding.

Kalium (K)

Det deltager i organismens homeostase og i udbredelsen af ​​nervøs spænding gennem kaliumkanaler. Kaliummangel kan føre til hjertestop.

Chlor (Cl)

Et halogen fra gruppe VII i det periodiske bord. Det er til stede i levende væsens organisme hovedsageligt som chloridion, som stabiliserer den positive ladning af metalioner (biogene elementer, S.F.).

3- elementer i spor

De er til stede i nogle levende væsener. Mange af disse sporstoffer virker som cofaktorer i enzymerne.

Sporelementerne er Bor (B), Brom (Br), Kobber (Cu), Fluor (F), Mangan (Mn), Silicon (Si), Jern (Fe), Jod (I) osv..

Andel af bioelementer

Der er en forskel i andelen af ​​bioelementos i organismer og i atmosfæren, hydrosfæren eller jordskorpen, som er indikativ for et udvalg af de fleste egnede elementer til dannelse af strukturer og udføre specifikke funktioner over overflod.

For eksempel er kulstof ca. 20% af organismernes vægt, men koncentrationen i atmosfæren i form af carbondioxid er lav. På den anden side udgør kvælstof næsten 80% af jordens atmosfære, men kun 3,3% af kvælstof udgør menneskekroppen.

Den følgende tabel viser andelen af ​​nogle bioelementer i levende organismer sammenlignet med resten af ​​jorden (Bioelements, s.f.):

Tabel 1: Overfladen af ​​bioelementerne i universet, på jorden og i menneskekroppen.

biomolekyler

Bioelementerne kombinerer med hinanden og kan danne tusindvis af forskellige molekyler. Biomolekyler er involveret i konstitutionen af ​​celler.

Disse kan klassificeres som uorganiske (vand og mineraler) og organiske (kulhydrater, lipider, aminosyrer og nukleinsyrer).

Biomolekyler er kendt som livets strukturelle ashlars, da de er teglsten eller de grundlæggende forme, hvor mere komplekse molekyler er sammensat.

For eksempel er aminosyrer de strukturelle ashlars af proteiner. Aminosyresekvensen bestemmer den primære struktur af et protein.

Molekyler som lipider danner cellemembranen og lobiomoler simple kulhydrater danner komplekse kulhydrater, såsom glycogenmolekylet.

Der er også tilfældet med nitrogenholdige baser, der, når de binder til riboscarbohydratet eller deoxyribosen, danner RNA- og DNA-molekylerne, hvor deres sekvens vil være et kys fra den genetiske kode..

referencer

1. biogrundstoffer. (2009, december 14). Taget fra wikiteka: wikiteka.co.uk.
2. biogrundstoffer. (N.D.). Taget fra cronodon: cronodon.com.
3. Biogene elementer. (S.F.). Modtaget fra kemlaba: chemlaba.wordpress.com.
4. CHEMISTRY BIOGENIC ELEMENTS. (S.F.). Modtaget fra intranet.tdmu.edu.ua: intranet.tdmu.edu.ua.
5. Llull, R. (S.F.). Levende stof komponenter. Udtaget fra biolulier: bioluliaes.wordpress.com.
6. Det Nationale Forskningsråd (US) Udvalget om Planetary Biology and Chemical Evolution. (1990). Den kosmiske historie af de biogene elementer og forbindelser. i Søgen efter livets oprindelse: Fremskridt og fremtidige retninger i planetarisk biologi og kemisk udvikling. Washington DC: National Academies Press (USA).
7. Rastogi, V. B. (2003). Moderne biologi. New Dehli: pitanbar publishing.