Delen:
Biogene elementen, kenmerken, classificatie en functies
Ze worden genoemd biogenetische elementen die atomen die de levende materie vormen. Etymologisch komt de term vandaan bio, wat in het Grieks "leven" betekent; en Genesis, wat 'oorsprong' betekent. Van alle bekende elementen zijn slechts ongeveer dertig onmisbaar.
Op het laagste organisatieniveau bestaat materie uit minuscule deeltjes, namelijk atomen. Elk atoom bestaat uit protonen en neutronen in de kern en een bepaald aantal elektronen eromheen. Deze bestanddelen definiëren de eigenschappen van de elementen.
Ze hebben structurele functies, zijnde de fundamentele bestanddelen in biologische moleculen (eiwitten, koolhydraten, lipiden en nucleïnezuren) of presenteren zichzelf in hun ionische vorm en fungeren als een elektrolyt. Ze hebben ook specifieke functies, zoals spiercontractie bevorderen of aanwezig zijn op de actieve plaats van een enzym.
Alle biogene elementen zijn onmisbaar, en als je het fenomeen van het leven zou missen, zou het niet kunnen gebeuren. De belangrijkste biogene elementen die het meest voorkomen in levende materie zijn koolstof, waterstof, stikstof, zuurstof, fosfor en zwavel.
index
- 1 Kenmerken
- 1.1 Covalente links
- 1.2 Capaciteit om enkele, dubbele en drievoudige vormen
- 2 Classificatie
- 2.1 Primaire elementen
- 2.2 Secundaire elementen
- 2.3 Spoorelementen
- 3 functies
- 3.1 Carbon
- 3.2 Zuurstof
- 3.3 Waterstof
- 3.4 Stikstof
- 3.5 Fosfor
- 3.6 Zwavel
- 3.7 Calcium
- 3.8 Magnesium
- 3.9 Natrium en kalium
- 3.10 IJzer
- 3.11 Fluor
- 3.12 Lithium
- 4 Referenties
features
De biogene elementen hebben een reeks chemische eigenschappen die ze geschikt maken om deel uit te maken van levende systemen:
Covalente obligaties
Ze zijn in staat om covalente bindingen te vormen, waarbij de twee atomen samenkomen door elektronen van hun valentie schaal te delen. Wanneer deze verbinding wordt gevormd, bevinden de gedeelde elektronen zich in de internucleaire ruimte.
Deze bindingen zijn vrij sterk en stabiel, een aandoening die aanwezig moet zijn in de moleculen van levende organismen. Evenzo zijn deze bindingen niet extreem moeilijk te doorbreken, wat het mogelijk maakt om een zekere mate van moleculaire dynamiek vast te stellen.
Mogelijkheid om eenvoudige, dubbele en drievoudige obligaties te vormen
Een groot aantal moleculen kan met weinig elementen worden gevormd dankzij het vermogen om enkele, dubbele en driedubbele bindingen te vormen.
Naast het bieden van een significante moleculaire variëteit, maakt dit kenmerk de vorming mogelijk van structuren met verschillende opstellingen (lineair, ringvormig, onder andere).
classificatie
De biogene elementen worden geclassificeerd als primaire, secundaire en sporenelementen. Deze opstelling is gebaseerd op de verschillende verhoudingen van de elementen in levende wezens.
In de meeste organismen worden deze verhoudingen gehandhaafd, hoewel er bepaalde specifieke variaties kunnen zijn. In gewervelde dieren is bijvoorbeeld jodium een cruciaal element, terwijl in andere taxa het lijkt niet het geval te zijn.
Primaire elementen
Het droge gewicht aan levende materie bestaat uit 95 tot 99% van deze chemische elementen. In deze groep vinden we de meest voorkomende elementen: waterstof, zuurstof, stikstof en koolstof.
Deze elementen hebben een uitstekend vermogen om met anderen te combineren. Bovendien hebben ze het kenmerk dat ze meerdere koppelingen vormen. Koolstof kan drievoudige bindingen vormen en een verscheidenheid aan organische moleculen genereren.
Secundaire elementen
De elementen van deze groep vormen 0,7% tot 4,5% van de levende materie. Het zijn natrium, kalium, calcium, magnesium, chloor, zwavel en fosfor.
In organismen zijn de secundaire elementen in hun ionische vorm; daarom worden ze elektrolyten genoemd. Afhankelijk van hun belasting kunnen ze worden gecatalogeerd als kationen (+) of anionen (-)
Over het algemeen nemen elektrolyten deel aan osmotische regulatie, aan de zenuwimpuls en aan het transport van biomoleculen.
De osmotische verschijnselen verwijzen naar de juiste balans van water in de cellulaire omgeving en daarbuiten. Evenzo hebben ze een rol bij het handhaven van de pH in cellulaire omgevingen; ze staan bekend als bufferoplossingen of buffer.
Spoor elementen
Ze zijn in minieme verhoudingen of sporen, ongeveer in waarden lager dan 0,5%. De aanwezigheid ervan in lage hoeveelheden geeft echter niet aan dat zijn rol niet belangrijk is. In feite zijn ze even onmisbaar als de vorige groepen voor een goede werking van het levende organisme.
Deze groep bestaat uit ijzer, magnesium, kobalt, koper, zink, molybdeen, jodium en fluor. Net als de groep secundaire elementen, kunnen de sporenelementen zich in hun ionische vorm bevinden en elektrolyten zijn.
Een van de meest relevante eigenschappen is om zichzelf te handhaven als een stabiel ion in zijn verschillende oxidatietoestanden. Ze kunnen worden gevonden in de actieve centra van de enzymen (fysieke ruimte van het eiwit waar de reactie plaatsvindt) of werken op moleculen die elektronen overbrengen.
Andere auteurs classificeren de bio-elementen meestal als essentieel en niet-essentieel. De classificatie volgens zijn overvloed is echter het meest gebruikt.
functies
Elk van de bio-genetische elementen vervult een onmisbare en specifieke functie in het organisme. Een van de meest relevante functies kunnen we het volgende noemen:
koolstof
Koolstof is het belangrijkste "blok" van organische moleculen.
zuurstof
Zuurstof speelt een rol in de processen van ademhaling en het is ook een primordiale component in de verschillende organische moleculen.
waterstof
Het wordt gevonden in water en maakt deel uit van organische moleculen. Het is zeer veelzijdig, omdat het aan elk ander element kan worden gekoppeld.
stikstof
Het wordt gevonden in eiwitten, nucleïnezuren en bepaalde vitamines.
fosfor
Fosfor wordt gevonden in ATP (adenosinetrifosfaat), een energiemolecule die veel wordt gebruikt in het metabolisme. Het is de energievaluta van de cellen.
Evenzo maakt fosfor deel uit van het genetische materiaal (DNA) en bepaalde vitamines. Gevonden in fosfolipiden, cruciale elementen voor de vorming van biologische membranen.
zwavel
Zwavel wordt gevonden in sommige aminozuren, specifiek in cysteïne en methionine. Het is aanwezig in co-enzym A, een intermediair molecuul dat een groot aantal metabole reacties mogelijk maakt.
calcium
Calcium is essentieel voor botten. De processen van spiercontractie vereisen dit element. Spiercontractie en bloedcoagulatie worden ook gemedieerd door dit ion.
magnesium
Magnesium is vooral belangrijk in planten, omdat het wordt aangetroffen in het chlorofylmolecuul. Als een ion neemt het deel als een co-factor in verschillende enzymroutes.
Natrium en kalium
Het zijn overvloedige ionen in respectievelijk het extracellulaire en intracellulaire medium. Deze elektrolyten zijn de protagonisten van de zenuwimpuls, omdat ze het membraanpotentieel bepalen. Deze ionen staan bekend om de natrium-kaliumpomp.
ijzer
Het zit in hemoglobine, een eiwit dat aanwezig is in bloed-erytrocyten, waarvan de functie het transport van zuurstof is.
fluor
Fluor is aanwezig in de tanden en botten.
lithium
Lithium heeft neurologische functies.
referenties
- Cerezo García, M. (2013). Grondbeginselen van de basisbiologie. Publicaties van de Universitat Jaume I.
- Galan, R., & Torronteras, S. (2015). Fundamentele en gezondheidsbiologie. Elsevier
- Gama, M. (2007). Biologie: een constructivistische benadering. Pearson Education.
- Macarulla, J. M., & Goñi, F. M. (1994). Menselijke biochemie: basiscursus. Ik draaide achteruit.
- Teijón, J. M. (2006). Fundamenten van structurele biochemie. Editorial Tébar.
- Urdiales, B.A. V., Pilar Granillo, M., & Dominguez, M.D. S. V. (2000). Algemene biologie: levende systemen. Patria Editorial Group.
- Vallespí, R.M.C., Ramírez, P.C., Santos, S.E., Morales, A.F., Torralba, M.P., & Del Castillo, D.S. (2013). Belangrijkste chemische verbindingen. Redactioneel UNED.