Klassifisering Bioelements (Primær og Sekundær)

den bioelementos eller biogene elementer (bio = liv, genetikk = begynnelse) er de kjemiske elementene som utgjør spørsmålet om levende vesener.

Det er omtrent 70 av disse elementene, som varierer i forskjellige proporsjoner, og ikke alle er til stede i alle levende vesener (Bioelements, 2009).

Alt i universet skjer i form av atomer av et lite antall elementer. Det er 92 naturlige kjemiske elementer i universet.

Fra vårt jordisk perspektiv er det vanskelig å forestille seg livsformer, hvor elementene hydrogen, må karbon, oksygen, nitrogen, svovel og fosfor ikke spille en dominerende rolle (biogene ELEMENTS CHEMISTRY., S.F.).

Som virkelig spille denne rollen i hele universet virker sannsynlig, delvis fordi (bortsett fra fosfor), disse er de mest tallrike elementene i kosmos foruten i betydelige mengder mellom byggesteinene i terrestriske planetene.

I tillegg er kjemi spesielt godt egnet for utvikling av komplekse strukturer og funksjoner som er karakteristiske for levende systemer.

Siden Solen og planeter ble dannet for bare 4,6 milliarder år siden i et univers med en alder på 15 milliarder år, er det tydelig at disse "biogene elementene" opplevde en lang og kompleks kjemisk historie før de kom inn i universet. terrestrisk biokjemi.

For tiden er det ikke kjent om denne tidligere historien spilte en direkte rolle i livets opprinnelse på jorden.

Det som er klart er at Astrokjemi er i stor grad kjemien av biogene elementene og forstå naturen og utviklingen av kjemisk kompleksitet gjennom universet er avgjørende for å forstå både den kjemiske tidlig stadium av vårt eget solsystem, som hvor ofte relaterte tilstander eksisterer andre steder i vår galakse og andre galakser (National Research Council (US) komité for Planetary biologi og kjemi Evolution. 1990).

Klassifisering av bioelementer

I henhold til konstitusjon mengde av biomolekyler, blir bioelementos klassifisert som primær, sekundær og sporelementer (Rastogi, 2003).

1- Primære bioelementer

De primære bioelementene er de som er i større mengder (ca. 96% av levende stoffet) og er de som utgjør de fleste organiske biomolekylene (karbohydrater, lipider, proteiner og nukleinsyrer).

Disse elementene er karakterisert ved å være lett (lav atomvekt) og rikelig. De primære bioelementene er karbon, hydrogen, oksygen, nitrogen, fosfor og svovel.

Karbon (C)

Det er det viktigste bioelementet som utgjør biomolekyler. Det har evnen til å montere for å danne store karbon-karbon kjeder ved hjelp av enkelt-, dobbelt- eller trippelbindinger, samt sykliske strukturer.

Det kan inneholde en rekke funksjonelle grupper som oksygen, hydroksid, fosfat, amino, nitro etc., noe som resulterer i et stort utvalg av forskjellige molekyler.

Karbonatomet er trolig en av de viktigste bioblandingene, siden alle biomolekyler inneholder karbon. Man kan for eksempel finne lipider uten fosfor eller nitrogen (for eksempel kolesterol), men det finnes ingen biomolekyler uten karbon.

Hydrogen (H)

Det er en av komponentene i vannmolekylet, som er essensielt for livet, og er en del av karbonskelettene av organiske molekyler.

Jo flere hydrogenmolekyler en biomolekyl har, desto mer vil den bli redusert og jo større kapasitet til å oksidere produserer mer energi.

Fettsyrer har for eksempel flere elektroner enn karbohydrater, slik at de har kapasitet til å produsere mer energi ved å nedgradere.

Oksygen (O)

Det er det andre elementet som utgjør vannmolekylet. Det er et veldig elektronegativ element som tillater større produksjon av energi gjennom aerob åndedrettsvern.

I tillegg er polarbindingene med hydrogen, noe som resulterer i vannløselige polare radikaler.

Nitrogen (N)

Element som er tilstede i alle aminosyrer. Gjennom nitrogen har aminosyrer muligheten til å danne en peptidbinding for å produsere proteiner.

Dette bioelementet finnes også i nitrogen-basene av nukleinsyrer. Det elimineres av organismen i form av urea.

En av de første biomolekylene som skulle dannes, var ATP, på grunn av overflod av nitrogen i jordens atmosfære. Nitrogen er en del av ATPs adenosin.

fosfor (P)

Gruppen er hovedsakelig funnet som fosfat (PO₄^3-) som er en del av nukleotidene. Lag energirike koblinger som tillater enkel deling (ATP).

Også viktig i strukturen til DNA som fofodiester måte kobling med nukleotider for å danne dette molekylet.

Svovel (S)

Bioelement som hovedsakelig finnes som en sulfhydrylgruppe (-SH) som er en del av aminosyrer som cystein, hvor disulfidbindinger er essensielle for å skape stabilitet i tertiær og kvaternær struktur av proteiner.

Det finnes også i koenzym A, essensielt for ulike universelle metabolske veier, som Krebs syklusen (Llull, S.F.). Det er den tyngste primære bioelementet som eksisterer siden atomvekten er 36 g / mol.

2-sekundære bioelementer

Disse elementene er også til stede i alle levende vesener, men ikke i like store mengder som de primære elementene.

Ingen biomolekyler form, men blir brukt i cellekonsentrasjons-gradienter, dielektriske signale nevroner og neurotransmittere, stabilisere ladede biomolekyler så som ATP og en del av benvevet.

Disse bioelementos er kalsium (Ca), natrium (Na), kalium (K), magnesium (Mg) og klor (Cl). De mest tallrike er de natrium, kalium, magnesium og kalsium.

Kalsium (Ca)

Kalsium er viktig for levende ting siden planter krever kalsium for å bygge cellevegger.

Den er en del av vertebratbeinvevet i form av hydroksyapatitt (Ca3 (PO4) 2) 2, Ca (OH) 2 og dets fiksering er relatert til forbruket av vitamin D og sollys. Kalsiumet til stede i ionform, tjener som en viktig regulator av prosesser i den cellulære cytoplasma.

Kalsium påvirker muskelens neuromuskulære excitabilitet (sammen med K, Na og Mg-ioner og deltar i muskelkontraksjon.) Hypokalsemi fører til kolik-tetany. Det deltar også i reguleringen av glykogensyntese i nyre-, lever- og skjelettmuskulatur.

Kalsium reduserer permeabiliteten av cellemembranen, og det kapillære vegg, noe som resulterer i deres anti-inflammatorisk, anti-eksudativ og anti-allergieffekter. Det er også nødvendig for blodkoagulering.

Kalsiumioner er viktige intracellulære budbringere som påvirker insulinsekresjon i sirkulasjonen og sekresjonen av fordøyelsesenzymer i tynntarmen.

Reabsorpsjonen av kalsium påvirkes av det gjensidige forholdet mellom kalsium og fosfater i tarminnholdet, og ved tilstedeværelse av cholecalciferol som regulerer aktiv reabsorpsjon av kalsium og fosfor.

Utveksling av kalsium og fosfater reguleres hormonalt med paratoid hormon og kalsitonin. Paratoid hormon frigjør kalsium fra bein i blodet.

Calcitonin fremmer avsetning av kalsium i beinene, noe som senker blodnivået.

Magnesium (Mg)

Magnesium er et sekundært bioelement som er en del av biomolekylene, siden det er en kofaktor for klorofyll. Magnesium er en typisk intracellulær kation og er en viktig del av kroppsvev og væsker.

Det er tilstede i skjelettet (70%) og i musklene i dyr, og dens funksjon er å stabilisere den negative ladning av fosfatet av den ATP-molekylet.

Natrium (Na)

Det er en viktig ekstracellulær kation, den deltar i organismens homeostase. Beskytter kroppen mot overdreven vanntap gjennom natriumkanaler og deltar i spredningen av nervøs spenning.

Kalium (K)

Det deltar i hemostasen av organismen og i forplantningen av nervøs spenning gjennom kaliumkanaler. Kaliummangel kan føre til hjertestans.

Klor (Cl)

Et halogen fra gruppe VII i periodisk tabell. Det er tilstede i organismen av levende vesener hovedsakelig som kloridion som stabiliserer den positive ladningen av metallioner (biogene elementer, S.F.).

3- Elementer i spor

De er til stede i noen levende vesener. Mange av disse sporelementene virker som kofaktorer i enzymer.

Sporelementer er bor (B), brom (Br), kobber (Cu), fluor (F), mangan (Mn), silisium (Si), jern (Fe), jod (I), etc..

Andel av bioelements

Det er en forskjell i andelen av bioelementos i organismer og i atmosfæren, hydrosfæren eller jordskorpen, noe som er en indikasjon på et utvalg av de egnede elementer for å danne strukturer og utføre bestemte funksjoner ovenfor overflod.

For eksempel er karbon ca. 20% av vekten av organismer, men konsentrasjonen i atmosfæren i form av karbondioksyd er lav. På den annen side utgjør nitrogen nesten 80% av jordens atmosfære, men bare 3,3% av nitrogen utgjør menneskekroppen.

Tabellen nedenfor viser andelen av noen bioelementer i levende organismer sammenlignet med resten av jorden (Bioelements, s.f.):

Tabell 1: overflod av bioelementene i universet, på jorden og i menneskekroppen.

biomolekyler

Bioelementene kombinerer med hverandre og kan danne tusenvis av forskjellige molekyler. Biomolekyler er involvert i konstitusjonen av celler.

Disse kan klassifiseres i uorganiske (vann og mineraler) og organiske (karbohydrater, lipider, aminosyrer og nukleinsyrer).

Biomolekyler er kjent som livets strukturelle ashlars, siden de er teglsteinene eller grunnformene der mer komplekse molekyler er sammensatt.

For eksempel er aminosyrer de strukturelle ashlars av proteiner. Aminosyresekvensen bestemmer den primære strukturen av et protein.

Molekyler som lipider danner cellemembranen og lobiomoler enkle karbohydrater danner komplekse karbohydrater som glykogenmolekylet.

Det er også tilfelle av nitrogenholdige baser, som, når de binder til ribose karbohydrat eller deoksyribose, danner RNA- og DNA-molekylene hvor deres sekvens vil være et kyss fra den genetiske koden..

referanser

1. Bioelements. (2009, 14. desember). Hentet fra wikiteka: wikiteka.co.uk.
2. Bioelements. (N.d.). Tatt fra cronodon: cronodon.com.
3. Biogene elementer. (S.F.). Hentet fra chemlaba: chemlaba.wordpress.com.
4. CHEMISTRY BIOGENIC ELEMENTS. (S.F.). Taget fra intranet.tdmu.edu.ua: intranet.tdmu.edu.ua.
5. Llull, R. (S.F.). Levende materielle komponenter. Tatt fra biolulier: bioluliaes.wordpress.com.
6. Nasjonalt forskningsråd (US) Komité for planetarisk biologi og kjemisk evolusjon. (1990). Den kosmiske historien til de biogene elementene og forbindelsene. i Søk etter livets opprinnelser: Fremgang og fremtidige veibeskrivelser i planetarisk biologi og kjemisk evolusjon. Washington DC: National Academies Press (USA).
7. Rastogi, V. B. (2003). Moderne biologi. New Dehli: pitanbar publishing.