Biogene elementer, egenskaper, klassifisering og funksjoner



De kalles biogenetiske elementer de atomer som utgjør levende materie. Etymologisk kommer begrepet fra bio, som på gresk betyr "liv"; og genesis, som betyr "opprinnelse". Av alle kjente elementer er bare omtrent tretti uunnværlige.

På sitt laveste nivå av organisasjon er materie sammensatt av små partikler kalt atomer. Hvert atom består av protoner og nøytroner i kjernen og et visst antall elektroner rundt den. Disse bestanddelene definerer egenskapene til elementene.

Har strukturelle funksjoner, er de grunnleggende bestanddeler i biologiske molekyler (proteiner, karbohydrater, lipider og nukleinsyrer) eller som er tilstede i dens ioneform og fungere som en elektrolytt. De har også spesifikke funksjoner, slik som å fremme muskelsammentrekning eller være til stede i det aktive setet til et enzym.

Alle biogenésicos elementene er uunnværlig, og hvis man skulle gå glipp av fenomenet livet ikke kunne skje. De viktigste biogenésicos mest hyppigst forekommende elementer i levende materie er karbon, hydrogen, nitrogen, oksygen, fosfor og svovel.

index

  • 1 Egenskaper
    • 1.1 Kovalente koblinger
    • 1.2 Mulighet til å danne enkle, dobbelte og tredoble obligasjoner
  • 2 Klassifisering
    • 2.1 Primærelementer
    • 2.2 Sekundære elementer
    • 2.3 Sporelementer
  • 3 funksjoner
    • 3,1 karbon
    • 3,2 oksygen
    • 3.3 Hydrogen
    • 3,4 nitrogen
    • 3,5 fosfor
    • 3.6 Svovel
    • 3,7 kalsium
    • 3,8 magnesium
    • 3.9 Natrium og kalium
    • 3.10 Jern
    • 3.11 Fluor
    • 3,12 litium
  • 4 referanser

funksjoner

De biogene elementene har en rekke kjemiske egenskaper som gjør dem egnet til å være en del av levende systemer:

Kovalente bindinger

De er i stand til å danne kovalente bindinger, hvor de to atomer forbinder ved å dele elektroner fra valensskallet. Når denne lenken er dannet, er de delte elektronene lokalisert i det indre kjerneområdet.

Disse bindingene er ganske sterke og stabile, en tilstand som må være tilstede i molekylene av levende organismer. På samme måte er disse bindingene ikke ekstremt vanskelig å bryte, noe som gjør det mulig å etablere en viss grad av molekylær dynamikk.

Evne til å danne enkle, dobbelte og tredoble obligasjoner

Et stort antall molekyler kan dannes med få elementer takket være evnen til å danne enkelt-, dobbelt- og trippelbindinger.

I tillegg til å gi en betydelig molekylær variasjon, tillater denne funksjonen dannelsen av strukturer med varierte arrangementer (lineær, ringformet, blant andre).

klassifisering

De biogene elementene er klassifisert som primære, sekundære og sporstoffer. Dette arrangementet er basert på de ulike proporsjoner av elementene i levende vesener.

I de fleste organismer opprettholdes disse proporsjoner, selv om det kan være visse spesifikke variasjoner. For eksempel, i vertebrater er jod et viktig element, mens i andre taxa det synes ikke å være tilfelle.

Primærelementer

Den tørre vekten av levende materiale består av 95 til 99% av disse kjemiske elementene. I denne gruppen finner vi de mest omfattende elementene: hydrogen, oksygen, nitrogen og karbon.

Disse elementene har en utmerket evne til å kombinere med andre. I tillegg har de egenskapen å danne flere koblinger. Karbon kan danne opp til tredoble bindinger og generere en rekke organiske molekyler.

Sekundære elementer

Elementene i denne gruppen utgjør fra 0,7% opp til 4,5% av levestoffet. De er natrium, kalium, kalsium, magnesium, klor, svovel og fosfor.

I organismer er de sekundære elementene i deres ioniske form; derfor kalles de elektrolytter. Avhengig av deres belastning kan de katalogiseres som kationer (+) eller anioner (-)

Generelt deltar elektrolytter i osmotisk regulering, i den nervøse impulsen og i transporten av biomolekyler.

De osmotiske fenomenene refererer til tilstrekkelig balanse mellom vann i det cellulære miljøet og utenfor det. På samme måte har de en rolle i å opprettholde pH i cellulære miljøer; de er kjent som bufferløsninger eller buffer.

Sporelementer

De er i små proporsjoner eller spor, omtrent i verdier lavere enn 0,5%. Imidlertid indikerer dets tilstedeværelse i lave mengder ikke at dens rolle ikke er viktig. Faktisk er de like uunnværlige at de tidligere gruppene for en riktig funksjon av den levende organismen.

Denne gruppen består av jern, magnesium, kobolt, kobber, sink, molybden, jod og fluor. I likhet med gruppen av sekundære elementer kan sporelementene være i deres ioniske form og være elektrolytter.

En av sine mest relevante egenskaper er å opprettholde seg som en stabil ion i sine forskjellige oksidasjonstilstander. De finnes i de aktive sentrene av enzymer (fysisk plass til proteinet hvor reaksjonen oppstår) eller virker på molekyler som overfører elektroner.

Andre forfattere klassifiserer vanligvis bioelementene som essensielle og ikke-essensielle. Klassifiseringen i henhold til dens overflod er imidlertid den mest brukte.

funksjoner

Hvert av de biologiske genetiske elementene oppfyller en uunnværlig og spesifikk funksjon i organismen. Blant de mest relevante funksjonene kan vi nevne følgende:

karbon

Karbon er den viktigste "blokk" av organiske molekyler.

oksygen

Oksygen har en rolle i respirasjonsprosessene, og det er også en primordial komponent i de forskjellige organiske molekylene.

hydrogen

Det finnes i vann og er en del av organiske molekyler. Det er veldig allsidig, siden det kan knyttes til noe annet element.

nitrogen

Det finnes i proteiner, nukleinsyrer og visse vitaminer.

fosfor

Fosfor finnes i ATP (adenosintrifosfat), et energimolekyl som er mye brukt i metabolismen. Det er energien i cellene.

På samme måte er fosfor en del av det genetiske materialet (DNA) og visse vitaminer. Funnet i fosfolipider, avgjørende elementer for dannelsen av biologiske membraner.

svovel

Svovel finnes i noen aminosyrer, spesielt i cystein og metionin. Det er tilstede i koenzym A, et mellomproduktmolekyl som muliggjør et stort antall metabolske reaksjoner.

kalsium

Kalsium er viktig for bein. Prosessene for muskulær sammentrekning krever dette elementet. Muskelkontraksjon og blodkoagulasjon er også mediert av dette ionet.

magnesium

Magnesium er spesielt viktig i planter, siden det finnes i klorofylmolekylet. Som ion, deltar den som en kofaktor i forskjellige enzymruter.

Natrium og kalium

De er store ioner i henholdsvis det ekstracellulære og intracellulære medium. Disse elektrolyttene er hovedpersonene i den nervøse impulsen, siden de bestemmer membranpotensialet. Disse ionene er kjent for natrium-kaliumpumpen.

jern

Det er i hemoglobin, et protein som er tilstede i blod erythrocytter hvis funksjon er transport av oksygen.

fluor

Fluor er tilstede i tennene og beinene.

litium

Litium har nevrologiske funksjoner.

referanser

  1. Cerezo García, M. (2013). Grunnleggende biologi. Publikasjoner av Universitat Jaume I.
  2. Galan, R., & Torronteras, S. (2015). Grunnleggende og helse biologi. Elsevier
  3. Gama, M. (2007). Biologi: en konstruktivistisk tilnærming. Pearson Education.
  4. Macarulla, J. M., & Goñi, F. M. (1994). Menneskelig biokjemi: grunnkurs. Jeg reverserte.
  5. Teijón, J. M. (2006). Grunnlag for strukturell biokjemi. Redaksjonell Tébar.
  6. Urdiales, B. A. V., Pilar Granillo, M., & Dominguez, M. D. S. V. (2000). Generell biologi: levende systemer. Patria Editorial Group.
  7. Vallespí, R. M. C., Ramirez, C. P., Santos, S. E., Morales, A. F., Torralba, M. P., & Del Castillo, D. S. (2013). Hoved kjemiske forbindelser. Redaksjonell UNED.