Bioceëlementenclassificatie (primair en secundair)

"Bio -element”Het is een term die wordt gebruikt om te verwijzen naar de belangrijkste chemische elementen die deel uitmaken van levende wezens. In sommige classificaties zijn deze verdeeld in primaire elementen en secundaire elementen.

Van de 87 chemische elementen die bekend zijn, vormen slechts 34 organisch materiaal, en het is bekend dat 17 van deze 34 echt onmisbaar zijn voor het leven. Bovendien vormen van deze 17 onmisbare elementen er vijf meer dan 90% van de zaak die levende organismen samenstelt.

Het periodieke tabel van de elementen, de primaire en secundaire bio-elementen worden ook aangegeven (Bron: Alejandro Porto [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/3.0)] via Wikimedia Commons)

De zes belangrijkste elementen in organische stof zijn waterstof (H, 59%), zuurstof (of, 24%), koolstof (C, 11%), stikstof (N, 4%), fosfor (P, 1%) en zwavel ( S, van 0,1 tot 1%).

Deze percentages weerspiegelen de hoeveelheid atomen van elk element met betrekking tot het totale aantal atomen dat levende cellen vormt en dit zijn die bekend als "primaire bio -elementen".

Secundaire bio -elementen bevinden zich in veel lager verhouding en zijn kalium (k), magnesium (mg), ijzer (geloof), calcium (ca), molybdeenum (mo), fluor (f), chloor (chloor (chloor (CL), het natrium (NA), jodium (i), koper (cu) en zink (Zn).

Secundaire elementen zijn meestal cofactoren in katalytische reacties en nemen deel aan tal van biochemische en fysiologische processen die inherent zijn aan organismen van organismen.

[TOC]

Primaire bio -elementen

Koolstof-, waterstof- en zuurstofatomen zijn de structurele basis van de moleculen die organische stof vormen, ondertussen stikstof, fosfor en zwavel interageren met de verschillende biomoleculen om chemische reacties te veroorzaken.

Waterstof

Waterstof is een chemisch element dat bij kamertemperatuur in een gasvormige vorm bestaat (25 º C), het kan alleen bestaan ​​in vaste of vloeibare toestand bij kamertemperatuur wanneer gekoppeld aan andere moleculen.

Er wordt gedacht dat waterstofatomen tot de eerste atomen waren die het primitieve universum vormden. De behandelde theorieën stellen voor dat de protonen in de kern van waterstofatomen begonnen te associëren met de elektronen van andere elementen om meer complexe moleculen te vormen.

Waterstof kan chemisch worden gecombineerd met bijna elk ander element om moleculen te vormen, waaronder water, koolhydraten, koolwaterstoffen, enz.

Dit element is verantwoordelijk voor de vorming van bindingen die bekend staan ​​als "waterstofbruggen", een van de belangrijkste zwakke interacties voor biomoleculen en de belangrijkste kracht die verantwoordelijk is voor het handhaven van drie -dimensionale structuren van eiwitten en nucleïnezuren.

Kan u van dienst zijn: easmotherium sibiricum: kenmerken, habitat, fossielen

Koolstof

Koolstof vormt de kern van veel biomoleculen. Hun atomen kunnen covalent worden gecombineerd met vier andere atomen van verschillende chemische elementen en ook met zichzelf om de structuur van grote complexiteitsmoleculen te vormen.

Koolstof, naast waterstof, is een van de chemische elementen die een groter aantal verschillende chemische verbindingen kunnen vormen. Zozeer zelfs dat alle stoffen en verbindingen gecatalogiseerd als "organische" koolstofatomen in hun hoofdstructuur bevatten.

Algemene structuur van een aminozuur (Bron: Gebruiker: PPFK [CC BY-SA 3.0 (http: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/3.0/)] via Wikimedia Commons)

Onder de belangrijkste koolzuurhoudende moleculen van levende wezens zijn onder andere koolhydraten (suikers of sacchariden), eiwitten en hun aminozuren, nucleïnezuren (DNA en RNA), lipiden en vetzuren, onder andere.

Zuurstof

Zuurstof is een gasvormig element en is de meest voorkomende over de aardkorst. Het is aanwezig in veel organische en anorganische componenten en vormverbindingen met bijna alle chemische elementen.

Het is verantwoordelijk voor de oxidatie van chemische en verbrandingsverbindingen, die ook verschillende vormen van oxidatie zijn. Zuurstof is een zeer elektronegatief element, maakt deel uit van het watermolecuul en neemt deel aan het ademhalingsproces van veel van levende wezens.

Reactieve zuurstofsoorten zijn verantwoordelijk voor oxidatieve stress in cellen. Het is heel gebruikelijk om de schade te observeren die wordt veroorzaakt door oxiderende verbindingen aan macromoleculen in het celinterieur, omdat deze onbalans het celreductie -interieur.

Stikstof

Stikstof is ook voornamelijk in een gasvormige vorm en vormt ongeveer 78% van de atmosfeer van de aarde. Het is een belangrijk element in de voeding van planten en dieren.

Bij dieren is stikstof een fundamenteel onderdeel van aminozuren die op hun beurt de bouwblokken zijn voor eiwitten. Eiwitten structureren de weefsels en velen van hen hebben de enzymatische activiteit die nodig is om veel van de vitale reacties voor cellen te versnellen.

Nitrogóeno is een fundamenteel onderdeel van de stikstofbases die maken.SVG: Sponk / *Vertaling: Sponk [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/3.0)] via Wikimedia Commons)

Stikstof is aanwezig in de stikstofbasen van DNA en RNA, essentiële moleculen voor de overdracht van genetische informatie van ouders naar nakomelingen en voor de goede werking van levende organismen als cellulaire systemen.

Overeenkomst

De meest voorkomende vorm van dit element in de natuur is als vaste fosfaten in vruchtbare bodems, rivieren en meren. Het is een belangrijk element voor het functioneren van dieren en groenten, maar ook voor bacteriën, schimmels, protozoa en alle levende wezens.

Het kan u van dienst zijn: Forest Food Chain

Bij dieren is fosfor in overvloed in alle botten in calciumfosfaat.

Fosfor is essentieel voor het leven, omdat het ook een element is dat deel uitmaakt van DNA, RNA, ATP en fosfolipiden (fundamentele componenten van celmembranen).

Deze bio -element is altijd toegewijd aan energieoverdrachtsreacties, omdat het verbindingen vormt met zeer energieverbindingen, waarvan de hydrolyse wordt gebruikt om verschillende cellulaire systemen te verplaatsen.

Zwavel

Zwavel is meestal in de vorm van sulfiden en sulfaten. Het is vooral overvloedig in vulkanische gebieden en is aanwezig in het verspilling van cysteïne en methodine -aminozuren.

In eiwit vormen de zwavelatomen van de cysteïne een intra of intermoleculaire interactie zeer sterk bekend als "disulfidebrug", wat essentieel is voor de conformatie van de secundaire, tertiaire en quaternaire structuur van cellulaire eiwitten.

Coenzyme A, een metabole intermediair met een breed scala aan functies, heeft een zwavelatoom in zijn structuur.

Dit element is ook fundamenteel in de structuur van veel enzymatische cofactoren die deelnemen aan verschillende belangrijke metabole routes.

Secundaire bio -elementen

Zoals hierboven vermeld, zijn secundaire bio -elementen die in mindere verhouding dan het primaire en de belangrijkste zijn kalium, magnesium, ijzer, calcium, natrium en zink.

Secundaire bio -elementen of oligo's zijn betrokken bij veel van de fysiologische processen van planten, in fotosynthese, in ademhaling, in de cellulaire ionenbalans van de vacuole en de chloroplasten, bij het transport van koolhydraten naar de floem, etc.

Dit geldt ook voor dieren en andere organismen, waar deze elementen, min of meer overbodig en minder overvloedig, deel uitmaken van veel noodzakelijke cofactoren voor de werking van alle celmachines.

Ijzer

IJzer is een van de belangrijkste secundaire bio -elementen met het oog op het uitoefenen van functies in meerdere energiefenomenen. Het is erg belangrijk bij de reductie van natuurlijke roestreacties.

Bij zoogdieren is ijzer bijvoorbeeld een essentieel onderdeel van hemoglobine, het eiwit dat verantwoordelijk is voor het transport van zuurstof in het bloed in erytrocyten of rode bloedcellen.

In plantencellen maakt dit element ook deel uit van sommige pigmenten zoals chlorofyl, fundamenteel voor fotosynthetische processen. Het maakt deel uit van cytochrome moleculen, ook essentieel voor ademhaling.

Zink

Wetenschappers denken dat zink een van de belangrijkste elementen was in het verschijnen van eukaryotische organismen miljoenen jaren geleden, omdat veel van de DNA -union -eiwitten voor de replicatie die samengesteld was aan de "primitieve eukaryoten" zink als reden als reden als een reden.

Kan u dienen: Homologie (biologie)

Een voorbeeld van dit type eiwit is zinkvingers, die deelnemen aan genetische transcriptie, eiwittranslatie, metabolisme en eiwitassemblage, enz.

Calcium

Calcium is een van de meest voorkomende mineralen op de planeet Aarde; Bij de meeste dieren vormen ze tanden en botten in calciumhydroxyfosfaatvorm. Dit element is essentieel voor spiercontractie, overdracht van zenuwimpulsen en bloedstolling.

Magnesium

Het grootste deel van het magnesium in de natuur is in vaste vorm gecombineerd met andere elementen, het is niet alleen in vrije staat. Magnesium is een cofactor van meer 300 verschillende enzymatische systemen bij zoogdieren.

De reacties waaraan het deelneemt, variëren van eiwitsynthese, spiermobiliteit en zenuwfunctie, tot de regulatie van bloedglucosespiegels en bloeddruk. Magnesium is noodzakelijk voor energieproductie in levende organismen, voor oxidatieve fosforylering en glycolyse.

Het draagt ​​ook bij aan de ontwikkeling van botten en is noodzakelijk voor de synthese van DNA, RNA, glutathione, onder andere.

Natrium en kalium

Het zijn twee zeer overvloedige ionen in het celinterieur en de variaties in hun interne en externe concentraties, evenals hun transport, zijn beslissend voor veel fysiologische processen.

Kalium is het meest voorkomende intracellulaire kation, het handhaaft het vloeibare volume in cellulaire interieur en transmembranale elektrochemische gradiënten.

Zowel natrium als kalium nemen actief deel aan de overdracht van zenuwimpulsen, omdat ze worden getransporteerd door de natriumpotasio-pomp. Natrium neemt ook deel aan spiercontractie en absorptie van voedingsstoffen door celmembraan.

De rest van de secundaire bio -elementen: molybdeen (MO), fluoride (F), chloor (CL) jodium (I) en koper (Cu) vervullen belangrijke functies in veel fysiologische reacties. Het is echter veel minder nodig dan de zes elementen die hierboven zijn uitgelegd.

Referenties

1. Egami, f. (1974). Kleine elementen en evolutie. Journal of Molecular Evolution, 4 (2), 113-120.
2. Hackh, ik. W. (1919). Bio -elementen; De chemische elementen van de levende materie. The Journal of General Physiology, 1 (4), 429
3. Kaim, w., & Rall, j. (1996). Koper-A "modern" bio-element. Angewandte Chemie International Edition in English, 35 (1), 43-60.
4. National Institute of Health. (2016). Magnesium: fact sheet voor gezondheidswerkers. Huidige versie, 27.
5. Peñuelas, j., Fernández - Martínez, m., Ciais, p., Jou, D., Piao, s., Obersteiner, m.,… & Sardans, J. (2019). De bio -elementen, het elementome en de biogeochemische niche. Ecology, 100 (5), E02652
6. Skalny, een. V. (2014). Bioceëlementen en bio -elementologie in farmacologie en voeding: fundamentele en praktische aspecten. Bij farmacologie en voedingsinterventie bij de behandeling van ziekten. Intechopen.
7. Solioz, m. (2018). Koper-een moderne bio-element. In koper en bacteriën (PP. 1-9). Springer, Cham.
8. Wereldgezondheidsorganisatie. (2015). Factsheet: zout.