Klasifikācija Bioelements (primārā un sekundārā)



The bioelementi vai biogēni elementi (bio = dzīve, ģenētika = sākums) ir tie ķīmiskie elementi, kas veido dzīvo būtņu jautājumu.

No šiem elementiem ir aptuveni 70, kas atšķiras dažādās proporcijās, un ne visi ir visās dzīvajās būtnēs (Bioelements, 2009).

Visas Visuma lietas notiek nelielu elementu atomu veidā. Visumā ir 92 dabiskie ķīmiskie elementi.

No mūsu sauszemes viedokļa ir grūti iedomāties dzīvības formas, kurās ūdeņraža, oglekļa, skābekļa, slāpekļa, sēra un fosfora elementiem nav galvenā loma (ĶĪMIJAS BIOGENISKIE ELEMENTI., S.F.).

Fakts, ka viņi patiešām spēlē šo lomu visā Visumā, šķiet ļoti iespējams, daļēji tāpēc, ka (izņemot fosforu) šie ir visbiežāk sastopamie elementi visā kosmosā, kā arī tiek ražoti ievērojamos daudzumos starp sauszemes planētu celtniecības blokiem..

Turklāt tās ķīmija ir īpaši piemērota sarežģītu struktūru un funkciju attīstībai, kas ir raksturīgas dzīvajām sistēmām.

Tā kā Saule un planētas tika izveidotas tikai pirms 4,6 miljardiem gadu Visumā, kura vecums, iespējams, ir 15 miljardi gadu, ir acīmredzams, ka šie "biogēnie elementi" piedzīvoja garu un sarežģītu ķīmisko vēsturi pirms iekļūšanas Visumā. sauszemes bioķīmija.

Pašlaik nav zināms, vai šī iepriekšējā vēsture ir bijusi tieša loma dzīves dzīvē uz Zemes.

Ir skaidrs, ka astrochemistry ir lielā mērā biogēno elementu ķīmija un ka izpratne par ķīmiskās sarežģītības raksturu un attīstību visā Visumā ir būtiska, lai izprastu gan mūsu pašu Saules sistēmas agrīno ķīmisko stāvokli, gan arī ar to saistīto apstākļu biežums citās mūsu galaktikas un citu galaktiku daļās (Nacionālās pētniecības padomes (ASV) Planētu bioloģijas un ķīmiskās evolūcijas komiteja., 1990).

Bioelementu klasifikācija

Atkarībā no to daudzuma biomolekulu sastāvā bioelementi ir klasificēti kā primārie, sekundārie un mikroelementi (Rastogi, 2003).

1. Primārie bioelementi

Galvenie bioelementi ir tie, kas ir lielākos daudzumos (aptuveni 96% no dzīvās vielas), un tie ir tie, kas veido lielāko daļu organisko biomolekulu (ogļhidrāti, lipīdi, proteīni un nukleīnskābes)..

Šos elementus raksturo vieglums (zems atomu svars) un bagātīgs. Galvenie bioelementi ir ogleklis, ūdeņradis, skābeklis, slāpeklis, fosfors un sērs.

Ogleklis (C)

Tā ir galvenā bioelements, kas veido biomolekulas. Tas spēj salikt, veidojot lielas oglekļa-oglekļa ķēdes, izmantojot vienreizējas, divkāršas vai trīskāršas saites, kā arī cikliskas struktūras..

Tā var saturēt dažādas funkcionālās grupas, piemēram, skābekli, hidroksīdu, fosfātu, amino, nitro uc, kā rezultātā var rasties daudz dažādu molekulu..

Oglekļa atoms, iespējams, ir viens no svarīgākajiem bioelementiem, jo ​​visas biomolekulas satur oglekli. Var atrast, piemēram, lipīdus bez fosfora vai slāpekļa (piemēram, holesterīna), bet nav biomolekulu bez oglekļa..

Ūdeņradis (H)

Tā ir viena no ūdens molekulas sastāvdaļām, kas ir būtiska dzīvībai un ir daļa no organisko molekulu oglekļa skeletiem..

Jo vairāk ūdeņraža molekulu ir biomolekula, jo vairāk tiks samazināta to molekula un jo lielāka būs spēja oksidēties, radot vairāk enerģijas.

Piemēram, taukskābēm ir vairāk elektronu nekā ogļhidrātiem, tāpēc tām ir spēja saražot vairāk enerģijas.

Skābeklis (O)

Tas ir otrs elements, kas veido ūdens molekulu. Tas ir ļoti elektronegatīvs elements, kas nodrošina lielāku enerģijas ražošanu, izmantojot aerobo elpošanu.

Turklāt polārās saites ar ūdeņradi izraisa ūdenī šķīstošus polāros radikāļus.

Slāpeklis (N)

Elements, kas ir visās aminoskābēs. Ar slāpekli aminoskābēm ir spēja veidot peptīdu saiti, lai iegūtu proteīnus.

Šis bioelements atrodams arī nukleīnskābju slāpekļa bāzēs. Tas organismā izdalās urīnvielas veidā.

Viena no pirmajām veidotajām biomolekulām bija ATP, pateicoties slāpekļa daudzumam Zemes atmosfērā. Slāpeklis ir ATP adenozīna daļa.

Fosfors (P)

Grupa galvenokārt atrodama kā fosfāts (PO43-), kas ir daļa no nukleotīdiem. Veidojiet energoietilpīgas saites, kas ļauj viegli koplietot (ATP).

Tas ir svarīgi arī DNS struktūrā, jo tas veido fofodiesteru saikni ar nukleotīdiem, veidojot šo molekulu.

Sēra (S)

Bioelements, kas galvenokārt atrodams kā sulfhidrilgrupa (-SH), kas ir daļa no aminoskābēm, piemēram, cisteīna, kurā disulfīdu saites ir būtiskas, lai radītu stabilitāti proteīnu terciārajā un kvaternālajā struktūrā..

Tas ir atrodams arī koenzīms A, kas ir būtisks dažādiem universāliem vielmaiņas ceļiem, piemēram, Krebsa ciklam (Llull, S.F.). Tas ir smagākais primārais bioelements, kas pastāv, jo tā atomu svars ir 36 g / mol.

2. Sekundārie bioelementi

Šāda veida elementi ir arī visās dzīvās būtnēs, bet ne tādos pašos daudzumos kā primārie elementi.

Tie neatbilst biomolekulām, bet tiek izmantoti šūnu koncentrācijas gradientos, neironu un neirotransmiteru dielektriskā signalizācijā, stabilizē lādētās biomolekulas, piemēram, ATP un veido daļu no kaula audiem..

Šie bioelementi ir kalcija (Ca), nātrija (Na), kālija (K), magnija (Mg) un hlora (Cl). Visbiežāk ir nātrija, kālija, magnija un kalcija.

Kalcijs (Ca)

Kalcijs ir būtisks dzīves apstākļiem, jo ​​augiem ir nepieciešami kalcija, lai veidotu šūnu sienas.

Tā ir daļa no mugurkaulnieku kaula audiem hidroksilapatīta veidā (Ca3 (PO4) 2) 2, Ca (OH) 2 un tā fiksācija ir saistīta ar D vitamīna un saules gaismas patēriņu. Kalcijs, kas atrodas jonu formā, kalpo kā svarīgs šūnu citoplazmas procesu regulators.

Kalcijs ietekmē muskuļu neiromuskulāro uzbudināmību (kopā ar K, Na un Mg joniem un piedalās muskuļu kontrakcijā.) Hipokalcēmija izraisa kolikas-tetaniju. Tā piedalās arī glikogēna sintēzes regulēšanā nierēs, aknās un skeleta muskuļos.

Kalcijs samazina šūnu membrānas un kapilārās sienas caurlaidību, kā rezultātā rodas pretiekaisuma, pretiekaisuma un anti-alerģiskas iedarbības. Tas ir nepieciešams arī asins recēšanai.

Kalcija joni ir nozīmīgi intracelulāri vēstneši, kas ietekmē insulīna sekrēciju asinsritē un gremošanas fermentu sekrēciju tievajās zarnās..

Kalcija reabsorbciju ietekmē kalcija un fosfātu savstarpējā saistība ar zarnu saturu, kā arī holekalciferola klātbūtne, kas regulē kalcija un fosfora aktīvu reabsorbciju..

Kalcija un fosfātu apmaiņa tiek regulēta hormonāli ar paratoido hormonu un kalcitonīnu. Paratoidais hormons izdalās no asins kauliem.

Kalcitonīns veicina kalcija nogulsnēšanos kaulos, kas pazemina asins līmeni.

Magnija (Mg)

Magnija ir sekundārs bioelements, kas ir daļa no biomolekulām, jo ​​tas ir hlorofila kofaktors. Magnijs ir tipisks intracelulārs katjons un ir būtiska ķermeņa audu un šķidrumu sastāvdaļa.

Tā atrodas skeleta (70%) un dzīvnieku muskuļos, un tās funkcijas ir stabilizēt ATP molekulas fosfātu negatīvo lādiņu..

Nātrija (Na)

Tā ir svarīga ekstracelulārā katija, tā piedalās organisma homeostazē. Aizsargā organismu no pārmērīgiem ūdens zudumiem caur nātrija kanāliem un piedalās nervu uztraukuma izplatīšanā.

Kālijs (K)

Tā piedalās organisma homeostazē un nervu uztraukuma izplatīšanā caur kālija kanāliem. Kālija deficīts var izraisīt sirds apstāšanos.

Hlora (Cl)

Halogēns no periodiskās tabulas VII grupas. Tā dzīvo būtņu organismā ir galvenokārt kā hlorīda jonu, kas stabilizē metāla jonu pozitīvo lādiņu (Biogēniskie elementi, S.F.)..

3 - pēdas

Viņi atrodas dažās dzīvās būtnēs. Daudzi no šiem mikroelementiem darbojas kā fermenti fermentos.

Mikroelementi ir bors (B), broms (Br), varš (Cu), fluors (F), mangāns (Mn), silīcijs (Si), dzelzs (Fe), jods (I) utt..

Bioelementu īpatsvars

Bioloģisko elementu īpatsvars organismos un atmosfērā, hidrosfērā vai zemes garozā atšķiras, kas liecina par piemērotāku elementu izvēli struktūru veidošanai un specifisku funkciju veikšanai virs pārpilnības..

Piemēram, ogleklis ir aptuveni 20% no organismu svara, bet tās koncentrācija atmosfērā oglekļa dioksīda veidā ir zema. No otras puses, slāpeklis veido gandrīz 80% no Zemes atmosfēras, bet tikai 3,3% slāpekļa veido cilvēka ķermeni.

Nākamajā tabulā ir parādīta dažu bioelementu proporcija dzīvajos organismos, salīdzinot ar pārējo Zemi (Bioelements, s.f.):

1. tabula: bioelementu pārpilnība Visumā, zemē un cilvēka ķermenī.

Biomolekulas

Bioelementi apvienojas un var veidot tūkstošiem dažādu molekulu. Biomolekulas ir iesaistītas šūnu veidošanā.

Tos var klasificēt neorganiskos (ūdenī un minerālos) un organiskos (ogļhidrātus, lipīdus, aminoskābes un nukleīnskābes)..

Biomolekulas ir pazīstamas kā dzīves strukturālās aslāras, jo tās ir ķieģeļi vai pamata veidnes, kurās ir sarežģītākas molekulas..

Piemēram, aminoskābes ir proteīnu strukturālie ashlāri. Aminoskābju secība nosaka proteīna primāro struktūru.

Molekulas, piemēram, lipīdi, veido šūnu membrānu, un lobiomoli vienkārši ogļhidrāti veido kompleksus ogļhidrātus, piemēram, glikogēna molekulu..

Pastāv arī slāpekļa bāzes, kas, sasaistoties ar ribozes ogļhidrātu vai deoksiribozi, veido RNS un DNS molekulas, kurās to secība būs skūpsts no ģenētiskā koda..

Atsauces

  1. Bioelementi. (2009, 14. decembris). No wikiteka: wikiteka.co.uk.
  2. Bioelementi. (s.f.). No cronodon: cronodon.com.
  3. Biogēniskie elementi. (S.F.). Ņemts no chemlaba: chemlaba.wordpress.com.
  4. ĶĪMIJAS BIOGENISKIE ELEMENTI. (S.F.). Ņemts no intranet.tdmu.edu.ua: intranet.tdmu.edu.ua.
  5. Llull, R. (S.F.). Dzīvās vielas sastāvdaļas. Ņemts no bioluliaes: bioluliaes.wordpress.com.
  6. Nacionālās pētniecības padomes (ASV) Planētu bioloģijas un ķīmiskās attīstības komiteja. (1990). Biogēnu elementu un savienojumu kosmiskā vēsture. In Dzīves izcelsmes meklējumi: progress un nākotnes virzieni planētas bioloģijā un ķīmiskajā evolūcijā. Vašingtona: Nacionālās akadēmijas prese (ASV).
  7. Rastogi, V. B. (2003). Mūsdienu bioloģija. Jauns Dehli: pitanbar publisng.