Ταξινόμηση Βιολογικών στοιχείων (πρωτοβάθμια και δευτεροβάθμια)

Το βιολογικά στοιχεία ή τα βιογενή στοιχεία (βιο = ζωή, γενετική = αρχή) είναι εκείνα τα χημικά στοιχεία που αποτελούν το θέμα των ζωντανών όντων.

Υπάρχουν περίπου 70 από αυτά τα στοιχεία, τα οποία ποικίλουν σε διαφορετικές αναλογίες και δεν υπάρχουν όλα σε όλα τα έμβια όντα (Bioelements, 2009).

Όλη η ύλη στο Σύμπαν συμβαίνει με τη μορφή ατόμων μικρού αριθμού στοιχείων. Υπάρχουν 92 φυσικά χημικά στοιχεία στο Σύμπαν.

Από επίγεια προοπτική μας είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς μορφές ζωής στις οποίες το υδρογόνο στοιχεία, άνθρακα, οξυγόνο, άζωτο, θείο και φώσφορο δεν παίζουν έναν κυρίαρχο ρόλο (βιογενών στοιχείων ΧΗΜΕΙΑ., S.F.).

Αυτό παίξει πραγματικά το ρόλο αυτό σε όλο το σύμπαν φαίνεται πιθανό, εν μέρει επειδή (εκτός από φώσφορο), αυτά είναι τα πιο άφθονα στοιχεία στο σύμπαν, εκτός σε σημαντικές ποσότητες από τα δομικά στοιχεία των γήινων πλανητών.

Επιπλέον, η χημεία του είναι ιδιαίτερα κατάλληλη για την ανάπτυξη πολύπλοκων δομών και λειτουργιών χαρακτηριστικών των ζωντανών συστημάτων.

Δεδομένου ότι ο ήλιος και οι πλανήτες σχηματίζονται μόνο 4.600 εκατομμύρια χρόνια πριν, σε ένα σύμπαν του οποίου η ηλικία είναι ίσως 15 δισεκατομμύρια χρόνια, είναι σαφές ότι αυτές οι «βιογενών στοιχείων» γνώρισε μια μακρά και πολύπλοκη χημική ιστορία πριν από την ένταξή της χερσαία βιοχημεία.

Προς το παρόν δεν είναι γνωστό αν αυτή η προηγούμενη ιστορία διαδραμάτισε άμεσο ρόλο στην προέλευση της ζωής στη Γη.

Αυτό που είναι σαφές είναι ότι η Astrochemistry είναι σε μεγάλο βαθμό η χημεία των βιογενών στοιχείων και να κατανοήσουν τη φύση και την εξέλιξη των χημικών πολυπλοκότητα μέσα στο σύμπαν είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόηση τόσο η χημική πρώιμο στάδιο του δικού μας ηλιακού συστήματος, όπως η συχνότητα με την οποία σχετίζεται υπάρχουν προϋποθέσεις αλλού στο γαλαξία μας και άλλους γαλαξίες (Εθνικό Συμβούλιο Έρευνας (ΗΠΑ) Επιτροπή Πλανητική Βιολογία και χημεία Evolution. 1990).

Ταξινόμηση των βιολογικών στοιχείων

Ανάλογα με την ποσότητα τους στη σύνθεση βιομορίων, τα βιολογικά στοιχεία ταξινομούνται ως πρωτογενή, δευτερογενή και ιχνοστοιχεία (Rastogi, 2003).

1- Πρωτεύοντα βιολογικά στοιχεία

Πρωτογενής bioelementos είναι εκείνα που απαντώνται σε μεγαλύτερες ποσότητες (περίπου 96% της ζώσας ύλης) και είναι αυτές που κάνουν τις περισσότερες από τις οργανικές βιομορίων (υδατάνθρακες, λιπίδια, πρωτεΐνες και νουκλεϊκά οξέα).

Αυτά τα στοιχεία χαρακτηρίζονται από το γεγονός ότι είναι ελαφρύ (χαμηλό ατομικό βάρος) και άφθονο. Τα κύρια βιολογικά στοιχεία είναι ο άνθρακας, το υδρογόνο, το οξυγόνο, το άζωτο, ο φώσφορος και το θείο.

Ο άνθρακας (C)

Είναι το κύριο βιολογικό στοιχείο που αποτελεί βιομόρια. Έχει την ικανότητα να συναρμολογεί ώστε να σχηματίζει μεγάλες αλυσίδες άνθρακα-άνθρακα μέσω μονών, διπλών ή τριπλών δεσμών, καθώς και κυκλικών δομών.

Μπορεί να ενσωματώσει μια ποικιλία λειτουργικών ομάδων όπως το οξυγόνο, το υδροξείδιο, το φωσφορικό άλας, το αμινοξύ, το νιτρο κλπ., Με αποτέλεσμα μια τεράστια ποικιλία διαφορετικών μορίων.

Το άτομο άνθρακα είναι πιθανώς ένα από τα σημαντικότερα βιολογικά στοιχεία, αφού όλα τα βιομόρια περιέχουν άνθρακα. Μπορεί κανείς να βρει, για παράδειγμα, λιπίδια χωρίς φωσφόρο ή άζωτο (για παράδειγμα χοληστερόλη) αλλά δεν υπάρχουν βιομόρια χωρίς άνθρακα.

Υδρογόνο (Η)

Είναι ένα από τα συστατικά του μορίου του νερού, το οποίο είναι απαραίτητο για τη ζωή και αποτελεί μέρος των σκελετών άνθρακα των οργανικών μορίων.

Όσο περισσότερα μόρια υδρογόνου έχει ένα βιομόριο, τόσο περισσότερο θα μειωθεί και τόσο μεγαλύτερη είναι η ικανότητα να οξειδώνεται, παράγοντας περισσότερη ενέργεια.

Για παράδειγμα, τα λιπαρά οξέα έχουν περισσότερα ηλεκτρόνια από τα υδατάνθρακες, έτσι έχουν την ικανότητα να παράγουν περισσότερη ενέργεια με υποβαθμισμένη.

Το οξυγόνο (Ο)

Είναι το άλλο στοιχείο που αποτελεί το μόριο του νερού. Είναι ένα πολύ ηλεκτροαρνητικό στοιχείο που επιτρέπει μεγαλύτερη παραγωγή ενέργειας μέσω αερόβιας αναπνοής.

Επιπλέον, οι πολικοί δεσμοί με υδρογόνο, καταλήγοντας σε υδατοδιαλυτές πολικές ρίζες.

Άζωτο (Ν)

Στοιχείο που υπάρχει σε όλα τα αμινοξέα. Μέσω του αζώτου, τα αμινοξέα έχουν την ικανότητα να σχηματίζουν πεπτιδικό δεσμό για την παραγωγή πρωτεϊνών.

Αυτό το βιολογικό στοιχείο βρίσκεται επίσης στις αζωτούχες βάσεις των νουκλεϊνικών οξέων. Εξαλείφεται από τον οργανισμό με τη μορφή ουρίας.

Ένα από τα πρώτα βιομόρια που σχηματίστηκε ήταν το ΑΤΡ, λόγω της αφθονίας του αζώτου στην ατμόσφαιρα της Γης. Το άζωτο είναι μέρος της αδενοσίνης του ATP.

Φώσφορος (Ρ)

Η ομάδα εντοπίζεται κυρίως ως φωσφορικά (PO₄^3-) που είναι μέρος των νουκλεοτιδίων. Δημιουργήστε συνδέσμους πλούσιους σε ενέργεια που επιτρέπουν την εύκολη κοινή χρήση (ATP).

Επίσης σημαντικό στη δομή του DNA όπως fofodiester τρόπο σύνδεσης με νουκλεοτίδια για να σχηματίσει αυτό το μόριο.

Θείο (S)

Bioelement βρέθηκε κυρίως ως ομάδα σουλφυδρυλίου (-SH) το οποίο σχηματίζει μέρος των αμινοξέων όπως η κυστεΐνη, όπου δισουλφιδικοί δεσμοί είναι απαραίτητες για τη δημιουργία σταθερότητας στον τριτοταγή και τεταρτοταγή δομή των πρωτεϊνών.

Βρέθηκε επίσης στο συνένζυμο Α, απαραίτητο για διάφορες καθολικές μεταβολικές οδούς, όπως ο κύκλος Krebs (Llull, S.F.). Είναι το βαρύτερο πρωτογενές βιολογικό στοιχείο που υπάρχει αφού το ατομικό βάρος του είναι 36 g / mol.

2- Δευτερεύοντα βιολογικά στοιχεία

Αυτοί οι τύποι στοιχείων υπάρχουν επίσης σε όλα τα ζωντανά όντα αλλά όχι στις ίδιες ποσότητες με τα πρωταρχικά στοιχεία.

Αριθ βιομόρια μορφή, αλλά χρησιμοποιούνται σε βαθμίδες της κυτταρικής συγκέντρωσης, διηλεκτρική νευρώνες σηματοδότησης και νευροδιαβιβαστές, σταθεροποιούν χρεώνονται βιομόρια όπως ΑΤΡ και μέρος του ιστού του οστού.

Αυτά τα βιολογικά στοιχεία είναι το ασβέστιο (Ca), το νάτριο (Na), το κάλιο (K), το μαγνήσιο (Mg) και το χλώριο (Cl). Το πιο άφθονο είναι το νάτριο, το κάλιο, το μαγνήσιο και το ασβέστιο.

Ασβέστιο (Ca)

Το ασβέστιο είναι απαραίτητο για τα ζωντανά πράγματα, δεδομένου ότι τα φυτά χρειάζονται ασβέστιο για να χτίσουν τοίχους κυττάρων.

Είναι μέρος του οστικού ιστού των σπονδυλωτών, όπως υδροξυαπατίτη (Ca3 (PO4) 2) 2, Ca (OH) 2 και καθήλωσης της σχετίζεται με την κατανάλωση της βιταμίνης D και το ηλιακό φως. Το ασβέστιο υπάρχει σε ιοντική μορφή, χρησιμεύει ως ένα σημαντικό ρυθμιστικό διεργασίες στο κύτταρο κυτταρόπλασμα.

Ασβέστιο επηρεάζει νευρομυϊκή διεγερσιμότητα των μυών (μαζί με ιόντα Κ, Na και Mg και να συμμετέχουν στη μυϊκή συστολή.) Η υπασβεστιαιμία οδηγεί σε κολικούς-τετανία. Επίσης συμμετέχει στη ρύθμιση της σύνθεσης γλυκογόνου σε νεφρό, ήπαρ και σκελετικό μυ.

Το ασβέστιο μειώνει τη διαπερατότητα της κυτταρικής μεμβράνης και του τριχοειδούς τοιχώματος, με αποτέλεσμα τα αντιφλεγμονώδη, αντιεξιδρωματικά και αντι-αλλεργικά αποτελέσματά της. Είναι επίσης απαραίτητο για την πήξη του αίματος.

Τα ιόντα ασβεστίου είναι σημαντικοί ενδοκυτταρικοί αγγελιοφόροι, οι οποίοι επηρεάζουν την έκκριση της ινσουλίνης στην κυκλοφορία και την έκκριση των ενζύμων πέψης στο λεπτό έντερο.

επαναρρόφηση ασβεστίου επηρεάζεται από την αμοιβαία αναλογία του ασβεστίου προς φωσφορικό στον εντερικό περιεχόμενο, και την παρουσία της χοληκαλσιφερόλης, η οποία ρυθμίζει την δραστική επαναπορρόφηση του ασβεστίου και του φωσφόρου.

Η ανταλλαγή του ασβεστίου και του φωσφορικού ορμονικά ρυθμίζεται με paratoidea ορμόνη και καλσιτονίνη. Η παρατοειδής ορμόνη απελευθερώνει ασβέστιο από οστά στο αίμα.

Η καλσιτονίνη προάγει την εναπόθεση ασβεστίου στα οστά, η οποία μειώνει τα επίπεδα στο αίμα.

Μαγνήσιο (Mg)

Το μαγνήσιο είναι ένα δευτερογενές βιολογικό στοιχείο που αποτελεί μέρος των βιομορίων καθώς είναι ένας συμπαράγοντας της χλωροφύλλης. Το μαγνήσιο είναι ένα τυπικό ενδοκυτταρικό κατιόν και αποτελεί ουσιαστικό μέρος των σωματικών ιστών και υγρών.

Είναι παρούσα στον σκελετό (70%) και στους μυς των ζώων και μεταξύ των λειτουργιών του είναι η σταθεροποίηση του αρνητικού φορτίου των φωσφορικών αλάτων του μορίου ΑΤΡ.

Νάτριο (Na)

Είναι ένα σημαντικό εξωκυτταρικό κατιόν, συμμετέχει στην ομοιόσταση του οργανισμού. Προστατεύει το σώμα από υπερβολική απώλεια ύδατος μέσω διαύλων νατρίου και να συμμετέχουν στη διάδοση του νευρικού ενθουσιασμού.

Κάλιο (Κ)

Συμμετέχει στην ομοιόσταση του οργανισμού και τη διάδοση του νεύρου διέγερση από διαύλους καλίου. Η ανεπάρκεια του καλίου μπορεί να οδηγήσει σε καρδιακή ανακοπή.

Χλωριούχο (Cl)

Ένα αλογόνο από την ομάδα VII του περιοδικού πίνακα. Είναι παρούσα στον οργανισμό των ζωντανών όντων κυρίως ως ιόντα χλωριδίου που σταθεροποιεί το θετικό φορτίο των μεταλλικών ιόντων (Biogenic elements, S.F.).

3- Στοιχεία σε ίχνη

Είναι παρόντες σε μερικά ζωντανά όντα. Πολλά από αυτά τα ιχνοστοιχεία λειτουργούν ως συμπαράγοντες στα ένζυμα.

ιχνοστοιχεία είναι βόριο (Β), βρώμιο (Br), χαλκό (Cu), φθόριο (F), μαγγάνιο (Μη), πυρίτιο (Si), σίδηρο (Fe), ιώδιο (Ι), κ.λπ..

Ποσοστό των βιολογικών στοιχείων

Υπάρχει μια διαφορά στο ποσοστό των bioelementos σε οργανισμούς και στην ατμόσφαιρα, υδρόσφαιρα ή φλοιό της γης, η οποία είναι ενδεικτική μιας επιλογής των πλέον κατάλληλων στοιχείων για να σχηματίσουν δομές και να εκτελέσει συγκεκριμένες λειτουργίες ανωτέρω αφθονία.

Για παράδειγμα, ο άνθρακας είναι περίπου 20% του βάρους των οργανισμών, αλλά η συγκέντρωσή του στην ατμόσφαιρα με τη μορφή διοξειδίου του άνθρακα είναι χαμηλή. Από την άλλη πλευρά, το άζωτο αντιπροσωπεύει σχεδόν το 80% της ατμόσφαιρας της Γης, αλλά μόνο το 3,3% του αζώτου αποτελεί το ανθρώπινο σώμα.

Ο παρακάτω πίνακας δείχνει την αναλογία ορισμένων βιολογικών συστατικών σε ζωντανούς οργανισμούς σε σύγκριση με την υπόλοιπη Γη (Bioelements, s.f.):

Πίνακας 1: αφθονία των βιολογικών στοιχείων στο σύμπαν, στη γη και στο ανθρώπινο σώμα.

Biomolecules

Τα βιολογικά στοιχεία συνδυάζονται μεταξύ τους και μπορούν να σχηματίσουν χιλιάδες διαφορετικά μόρια. Τα βιομόρια εμπλέκονται στη σύσταση των κυττάρων.

Αυτά μπορούν να ταξινομηθούν σε ανόργανα (νερό και μέταλλα) και οργανικά (υδατάνθρακες, λιπίδια, αμινοξέα και νουκλεϊκά οξέα).

Τα βιομόρια είναι γνωστά ως οι δομικές πτυχές της ζωής, αφού είναι τα τούβλα ή οι βασικοί τύποι στους οποίους συντίθενται πιο πολύπλοκα μόρια.

Για παράδειγμα, τα αμινοξέα είναι οι δομικές ανωμαλίες των πρωτεϊνών. Η αλληλουχία αμινοξέων προσδιορίζει την πρωτοταγή δομή μίας πρωτεΐνης.

Μόρια όπως λιπίδια σχηματίζουν την κυτταρική μεμβράνη και lobiomoles απλούς υδατάνθρακες είναι σύνθετοι υδατάνθρακες όπως είναι η περίπτωση του μορίου γλυκογόνου.

Επίσης, η περίπτωση των αζωτούχων βάσεων, ότι ενώνοντας τις ριβόζη ή δεοξυριβόζη μόρια υδατάνθρακα είναι RNA και DNA αλληλουχία η οποία θα είναι να φιλήσει το γενετικό κώδικα.

Αναφορές

1. Βιολογικά στοιχεία. (2009, 14 Δεκεμβρίου). Λήψη από το wikiteka: wikiteka.co.uk.
2. Βιολογικά στοιχεία. (s.f.). Από το cronodon: cronodon.com.
3. Βιογενικά στοιχεία. (S.F.). Από το chemlaba: chemlaba.wordpress.com.
4. ΒΙΟΛΟΓΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΧΗΜΕΙΑΣ. (S.F.). Λαμβάνεται από το intranet.tdmu.edu.ua: intranet.tdmu.edu.ua.
5. Llull, R. (S.F.). Τα συστατικά της ζωντανής ύλης. Λαμβάνεται από bioluliaes: bioluliaes.wordpress.com.
6. Επιτροπή Εθνικού Συμβουλίου Έρευνας (ΗΠΑ) για την Πλανητική Βιολογία και την Χημική Εξέλιξη. (1990). Η κοσμική ιστορία των βιογενών στοιχείων και ενώσεων. Στο Η αρχή της αναζήτησης της ζωής: Πρόοδος και μελλοντικές κατευθύνσεις στην πλανητική βιολογία και την χημική εξέλιξη. Washington DC: Εθνική Ακαδημία Τύπου (ΗΠΑ).
7. Rastogi, V. Β. (2003). Σύγχρονη Βιολογία. New Dehli: pitanbar publishing.