Klasifikacija bioelementov (primarna in sekundarna)

"Bioelement"To je izraz, ki se uporablja za glavne kemične elemente, ki sestavljajo živa bitja. V nekaterih klasifikacijah so ti razdeljeni na primarne in sekundarne elemente.

Od 87 znanih kemičnih elementov le 34 sestavlja organsko snov in znano je, da je 17 od teh 34 resnično nepogrešljivo za življenje. Poleg tega od teh 17 nepogrešljivih elementov pet predstavlja več kot 90% zadeve, ki sestavljajo žive organizme.

Navedena sta tudi periodična tabela elementov, primarni in sekundarni bioelementi (vir: Alejandro Porto [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/3.0)] prek Wikimedia Commons)

Šest glavnih elementov v organski snovi so vodik (H, 59%), kisik (ali 24%), ogljik (C, 11%), dušik (N, 4%), fosfor (P, 1%) in žveplo ( S, od 0,1 do 1%).

Ti odstotki odražajo količino atomov vsakega elementa glede na skupno število atomov, ki predstavljajo žive celice, in to so tisti, ki so znani kot "primarni bioelementi".

Sekundarni bioelementi so v precej nižjem deležu in so kalij (K), magnezij (mg), železo (vera), kalcij (Ca), molibden (MO), fluor (F), klor (klor (klor (Cl), natrij (NA), jod (i), baker (Cu) in cink (Zn).

Sekundarni elementi so običajno kofaktorji v katalitičnih reakcijah in sodelujejo v številnih biokemičnih in fizioloških procesih, ki so povezani z organizmi organizmov.

[TOC]

Primarni bioelementi

Atomi ogljika, vodika in kisika so strukturna osnova molekul, ki sestavljajo organske snovi, medtem ko dušik, fosfor in žveplo delujejo z različnimi biomolekuli, da povzročajo kemične reakcije.

Vodik

Vodik je kemični element, ki obstaja v plinasti obliki pri sobni temperaturi (25 ° C), v trdnem ali tekočem stanju lahko obstaja le pri sobni temperaturi, če je povezan z drugimi molekulami.

Menijo, da so vodikovi atomi med prvimi atomi, ki so tvorili primitivno vesolje. Teorije, ki se obravnavajo, predlagajo, da so se protoni, ki jih vsebuje jedro vodikovih atomov.

Vodik lahko kemično kombiniramo s skoraj vsemi drugimi elementi, da tvorimo molekule, med katerimi voda, ogljikovi hidrati, ogljikovodiki itd.

Ta element je odgovoren za nastajanje vezi, znanih kot "vodikove vezi", ena najpomembnejših šibkih interakcij za biomolekule in glavna sila, ki je odgovorna za vzdrževanje treh dimenzionalnih struktur beljakovin in nukleinskih kislin.

Vam lahko služi: easmotherium sibiricum: značilnosti, habitat, fosili

Ogljik

Ogljik tvori jedro številnih biomolekul. Njihove atome lahko kovalentno kombiniramo s štirimi drugimi atomi različnih kemičnih elementov in tudi s seboj, da tvorijo strukturo velikih molekul kompleksnosti.

Ogljik, poleg vodika, je eden od kemičnih elementov, ki lahko tvori večje število različnih kemičnih spojin. Toliko, da vse snovi in ​​spojine, katalogizirane kot "organske", vsebujejo ogljikove atome v njihovi glavni strukturi.

Splošna struktura aminokisline (vir: uporabnik: PPFK [CC BY-SA 3.0 (http: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/3.0/)] prek Wikimedia Commons)

Med glavnimi gaziranimi molekulami živih bitij so ogljikovi hidrati (sladkorji ali saharidi), beljakovine in njihove aminokisline, nukleinske kisline (DNK in RNA), lipidi in maščobne kisline,, med drugim.

Kisik

Kisik je plinasti element in je najpogostejši po celotni Zemljini skorji. Prisoten je v številnih organskih in anorganskih komponentah in tvori spojine s skoraj vsemi kemičnimi elementi.

Odgovoren je za oksidacijo kemičnih in zgorevalnih spojin, ki so tudi različne oblike oksidacije. Kisik je zelo elektronegativni element, je del molekule vode in sodeluje v procesu dihanja večine živih bitij.

Reaktivne kisikove vrste so odgovorne za oksidativni stres znotraj celic. Zelo pogosto je opazovati škodo, ki jo povzročajo oksidacijske spojine v makromolekulah v notranjosti celice.

Dušik

Dušik je pretežno tudi v plinasti obliki, ki tvori približno 78% zemeljske atmosfere. Je pomemben element pri prehrani rastlin in živali.

Pri živalih je dušik temeljni del aminokislin, ki so posledično gradbeni bloki za beljakovine. Beljakovine strukturirajo tkiva in mnogi od njih imajo encimsko aktivnost, potrebno za pospešitev številnih vitalnih reakcij za celice.

Nitrogóeno je temeljni del baz dušika, ki izdelujejo.SVG: Sponka / *Prevod: Sponk [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/3.0)] prek Wikimedia Commons)

Dušik je prisoten v dušikovih bazah DNK in RNA, esencialnih molekul za prenos genetskih informacij od staršev na potomce in za pravilno delovanje živih organizmov kot celičnih sistemov.

Ujemanje

Najpogostejša oblika tega elementa v naravi je kot trdni fosfati v rodovitnih tleh, rekah in jezerih. To je pomemben element za delovanje živali in zelenjave, pa tudi bakterije, gliv, protozojev in vseh živih bitij.

Lahko vam služi: gozdna prehranska veriga

Pri živalih je fosfor v vseh kosteh v kalcijevem fosfatu.

Fosfor je bistvenega pomena za življenje, saj je tudi element, ki je del DNK, RNA, ATP in fosfolipidov (temeljne sestavine celičnih membran).

Ta bioelement je vedno zavezan reakcijam prenosa energije, saj tvori spojine z zelo energetskimi vezmi, katerih hidroliza se uporablja za premikanje različnih celičnih sistemov.

Žveplo

Žveplo je običajno v obliki sulfidov in sulfatov. Še posebej je obilna v vulkanskih območjih in je prisotna v odpadkih cisteina in metodinskih aminokislin.

V beljakovinah žveplovi atomi cisteina tvorijo intra ali medmolekulsko interakcijo, zelo močno znano kot "disulfidni most", kar je bistvenega.

Coencime A, presnovni posrednik z najrazličnejšimi funkcijami, ima atom žvepla v svoji strukturi.

Ta element je bistvenega pomena tudi v strukturi številnih encimskih kofaktorjev, ki sodelujejo na različnih pomembnih presnovnih poteh.

Sekundarne bioelemente

Kot že omenjeno, so sekundarni bioelementi tisti, ki so v manjšem deležu kot primarni in najpomembnejši so kalij, magnezij, železo, kalcij, natrij in cink.

Sekundarni bioelementi ali oligoji so vključeni v številne fiziološke procese rastlin, v fotosintezi, v dihanju, v celično ionsko ravnovesje vakuole in kloroplastov, v transport ogljikovih hidratov do phloema itd.

To velja tudi za živali in druge organizme, kjer so ti elementi, bolj ali manj uporabljivi in ​​manj obilni, del številnih potrebnih kofaktorjev za delovanje vseh celičnih strojev.

Likalnik

Iron je eden najpomembnejših sekundarnih bioelementov glede na vadbo funkcij v več energetskih pojavih. Pri zmanjšanju reakcij na rje je zelo pomembno.

Pri sesalcih je na primer železo bistveni del hemoglobina, beljakovin, ki je odgovoren za prevoz kisika v krvi znotraj eritrocitov ali rdečih krvnih celic.

V rastlinskih celicah je ta element tudi del nekaterih pigmentov, kot je klorofil, temeljni za fotosintetske procese. Je del citokromskih molekul, ki je bistvenega pomena tudi za dihanje.

Cink

Znanstveniki menijo, da je bil cink eden ključnih elementov pri pojavu evkariontskih organizmov pred milijoni let, saj je veliko beljakovin DNK -Union za podvajanje, ki so bile sestavljene iz "primitivnih evkariotov".

Vam lahko služi: homologija (biologija)

Primer te vrste beljakovin so cinkovi prsti, ki sodelujejo pri genetski transkripciji, prevajanju beljakovin, presnovi in ​​sestavljanju beljakovin itd.

Kalcij

Kalcij je eden najpogostejših mineralov na planetu Zemlja; Pri večini živali sestavljajo zobe in kosti v obliki kalcijevega hidroksifosfata. Ta element je bistven za krčenje mišic, prenos živčnih impulzov in strjevanje krvi.

Magnezij

Največji delež magnezija v naravi je v trdni obliki v kombinaciji z drugimi elementi, ni samo v prostem stanju. Magnezij je kofaktor več 300 različnih encimskih sistemov pri sesalcih.

Reakcije, v katerih sodeluje, segajo od sinteze beljakovin, mobilnosti mišic in živčnega delovanja, do regulacije ravni glukoze v krvi in ​​krvnega tlaka. Magnezij je potreben za proizvodnjo energije v živih organizmih, za oksidativno fosforilacijo in glikolizo.

Prav tako prispeva k razvoju kosti in je potrebno za sintezo DNK, RNA, glutationa.

Natrij in kalij

Gre za dva zelo obilna iona v celični notranjosti in razlike v njihovi notranji in zunanji koncentraciji, pa tudi njihov prevoz, so odločilne za številne fiziološke procese.

Kalij je najpogostejši znotrajcelični kation, vzdržuje tekočino v celični notranjosti in transmembranalne elektrokemične gradiente.

Tako natrij kot kalij aktivno sodelujeta pri prenosu živčnih impulzov, saj jih prevaža črpalka natrija-potasio. Natrij sodeluje tudi pri krčenju mišic in absorpciji hranil skozi celično membrano.

Preostali sekundarni bioelementi: molibden (MO), fluorid (F), klor (Cl) jod (I) in baker (Cu) izpolnjujejo pomembne funkcije v mnogih fizioloških reakcijah. Vendar je potrebno veliko manj kot še šest elementov, ki so bili pojasnjeni zgoraj.

Reference

1. Egami, f. (1974). Manjši elementi in evolucija. Journal of Molecular Evolution, 4 (2), 113-120.
2. Hackh, i. W. (1919). Bioelements; Kemični elementi žive snovi. Časopis za splošno fiziologijo, 1 (4), 429
3. Kaim, w., & Rall, J. (devetnajst devetdeset šest). Baker-A "moderni" bioelement. Angewandte Chemie International Edition v angleščini, 35 (1), 43–60.
4. Nacionalni inštitut za zdravje. (2016). Magnezij: Dejanski list za zdravstvene delavce. Trenutna različica, 27.
5. Peñuelas, j., Fernández - Martínez, m., Ciais, str., Jou, d., Piao, s., Obersteiner, m.,… & Sardans, j. (2019). Bioelements, element in biogeokemična niša. Ecology, 100 (5), E02652
6. Skalny, a. V. (2014). Bioelements in bioelementologija v farmakologiji in prehrani: temeljni in praktični vidiki. Pri farmakologiji in prehranskem posredovanju pri zdravljenju bolezni. Intehopen.
7. Solioz, m. (2018). Baker-sodobna bioelement. V bakra in bakterijah (pp. 1-9). Springer, Cham.
8. Svetovna zdravstvena organizacija. (2015). Dejanski list: sol.