Bioelementtien luokittelu (ensisijainen ja toissijainen)

"Bioelementti”Se on termi, jota käytetään viittaamaan tärkeimpiin kemiallisiin elementteihin, jotka muodostavat elävät olennot. Joissakin luokituksissa nämä on jaettu ensisijaisiin elementteihin ja toissijaisiin elementteihin.

Niistä 87 kemiallisesta elementille, jotka tunnetaan, vain 34 säveltää orgaanista ainetta, ja tiedetään, että 17 näistä 34: stä on todella välttämätöntä elämälle. Lisäksi näistä 17 välttämättömästä elementille viisi on yli 90% elävistä organismeista säveltämästä asiasta.

Elementtien jaksollinen taulukko, ensisijaiset ja toissijaiset bioelementit on myös merkitty (lähde: Alejandro Porto [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/3.0)] Wikimedia Commonsin kautta)

Kuusi orgaanisen aineen pääelementtiä ovat vety (H, 59%), happi (OR, 24%), hiili (C, 11%), typpi (n, 4%), fosfori (P, 1%) ja rikki (rikki ( S, 0,1 - 1%).

Nämä prosenttimäärät heijastavat kunkin elementin atomien määrää suhteessa eläviä soluja muodostavien atomien kokonaismäärään, ja nämä ovat niitä, jotka tunnetaan nimellä "primaariset bioelementit".

Toissijaiset bioelementit ovat paljon alhaisemmassa osassa ja ovat kaliumia (k), magnesiumia (mg), rautaa (usko), kalsiumia (CA), molybdeenisiä (MO), fluoria (F), kloori (kloori (kloori (Cl)), natriumia (na), jodi (i), kupari (Cu) ja sinkki (Zn).

Toissijaiset elementit ovat yleensä kofaktoreita katalyyttisissä reaktioissa ja osallistuvat lukuisiin biokemiallisiin ja fysiologisiin prosesseihin, jotka liittyvät organismien organismeihin.

[TOC]

Ensisijaiset bioelementit

Hiili-, vety- ja happiatomit ovat orgaanisen aineen muodostavien molekyylien rakenteellinen perusta, sillä välin typpi, fosfori ja rikki ovat vuorovaikutuksessa erilaisten biomolekyylien kanssa aiheuttaen kemiallisia reaktioita.

Vety

Vety on kemiallinen elementti, joka esiintyy kaasumaisessa muodossa huoneenlämpötilassa (25 º C), se voi esiintyä vain kiinteässä tai nestemäisessä tilassa huoneenlämpötilassa, kun se on kytketty muihin molekyyleihin.

Ajatellaan, että vetyatomit olivat ensimmäisten atomien joukossa, jotka muodostivat primitiivisen maailmankaikkeuden. Käsitellyt teoriat ehdottavat, että vetyatomien ytimessä olevat protonit alkoivat liittyä muiden elementtien elektronien kanssa monimutkaisempien molekyylien muodostamiseksi.

Vety voidaan yhdistää kemiallisesti melkein mihin tahansa muuhun elementtiin molekyylien muodostamiseksi, joista vesi, hiilihydraatit, hiilivedyt jne.

Tämä elementti on vastuussa "vety sidoksiksi" kutsuttujen sidosten muodostumisesta, yksi biomolekyylien tärkeimmistä heikosta vuorovaikutuksista ja päävoimasta, joka vastaa proteiinien ja nukleiinihappojen kolmen dimensionaalisen rakenteen ylläpitämisestä.

Voi palvella sinua: Easmotherium Sibiricum: Ominaisuudet, elinympäristö, fossiilit

Hiili

Hiili muodostaa monien biomolekyylien ytimen. Niiden atomit voidaan yhdistää kovalenttisesti neljän muun kemiallisten elementtien atomien kanssa ja myös itsensä kanssa suurten monimutkaisuusmolekyylien rakenteen muodostamiseksi.

Hiili, vedyn vieressä, on yksi kemiallisista elementeistä, jotka voivat muodostaa suuremman määrän erilaisia ​​kemiallisia yhdisteitä. Niin paljon, että kaikki "orgaaniset" aineet ja yhdisteet sisältävät hiiliatomeja päärakenteessaan.

Aminohapon yleinen rakenne (lähde: Käyttäjä: PPFK [CC BY-SA 3.0 (http: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/3.0/)] Wikimedia Commonsin kautta)

Elävien olentojen tärkeimpiä hiilihapotettuja molekyylejä ovat hiilihydraatit (sokerit tai sakkaridit), proteiinit ja niiden aminohapot, nukleiinihappot (DNA ja RNA), lipidit ja rasvahapot, muun muassa.

Happi

Happi on kaasumainen elementti ja on kaikkein runsain koko maankuoressa. Sitä esiintyy monissa orgaanisissa ja epäorgaanisissa komponenteissa ja muodostaa yhdisteitä, joissa on melkein kaikki kemialliset elementit.

Se vastaa kemiallisten ja palamisyhdisteiden hapettumisesta, jotka ovat myös erilaisia ​​hapettumismuotoja. Happi on erittäin elektronegatiivinen elementti, on osa vesimolekyyliä ja osallistuu suuren osan elävien olentojen hengitysprosessista.

Reaktiiviset happilajit ovat vastuussa solujen oksidatiivisesta stressistä. On hyvin yleistä tarkkailla hapettavien yhdisteiden aiheuttamia vaurioita makromolekyyleihin solujen sisäpuolella, koska nämä epätasapainoiset solun pelkistimen sisätilat.

Typpi

Typpi on myös pääosin kaasumaisessa muodossa, muodostaen noin 78% maan ilmakehästä. Se on tärkeä tekijä kasvien ja eläinten ravinnossa.

Eläimissä typpi on olennainen osa aminohappoja, jotka puolestaan ​​ovat proteiinien rakennuslohkoja. Proteiinit rakentavat kudokset ja monilla niistä on entsymaattinen aktiivisuus, joka on tarpeen monien solujen elintärkeiden reaktioiden kiihdyttämiseksi.

Nitrogóeno on perustavanlaatuinen osa typpipohjaa, jotka tekevät.SVG: Sponk / *Käännös: Sponk [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/3.0)] Wikimedia Commonsin kautta)

Typpeä on läsnä DNA: n ja RNA: n typpipitoisissa emäksissä, välttämättömiä molekyylejä geneettisen tiedon siirtämiseksi vanhemmilta jälkeläisiin ja elävien organismien asianmukaiseen toimintaan solujärjestelminä.

Ottelu

Tämän elementin runsain muoto on kuin kiinteät fosfaatit hedelmällisissä maaperissä, jokissa ja järvissä. Se on tärkeä tekijä eläinten ja vihannesten, mutta myös bakteerien, sienten, alkueläinten ja kaikkien elävien olentojen toiminnassa.

Se voi palvella sinua: metsänruokaketju

Eläimissä fosforia on runsaasti kaikissa luissa kalsiumfosfaatissa.

Fosfori on välttämätön elämälle, koska se on myös elementti, joka on osa DNA: ta, RNA: ta, ATP: tä ja fosfolipidejä (solukalvojen peruskomponentit).

Tämä bioelementti on aina sitoutunut energiansiirtoreaktioihin, koska se muodostaa yhdisteitä erittäin energiayhteyksillä, joiden hydrolyysiä käytetään eri solujärjestelmien siirtämiseen.

Rikki

Rikki on yleisesti sulfidien ja sulfaattien muodossa. Se on erityisen runsaasti vulkaanisilla alueilla ja sitä esiintyy kysteiinin ja menetelmän aminohappojen jätteissä.

Proteiinissa kysteiinin rikkitomit muodostavat sisäisen tai molekyylien välisen vuorovaikutuksen, joka tunnetaan erittäin voimakkaasti nimellä "disulfidisilta", joka on välttämätöntä soluproteiinien sekundaarisen, tertiäärisen ja kvaternäärisen rakenteen konformaatiolle.

Koentsyymi A, aineenvaihduntavälittäjä, jolla on monenlaisia ​​toimintoja, on rikiatomi rakenteessaan.

Tämä elementti on myös olennainen monien entsymaattisten kofaktorien rakenteessa, jotka osallistuvat erilaisiin tärkeisiin aineenvaihduntareitteihin.

Toissijaiset bioelementit

Kuten edellä mainittiin, sekundaariset bioelementit ovat niitä, jotka ovat vähemmän kuin primaariset ja tärkeimmät ovat kalium, magnesium, rauta, kalsium, natrium ja sinkki.

Toissijaiset bioelementit tai oligoemat ovat mukana monissa kasvien fysiologisissa prosesseissa, fotosynteesissä hengityksessä, tyhjön ja kloroplastien soluionalitasapainossa hiilihydraattien kuljetuksessa phloemiin jne.

Tämä pätee myös eläimiin ja muihin organismeihin, joissa nämä elementit, jotka ovat enemmän tai vähemmän kulkevia ja vähemmän runsaita, ovat osa monia tarvittavia kofaktoreita kaikkien solukoneiden toimintaan.

Rauta

Rauta on yksi tärkeimmistä toissijaisista bioelementeistä, kun otetaan huomioon toiminnot useissa energiailmiöissä. Se on erittäin tärkeää luonnollisen ruosteen reaktioiden vähentämisessä.

Esimerkiksi nisäkkäissä rauta on olennainen osa hemoglobiinia, proteiinia, joka on vastuussa hapen kuljettamisesta veressä punasolujen tai punasolujen sisällä.

Kasvisoluissa tämä elementti on myös osa joitain pigmenttejä, kuten klorofylli, perustavanlaatuinen fotosynteettisille prosesseille. Se on osa sytokromimolekyylejä, myös välttämätöntä hengitykselle.

Sinkki

Tutkijoiden mielestä sinkki oli yksi tärkeimmistä elementeistä eukaryoottisten organismien ulkonäössä miljoonia vuosia sitten, koska monet DNA -union -proteiineista replikaatiolle, joka koostui ”primitiivisestä eukaryooteista”, käyttivät sinkkiä syynä unionin syynä.

Voi palvella sinua: homologia (biologia)

Esimerkki tämän tyyppisestä proteiinista on sinkkisormit, jotka osallistuvat geneettiseen transkriptioon, proteiinin translaatioon, aineenvaihduntaan ja proteiinin kokoonpanoon jne.

Kalsium

Kalsium on yksi maan planeetan runsaimmista mineraaleista; Useimmissa eläimissä koostuu hampaita ja luita kalsiumhydroksifosfaattimuodossa. Tämä elementti on välttämätön lihasten supistumiselle, hermoimpulssien leviämiselle ja veren hyytymiselle.

Magnesium

Suurin osuus magnesiumista on luonteeltaan kiinteässä muodossa yhdistettynä muihin elementteihin, se ei ole vain vapaassa tilassa. Magnesium on kofaktori, jossa on enemmän 300 erilaista entsymaattisia järjestelmiä nisäkkäissä.

Reaktiot, joihin se osallistuu. Magnesium on välttämätöntä elävien organismien energiantuotannossa, oksidatiiviselle fosforylaatiolle ja glykolyysille.

Se edistää myös luiden kehitystä ja on välttämätöntä muun muassa DNA: n, RNA: n, glutationin synteesille.

Natrium- ja kalium

Niitä on kaksi erittäin runsasta ionia solun sisätiloissa ja niiden sisäisten ja ulkoisten pitoisuuksien variaatiot sekä niiden kuljetus ovat ratkaisevia monissa fysiologisissa prosesseissa.

Kalium on runsain solunsisäinen kationi, se ylläpitää nestemäistä tilavuutta solujen sisä- ja läpäisevän sähkökemiallisten gradienttien sisällä.

Sekä natrium- että kalium osallistuvat aktiivisesti hermoimpulssien siirtymiseen, koska ne kuljetetaan natrium-potasiopumppulla. Natrium osallistuu myös lihasten supistumiseen ja ravinteiden imeytymiseen solukalvon kautta.

Loput sekundaariset bioelementit: molybdeeni (MO), fluoridi (F), kloori (CL) -jodi (I) ja kupari (Cu) täyttävät tärkeät toiminnot monissa fysiologisissa reaktioissa. Sitä tarvitaan kuitenkin paljon vähemmän kuin edellä selitetyt kuusi elementtiä.

Viitteet

1. Egami, f. (1974). Vähäiset elementit ja evoluutio. Journal of Molecular Evolution, 4 (2), 113-120.
2. Hackh, minä. W -. (1919). Bioelementit; Elävän aineen kemialliset elementit. The Journal of General Physiology, 1 (4), 429
3. Kaim, w., & Kokous, J. (1996). Copper-A "moderni" bioelementti. Angewandte Chemie International Edition in English, 35 (1), 43-60.
4. Kansallinen terveysinstituutti. (2016). Magnesium: Terveydenhuollon ammattilaiset. Nykyinen versio, 27.
5. Peñuelas, J., Fernández - Martínez, M., Ciais, p., Jou, D., Piao, S., Obersteiner, m.,… & Sardanit, J. (2019). Bioelementit, elementtomi ja biogeokemiallinen markkinarako. Ecology, 100 (5), E02652
6. Skalny, a. V. (2014). Bioelementit ja bioelementologia farmakologiassa ja ravitsemuksessa: perustavanlaatuiset ja käytännön näkökohdat. Farmakologiassa ja ravitsemuksellisessa interventiossa sairauden hoidossa. Intchopen.
7. Solioz, M. (2018). Copper-a moderni bioelementti. Kuparissa ja bakteereissa (PP. 1-9). Springer, Cham.
8. Maailman terveysjärjestö. (2015). Tietosivu: suola.