Klasyfikacja bioelementów (pierwotna i wtórna)

"Bioelement„Jest to termin używany w odniesieniu do głównych elementów chemicznych, które składają się z żywych istot. W niektórych klasyfikacjach są one podzielone na elementy pierwotne i elementy wtórne.

Spośród 87 znanych elementów chemicznych tylko 34 komponuje materię organiczną i wiadomo, że 17 z tych 34 jest naprawdę niezbędnych na całe życie. Ponadto z tych 17 niezbędnych elementów pięć stanowi ponad 90% sprawy, która składa się z organizmów żywych.

Wskazane są również okresowa tabela elementów, podstawowe i wtórne bioelementy (źródło: Alejandro Porto [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/by-sa/3.0)] przez Wikimedia Commons)

Sześć głównych pierwiastków w materii organicznej to wodór (H, 59%), tlen (OR, 24%), węgiel (C, 11%), azot (N, 4%), fosfor (P, 1%) i siarka (siarka ( S, od 0,1 do 1%).

Te wartości procentowe odzwierciedlają ilość atomów każdego elementu w odniesieniu do całkowitej liczby atomów, które stanowią żywe komórki i są to te znane jako „pierwotne bioelementy”.

Wtórne bioelementy mają znacznie niższą proporcje i to potas (K), magnez (Mg), żelazo (wiara), wapń (CA), molibden (MO), fluor (F), chlor (chlor (chlor (CL), sód (Na), jod (I), miedź (cu) i cynk (zn).

Elementy wtórne są zwykle kofaktorami w reakcjach katalitycznych i uczestniczą w licznych procesach biochemicznych i fizjologicznych związanych z organizmami organizmów.

[TOC]

Podstawowe bioelementy

Atomy węgla, wodoru i tlenu są podstawą strukturalną cząsteczek, które tworzą materię organiczną, tymczasem azot, fosfor i siarka oddziałują z różnymi biomolekułami, powodując reakcje chemiczne.

Wodór

Wodór jest elementem chemicznym, który istnieje w postaci gazowej w temperaturze pokojowej (25 ° C), może istnieć tylko w stanie stałym lub ciekłym w temperaturze pokojowej, gdy jest połączony z innymi cząsteczkami.

Uważa się, że atomy wodoru były jednymi z pierwszych atomów, które tworzyły prymitywny wszechświat. Teorie, które są obsługiwane, sugerują, że protony zawarte w rdzeniu atomów wodoru zaczęły wiązać się z elektronami innych pierwiastków, tworząc bardziej złożone cząsteczki.

Wodór można chemicznie połączyć z prawie każdym innym elementem, tworząc cząsteczki, w tym woda, węglowodany, węglowodory itp.

Ten pierwiastek jest odpowiedzialny za tworzenie wiązań zwanych „wiązaniami wodorowymi”, jednej z najważniejszych słabych interakcji dla biomolekuł i głównej siły odpowiedzialnej za utrzymanie trzech wymiarowych struktur białek i kwasów nukleinowych.

Może ci służyć: Easmotherium sibiricum: Charakterystyka, siedlisko, skamieliny

Węgiel

Węgiel stanowi rdzeń wielu biomolekułów. Ich atomy można łączyć kowalencyjnie z czterema innymi atomami różnych pierwiastków chemicznych, a także ze sobą, aby stworzyć strukturę wielkich cząsteczek złożoności.

Węgiel, obok wodoru, jest jednym z elementów chemicznych, które mogą tworzyć większą liczbę różnych związków chemicznych. Tak bardzo, że wszystkie substancje i związki katalogowane jako „organiczne” zawierają atomy węgla w ich głównej strukturze.

Ogólna struktura aminokwasu (źródło: użytkownik: PPFK [CC BY-SA 3.0 (http: // creativeCommons.Org/licencje/by-sa/3.0/)] przez Wikimedia Commons)

Wśród głównych gazowanych cząsteczek żywych istot są węglowodany (cukry lub sacharydy), białka i ich aminokwasy, kwasy nukleinowe (DNA i RNA), lipidy i kwasy tłuszczowe, między innymi.

Tlen

Tlen jest pierwiastkiem gazowym i jest najbardziej obfite w całej skórce Ziemi. Jest obecny w wielu składnikach organicznych i nieorganicznych i tworzy związki z prawie wszystkimi pierwiastkami chemicznymi.

Odpowiada za utlenianie związków chemicznych i spalinowych, które są również różnymi postaciami utleniania. Tlen jest bardzo elektroonegatywnym elementem, jest częścią cząsteczki wody i uczestniczy w procesie oddychania większości żywych istot.

Reaktywne formy tlenu są odpowiedzialne za stres oksydacyjny w komórkach. Bardzo często obserwuje uszkodzenie spowodowane przez utlenianie związków makrocząsteczek wewnątrz wnętrza komórki, ponieważ nierównoważenie wnętymi wnętrzem reduktora komórki.

Azot

Azot jest również głównie w postaci gazowej, tworząc około 78% atmosfery Ziemi. Jest to ważny element odżywiania roślin i zwierząt.

U zwierząt azot jest podstawową częścią aminokwasów, które z kolei są blokami konstrukcyjnymi białek. Białka struktury tkanki i wiele z nich ma aktywność enzymatyczną niezbędną do przyspieszenia wielu ważnych reakcji dla komórek.

Nitrogóeno jest fundamentalną częścią, które wytwarzają.SVG: Sponk / *Tłumaczenie: Sponk [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/by-sa/3.0)] przez Wikimedia Commons)

Azot jest obecny w azotowych zasadach DNA i RNA, niezbędnych cząsteczkach przenoszenia informacji genetycznych z rodziców na potomstwo i do prawidłowego funkcjonowania żywych organizmów jako układów komórkowych.

Mecz

Najliczniejsza forma tego elementu w naturze są stałe fosforany w żyznych glebach, rzekach i jeziorach. Jest to ważny element funkcjonowania zwierząt i warzyw, ale także bakterii, grzybów, pierwotniaków i wszystkich żywych istot.

Może ci podać: leśny łańcuch pokarmowy

U zwierząt fosfor jest obfity we wszystkich kościach fosforanu wapnia.

Fosfor jest niezbędny dla życia, ponieważ jest również elementem, który jest częścią DNA, RNA, ATP i fosfolipidów (podstawowe składniki błon komórkowych).

Ten bioelement jest zawsze zaangażowany w reakcje transferu energii, ponieważ tworzy związki z bardzo łączami energii, których hydroliza służy do przemieszczania różnych układów komórkowych.

Siarka

Siarka ma powszechnie w postaci siarczków i siarczanów. Jest szczególnie obfity na obszarach wulkanicznych i jest obecny w marnotrawstwie aminokwasów cysteiny i metody.

W białku atomy siarki cysteiny tworzą interakcję wewnątrzcząsteczkową bardzo silną znaną jako „most disiarczkowy”, który jest niezbędny do konformacji wtórnej, trzeciorzędowej i czwartorzędowej struktury białek komórkowych.

Coenzyme A, związek metaboliczny o szerokiej gamie funkcji, ma atom siarki w swojej strukturze.

Ten element jest również fundamentalny w strukturze wielu enzymatycznych kofaktorów uczestniczących w różnych ważnych drogach metabolicznych.

Wtórne bioelementy

Jak wspomniano powyżej, wtórne bioelementy to te, które są w mniejszej proporcji niż pierwotne, a najważniejsze są potas, magnez, żelazo, wapń, sód i cynk.

Wtórne bioelementy lub oligoementy są zaangażowane w wiele fizjologicznych procesów roślin, w fotosyntezy, w oddychaniu, w komórkowej bilansu jonowym wakuoli i chloroplastów, w transporcie węglowodanów do łyka itp.

Dotyczy to również zwierząt i innych organizmów, w których te elementy, mniej lub bardziej obfite, są częścią wielu niezbędnych kofaktorów do działania wszystkich maszyn komórkowych.

Żelazo

Żelazo jest jednym z najważniejszych wtórnych bioelementów z uwagi na funkcje w zjawiskach wielu energii. Jest to bardzo ważne w naturalnej redukcji reakcji rdzy.

Na przykład u ssaków żelazo jest istotną częścią hemoglobiny, białka odpowiedzialnego za transport tlenu we krwi wewnątrz erytrocytów lub czerwonych krwinek.

W komórkach roślinnych element ten jest również częścią niektórych pigmentów, takich jak chlorofil, fundamentalne dla procesów fotosyntetycznych. Jest częścią cząsteczek cytochromu, niezbędnego również do oddychania.

Cynk

Naukowcy uważają, że cynk był jednym z kluczowych elementów w wyglądzie organizmów eukariotycznych miliony lat temu, ponieważ wiele białek mieszanki DNA dla replikacji, które składają się z „prymitywnych eukariotów”, stosowało cynk jako przyczynę jako przyczynę związkową.

Może ci służyć: homologia (biologia)

Przykładem tego rodzaju białka są palce cynkowe, które uczestniczą w transkrypcji genetycznej, translacji białka, metabolizmie i montażu białka itp.

Wapń

Wapń jest jednym z najliczniejszych minerałów na Ziemi Planet; U większości zwierząt tworzy zęby i kości w postaci hydroksyfosforanu wapnia. Ten element jest niezbędny do skurczu mięśni, przeniesienia impulsów nerwowych i krzepnięcia krwi.

Magnez

Największy odsetek natury magnezu jest w postaci stałej w połączeniu z innymi pierwiastkami, nie tylko w stanie wolnym. Magnez jest kofaktorem więcej 300 różnych układów enzymatycznych u ssaków.

Reakcje, w których uczestniczy, obejmują syntezę białka, ruchliwość mięśni i funkcję nerwów, po regulację poziomu glukozy we krwi i ciśnienia krwi. Magnez jest niezbędny do produkcji energii w żywych organizmach, do fosforylacji oksydacyjnej i glikolizy.

Przyczynia się również do rozwoju kości i jest niezbędny do syntezy DNA, RNA, glutationu,.

Sód i potas

Są to dwa bardzo obfite jony we wnętrzu komórkowe, a zmiany w ich wewnętrznych i zewnętrznych stężeniach, a także ich transport, są decydujące dla wielu procesów fizjologicznych.

Potas jest najliczniejszym kationem wewnątrzkomórkowym, utrzymuje objętość ciekłą wewnątrz wnętrza komórkowego i transbranowych gradientów elektrochemicznych.

Zarówno sód, jak i potas aktywnie uczestniczą w przenoszeniu impulsów nerwowych, ponieważ są one transportowane przez pompę sodu. Sód uczestniczy również w skurczu mięśni i wchłanianiu składników odżywczych poprzez błonę komórkową.

Reszta wtórnych bioelementów: molibden (MO), fluork (F), chlor (Cl) jod (I) i miedzi (Cu) pełnią ważne funkcje w wielu reakcjach fizjologicznych. Jest jednak potrzebny znacznie mniej niż sześć elementów wyjaśnionych powyżej.

Bibliografia

1. Egami, f. (1974). Drobne elementy i ewolucja. Journal of Molecular Evolution, 4 (2), 113-120.
2. Hackh, ja. W. (1919). Bioelementy; Elementy chemiczne żywej materii. The Journal of General Physiology, 1 (4), 429
3. Kaim, w., & Rall, J. (1996). Copper-A „nowoczesny” bioelement. Angewandte Chemie International Edition in English, 35 (1), 43-60.
4. National Institute of Health. (2016). Magnez: arkusz informacyjny dla pracowników służby zdrowia. Aktualna wersja, 27.
5. Peñuelas, j., Fernández - Martínez, m., Ciais, s. 1., Jou, d., Piao, s., Obersteiner, m.,… & Sardans, j. (2019). Bioelementy, elementom i nisza biogeochemiczna. Ekologia, 100 (5), E02652
6. Skalny, a. V. (2014). Bioelementy i bioelementologia w farmakologii i żywienia: podstawowe i praktyczne aspekty. W farmakologii i interwencji żywieniowej w leczeniu choroby. Intechopen.
7. Solioz, m. (2018). Copper-A Modern Bioelement. W miedzi i bakterii (pp. 1-9). Springer, Cham.
8. Światowa Organizacja Zdrowia. (2015). Arkusz informacyjny: sól.