Biogēni elementi, raksturojums, klasifikācija un funkcijas



Tos sauc biogenētiskie elementi tiem atomiem, kas veido dzīvo vielu. Etimoloģiski šis termins nāk no bio, kas grieķu valodā nozīmē "dzīve"; un ģenēze, kas nozīmē "izcelsmi". No visiem zināmajiem elementiem tikai aptuveni trīsdesmit ir nepieciešami.

Savā zemākajā organizācijas līmenī materiāls sastāv no sīkām daļiņām, ko sauc par atomiem. Katrs atoms sastāv no kodolā esošiem protoniem un neitroniem, kā arī uz to zināmu skaitu elektronu. Šie komponenti nosaka elementu īpašības.

Viņiem ir strukturālas funkcijas, kas ir bioloģisko molekulu (olbaltumvielu, ogļhidrātu, lipīdu un nukleīnskābju) pamatelementi, vai arī ir to jonu formā un darbojas kā elektrolīts. Viņiem ir arī īpašas funkcijas, piemēram, veicinot muskuļu kontrakciju vai būt klāt aktīvajā fermenta vietā.

Visi biogēnie elementi ir neaizstājami, un, ja cilvēks paliek garām dzīves fenomenam, tas nevarētu notikt. Galvenie biogēnie elementi, kas visbiežāk sastopami dzīvajās vielās, ir ogleklis, ūdeņradis, slāpeklis, skābeklis, fosfors un sērs.

Indekss

  • 1 Raksturojums
    • 1.1. Kovalentās saites
    • 1.2. Spēja veidot vienkāršas, divkāršas un trīskāršas obligācijas
  • 2 Klasifikācija
    • 2.1. Primārie elementi
    • 2.2. Sekundārie elementi
    • 2.3 Mikroelementi
  • 3 Funkcijas
    • 3.1. Ogleklis
    • 3.2 Skābeklis
    • 3.3 Ūdeņradis
    • 3.4 Slāpeklis
    • 3.5. Fosfors
    • 3.6 Sērs
    • 3.7 Kalcijs
    • 3.8. Magnija
    • 3.9 Nātrija un kālija
    • 3.10 Dzelzs
    • 3.11 Fluors
    • 3.12 Litijs
  • 4 Atsauces

Funkcijas

Biogēniem elementiem ir virkne ķīmisku īpašību, kas padara tos piemērotus dzīvo sistēmu daļai:

Kovalentās obligācijas

Viņi spēj veidot kovalentās saites, kur abi atomi pievienojas, daloties elektronos no to valences apvalka. Kad šī saikne tiek veidota, kopīgie elektroni atrodas kodolenerģijas telpā.

Šīs saites ir diezgan spēcīgas un stabilas, un tām jābūt dzīvu organismu molekulās. Tāpat šīs saites nav ārkārtīgi grūti lauzt, kas ļauj noteikt noteiktu molekulās dinamikas pakāpi.

Spēja veidot vienkāršas, divkāršas un trīskāršas obligācijas

Lielu skaitu molekulu var veidot ar dažiem elementiem, pateicoties spējai veidot vienotas, divkāršas un trīskāršas saites.

Papildus tam, ka tiek nodrošināta ievērojama molekulārā daudzveidība, šī funkcija ļauj veidot konstrukcijas ar dažādiem izkārtojumiem (cita starpā lineāru, gredzenveida).

Klasifikācija

Biogēnos elementus klasificē kā primāros, sekundāros un mikroelementus. Šī vienošanās balstās uz dažādām elementu proporcijām dzīvajās būtnēs.

Vairumā organismu šīs proporcijas tiek saglabātas, lai gan var būt dažas īpašas variācijas. Piemēram, mugurkaulniekiem jods ir izšķirošs elements, bet citos - jods taksoni šķiet, ka tā nav.

Primārie elementi

Dzīvās vielas sausais svars sastāv no 95 līdz 99% šo ķīmisko elementu. Šajā grupā atrodam visbiežāk sastopamos elementus: ūdeņradi, skābekli, slāpekli un oglekli.

Šiem elementiem ir lieliska spēja apvienoties ar citiem. Turklāt tiem ir raksturīgas vairākas saites. Ogleklis var veidoties līdz trīskāršām saitēm un radīt dažādas organiskās molekulas.

Sekundārie elementi

Šīs grupas elementi veido 0,7% līdz 4,5% no dzīvās vielas. Tās ir nātrija, kālija, kalcija, magnija, hlora, sēra un fosfora.

Organismos sekundārie elementi ir to jonu formā; tāpēc tos sauc par elektrolītiem. Atkarībā no to slodzes tos var katalizēt kā katjonus (+) vai anjonus (-)

Kopumā elektrolīti piedalās osmotiskajā regulēšanā, nervu impulsā un biomolekulu transportēšanā..

Ozotiskās parādības attiecas uz pietiekamu ūdens līdzsvaru šūnu vidē un ārpus tās. Tāpat viņiem ir nozīme pH saglabāšanā šūnu vidē; tos sauc par buferšķīdumiem vai buferšķīdumu.

Mikroelementi

Tās ir nelielās proporcijās vai pēdās, aptuveni vērtībās, kas ir zemākas par 0,5%. Tomēr tā klātbūtne nelielos daudzumos nenorāda, ka tās loma nav svarīga. Faktiski tie ir vienlīdz nepieciešami, lai iepriekšējās grupas nodrošinātu dzīvā organisma pareizu darbību.

Šī grupa sastāv no dzelzs, magnija, kobalta, vara, cinka, molibdēna, joda un fluora. Tāpat kā sekundāro elementu grupa, mikroelementi var būt jonu formā un būt elektrolīti.

Viena no svarīgākajām īpašībām ir saglabāt sevi kā stabilu jonu dažādos oksidācijas stāvokļos. Tos var atrast fermentu aktīvajos centros (minētās olbaltumvielas fiziskā telpa, kurā notiek reakcija) vai iedarbojas uz molekulām, kas pārnes elektronus..

Citi autori parasti klasificē bioelementus par būtiskiem un nebūtiskiem. Tomēr visbiežāk tiek izmantota klasifikācija pēc tās daudzuma.

Funkcijas

Katrs no bioģenētiskajiem elementiem organismā ir neaizstājama un specifiska. Starp visatbilstošākajām funkcijām varam pieminēt:

Ogleklis

Ogleklis ir organisko molekulu galvenā bloks.

Skābeklis

Skābeklim ir nozīme elpošanas procesos, un tas ir arī primārais komponents dažādās organiskās molekulās.

Ūdeņradis

Tas ir atrodams ūdenī un ir daļa no organiskajām molekulām. Tas ir ļoti daudzpusīgs, jo to var saistīt ar jebkuru citu elementu.

Slāpeklis

Tas ir atrodams proteīnos, nukleīnskābēs un noteiktos vitamīnos.

Fosfors

Fosfors ir atrodams ATP (adenozīna trifosfāts), kas ir enerģētiskā molekula, ko plaši izmanto metabolismā. Tā ir šūnu enerģijas valūta.

Tāpat fosfors ir daļa no ģenētiskā materiāla (DNS) un dažiem vitamīniem. Atrasts fosfolipīdos, būtiski elementi bioloģisko membrānu veidošanā.

Sērs

Sērs ir atrodams dažās aminoskābēs, īpaši cisteīnā un metionīnā. Tā atrodas koenzīma A, starpprodukta molekulā, kas nodrošina lielu skaitu vielmaiņas reakciju.

Kalcijs

Kalcijs ir būtisks kauliem. Šim elementam nepieciešami muskuļu kontrakcijas procesi. Ar šo jonu mediē arī muskuļu kontrakcija un asins koagulācija.

Magnija

Magnijs ir īpaši svarīgs augos, jo tas ir atrodams hlorofila molekulā. Kā jonu tā piedalās kā kofaktors dažādos fermentu ceļos.

Nātrija un kālija

Tie ir bagātīgi joni ekstracelulārajā un intracelulārajā vidē. Šie elektrolīti ir nervu impulsa galvenie faktori, jo tie nosaka membrānas potenciālu. Šie joni ir zināmi par nātrija-kālija sūkni.

Dzelzs

Tas ir hemoglobīns, proteīns, kas atrodas asins eritrocītos, kuru funkcija ir skābekļa transportēšana.

Fluors

Fluoram ir zobi un kauli.

Litijs

Litijam ir neiroloģiskas funkcijas.

Atsauces

  1. Cerezo García, M. (2013). Pamatbioloģijas pamati. Universitat Jaume I publikācijas.
  2. Galan, R., & Torronteras, S. (2015). Pamattiesības un veselības bioloģija. Elsevier
  3. Gama, M. (2007). Bioloģija: konstruktīvisma pieeja. Pearson Education.
  4. Macarulla, J. M., un Goñi, F. M. (1994). Cilvēka bioķīmija: pamatkurss. Es mainīju.
  5. Teijon, J. M. (2006). Strukturālās bioķīmijas pamati. Redakcijas Tébar.
  6. Urdiales, B. A. V., Pilar Granillo, M., un Dominguez, M. D. S. V. (2000). Vispārējā bioloģija: dzīvās sistēmas. Patria Redakcijas grupa.
  7. Vallespí, R. M. C., Ramírez, P. C., Santos, S. E., Morales, A. F., Torralba, M. P., un Del Castillo, D. S. (2013). Galvenie ķīmiskie savienojumi. Redakcija UNED.