Bioelements klassifisering (primær og sekundær)

""Bioelement”Det er et begrep som brukes til å referere til de viktigste kjemiske elementene som utgjør levende vesener. I noen klassifiseringer er disse delt inn i primære elementer og sekundære elementer.

Av de 87 kjemiske elementene som er kjent, er det bare 34 som komponerer organisk materiale, og det er kjent at 17 av disse 34 virkelig er uunnværlige for livet. I tillegg, av disse 17 uunnværlige elementene, utgjør fem mer enn 90% av saken som komponerer levende organismer.

Den periodiske tabellen over elementene, de primære og sekundære bioelementene er også indikert (kilde: Alejandro Porto [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/3.0)] via Wikimedia Commons)

De seks hovedelementene i organisk materiale er hydrogen (H, 59%), oksygen (OR, 24%), karbon (C, 11%), nitrogen (N, 4%), fosfor (P, 1%) og svovel ( S, fra 0,1 til 1%).

Disse prosentene gjenspeiler mengden atomer i hvert element med hensyn til det totale antallet atomer som utgjør levende celler, og disse er de som er kjent som "primære bioelementer".

Sekundære bioelementer er i mye lavere andel og er kalium (K), magnesium (Mg), jern (tro), kalsium (CA), molybden (MO), fluor (F), klor (klor (klor (CL), natrium (Na), jod (I), kobber (Cu) og sink (Zn).

Sekundære elementer er vanligvis kofaktorer i katalytiske reaksjoner og deltar i en rekke biokjemiske og fysiologiske prosesser som ligger i organismer av organismer.

[TOC]

Primære bioelementer

Karbon-, hydrogen- og oksygenatomer er det strukturelle grunnlaget for molekylene som utgjør organisk materiale, i mellomtiden samhandler nitrogen, fosfor og svovel med de forskjellige biomolekylene for å forårsake kjemiske reaksjoner.

Hydrogen

Hydrogen er et kjemisk element som eksisterer i en gassform ved romtemperatur (25 ºC), det kan bare eksistere i fast eller flytende tilstand ved romtemperatur når den er koblet til andre molekyler.

Det antas at hydrogenatomer var blant de første atomene som dannet det primitive universet. Teoriene som håndteres foreslår at protonene som finnes i kjernen av hydrogenatomer begynte å assosiere med elektronene til andre elementer for å danne mer komplekse molekyler.

Hydrogen kan kombineres kjemisk med nesten alle andre elementer for å danne molekyler, blant dem vann, karbohydrater, hydrokarboner osv.

Dette elementet er ansvarlig for dannelse av bindinger kjent som "hydrogenbindinger", en av de viktigste svake interaksjonene for biomolekyler og hovedkraften som er ansvarlig for å opprettholde tre -dimensjonale strukturer av proteiner og nukleinsyrer.

Kan tjene deg: easmotherium sibiricum: egenskaper, habitat, fossiler

Karbon

Karbon danner kjernen i mange biomolekyler. Atomene deres kan kombineres kovalent med fire andre atomer med forskjellige kjemiske elementer og også med seg selv for å danne strukturen til store kompleksitetsmolekyler.

Karbon, ved siden av hydrogen, er et av de kjemiske elementene som kan danne et større antall forskjellige kjemiske forbindelser. Så mye at alle stoffer og forbindelser katalogisert som "organiske" inneholder karbonatomer i hovedstrukturen.

Generell struktur av en aminosyre (kilde: Bruker: PPFK [CC BY-SA 3.0 (http: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/3.0/)] via Wikimedia Commons)

Blant de viktigste kullsyreholdige molekylene av levende vesener er karbohydrater (sukker eller sakkarider), proteiner og aminosyrer, nukleinsyrer (DNA og RNA), lipider og fettsyrer, blant andre.

Oksygen

Oksygen er et gassformig element og er det mest tallrike gjennom jordskorpen. Det er til stede i mange organiske og uorganiske komponenter og danner forbindelser med nesten alle kjemiske elementer.

Det er ansvarlig for oksidasjon av kjemiske og forbrenningsforbindelser, som også er forskjellige former for oksidasjon. Oksygen er et veldig elektronegativt element, er en del av vannmolekylet og deltar i pusteprosessen til mye av levende vesener.

Reaktive oksygenarter er ansvarlige for oksidativt stress inne i celler. Det er veldig vanlig å observere skaden forårsaket av oksidasjonsforbindelser til makromolekyler inne i celleinteriøret, siden disse ubalanse cellen reduserer interiøret.

Nitrogen

Nitrogen er også overveiende i en gassform, og danner omtrent 78% av jordens atmosfære. Det er et viktig element i ernæringen av planter og dyr.

Hos dyr er nitrogen en grunnleggende del av aminosyrer som igjen er konstruksjonsblokkene for proteiner. Proteiner strukturerer vevene og mange av dem har den enzymatiske aktiviteten som er nødvendig for å akselerere mange av de viktige reaksjonene for celler.

Nitrogóeno er en grunnleggende del av nitrogenbasene som lager.SVG: Sponk / *Oversettelse: Sponk [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/3.0)] via Wikimedia Commons)

Nitrogen er til stede i nitrogenøse baser av DNA og RNA, essensielle molekyler for overføring av genetisk informasjon fra foreldre til avkom og for riktig funksjon av levende organismer som mobilsystemer.

Kamp

Den mest tallrike formen for dette elementet i naturen er som faste fosfater i fruktbare jordarter, elver og innsjøer. Det er et viktig element for funksjon av dyr og grønnsaker, men også av bakterier, sopp, protozoer og alle levende vesener.

Det kan tjene deg: skogsmatkjede

Hos dyr er fosfor i overflod i alle bein i kalsiumfosfat.

Fosfor er viktig for livet, siden det også er et element som er en del av DNA, RNA, ATP og fosfolipider (grunnleggende komponenter i cellemembraner).

Denne bioelementet er alltid forpliktet til energioverføringsreaksjoner, siden den danner forbindelser med veldig energikoblinger, hvis hydrolyse brukes til å bevege forskjellige cellulære systemer.

Svovel

Svovel er ofte i form av sulfider og sulfater. Det er spesielt rikelig i vulkanske områder og er til stede i avfallet av cystein og metodinaminosyrer.

I protein danner svovelatomene i cystein en intra eller intermolekylær interaksjon veldig sterk kjent som "disulfidbro", noe som er essensielt for konformasjonen av den sekundære, tertiære og kvartære strukturen til cellulære proteiner.

Koenzym A, en metabolsk mellommann med et bredt utvalg av funksjoner, har et svovelatom i sin struktur.

Dette elementet er også grunnleggende i strukturen til mange enzymatiske kofaktorer som deltar i forskjellige viktige metabolske ruter.

Sekundære bioelementer

Som nevnt ovenfor, er sekundære bioelementer de som er i mindre andel enn det primære, og det viktigste er kalium, magnesium, jern, kalsium, natrium og sink.

Sekundære bioelementer eller oligasjoner er involvert i mange av de fysiologiske prosessene til planter, i fotosyntesen, i respirasjon, i den cellulære ioniske balansen i vakuolen og kloroplastene, i transport av karbohydrater til Phloem, etc.

Dette gjelder også for dyr og andre organismer, der disse elementene, mer eller mindre dispensable og mindre rikelig, er en del av mange nødvendige kofaktorer for drift av alle cellemaskiner.

Jern

Jern er en av de viktigste sekundære bioelementene med tanke på treningsfunksjoner i flere energifenomener. Det er veldig viktig i reduksjon av naturlige rustreaksjoner.

Hos pattedyr, for eksempel, er jern en essensiell del av hemoglobin, proteinet som er ansvarlig for å transportere oksygen i blodet inne i erytrocytter eller røde blodlegemer.

I planteceller er dette elementet også en del av noen pigmenter som klorofyll, grunnleggende for fotosyntetiske prosesser. Det er en del av cytokrommolekyler, også essensielt for å puste.

Sink

Forskere tror at sink var et av de viktigste elementene i utseendet til eukaryote organismer for millioner av år siden, siden mange av DNA -fagproteiner for replikasjonen som komponerte til de "primitive eukaryotene" brukte sink som grunn som grunn til forening.

Kan tjene deg: homologi (biologi)

Et eksempel på denne typen protein er sinkfingre, som deltar i genetisk transkripsjon, proteinoversettelse, metabolisme og proteinmontering, etc.

Kalsium

Kalsium er en av de mest tallrike mineralene på planeten Jorden; I de fleste dyr komponerer tenner og bein i kalsiumhydroksyfosfatform. Dette elementet er essensielt for muskelsammentrekning, overføring av nerveimpulser og blodpropp.

Magnesium

Den største andelen magnesium i naturen er i fast form kombinert med andre elementer, det er ikke bare i fri tilstand. Magnesium er en kofaktor av mer 300 forskjellige enzymatiske systemer hos pattedyr.

Reaksjonene der den deltar, varierer fra proteinsyntese, muskelmobilitet og nervefunksjon, til regulering av blodsukkernivå og blodtrykk. Magnesium er nødvendig for energiproduksjon i levende organismer, for oksidativ fosforylering og glykolyse.

Det bidrar også til utvikling av bein og er nødvendig for syntese av DNA, RNA, Glutathione, blant andre.

Natrium og kalium

De er to veldig mange ioner i celleinteriøret, og variasjonene i deres interne og eksterne konsentrasjoner, så vel som transport, er avgjørende for mange fysiologiske prosesser.

Kalium er den mest tallrike intracellulære kationen, den opprettholder væskevolumet inne i cellulært indre og transmembranale elektrokjemiske gradienter.

Både natrium og kalium deltar aktivt i overføring av nerveimpulser, siden de blir transportert av natrium-potasio-pumpen. Natrium deltar også i muskelkontraksjon og næringsabsorpsjon gjennom cellemembranen.

Resten av sekundære bioelementer: molybden (MO), fluor (F), klor (CL) jod (I) og kobber (Cu) oppfyller viktige funksjoner i mange fysiologiske reaksjoner. Imidlertid trengs det mye mindre enn de seks elementene som er forklart ovenfor.

Referanser

1. Egami, f. (1974). Mindre elementer og evolusjon. Journal of Molecular Evolution, 4 (2), 113-120.
2. Hackh, i. W. (1919). Bioelementer; De kjemiske elementene i den levende saken. Journal of General Physiology, 1 (4), 429
3. Kaim, w., & Rall, J. (nitten nittiseks). Copper-A "Modern" bioelement. Angewandte Chemie International Edition på engelsk, 35 (1), 43-60.
4. National Institute of Health. (2016). Magnesium: Faktaark for helsepersonell. Nåværende versjon, 27.
5. Peñuelas, J., Fernández - Martínez, m., Ciais, p., Jou, d., Piao, s., Obersteiner, m.,… & Sardans, J. (2019). Bioelementene, elementomet og den biogeokjemiske nisjen. Økologi, 100 (5), E02652
6. Skalny, a. V. (2014). Bioelements and Bioelementology in Pharmacology and Nutrition: Fundamental and Practical Aspects. I farmakologi og ernæringsinngrep i behandlingen av sykdom. Intechopen.
7. Solioz, m. (2018). Kobber-et moderne biodielement. I kobber og bakterier (pp. 1-9). Springer, Cham.
8. Verdens helseorganisasjon. (2015). Faktaark: Salt.