קפה ביו-אלמנטרים (יסודי ומשני)

ה ביולוגי או אלמנטים ביוגניים (ביו = חיים, גנטיקה = התחלה) הם אותם יסודות כימיים המרכיבים את עניין היצורים החיים.

ישנם כ 70 של אלמנטים אלה, אשר משתנים בפרופורציות שונות ולא כל נוכחים בכל היצורים החיים (Bioelements, 2009).

כל החומר ביקום מתרחש בצורה של אטומים של מספר קטן של אלמנטים. ישנם 92 יסודות כימיים טבעיים ביקום.

מנקודת המבט היבשתי שלנו קשה לדמיין צורות חיים שבו אלמנטי המימן, פחמן, חמצן, חנקן, גופרית וזרחן לא משחקים תפקיד מכריע (Biogenic ELEMENTS כימיה., S.F.).

זה באמת לשחק את התפקיד הזה ברחבי היקום נראה סביר, גם בגלל (מלבד זרחן), אלה הם המרכיבים הנפוצים ביותר ביקום מלבד בכמויות משמעותיות בין אבני הבניין של כוכב לכת הארצי.

בנוסף, הכימיה שלה מתאימה במיוחד להתפתחות מבנים ותפקודים מורכבים המאפיינים מערכות חיים.

מאז השמש ואת כוכבי לכת נוצרה רק 4600 לפני מ'שנתי יקום שגיל הוא אולי 15 מיליארדים שנים, ברור כי אלה "אלמנטים ביוגני" חוו היסטוריה כימית ארוכה ומורכבת לפני שהצטרפתי ביוכימיה יבשתית.

כרגע אין זה ידוע אם היסטוריה קודמת זו מילאה תפקיד ישיר במקור החיים על פני כדור הארץ.

מה שברור הוא כי Astrochemistry הוא במידה רבה את הכימיה של אלמנטי ביוגני ולהבין את הטבע וההתפתחות של מורכבות כימית דרך היקום חיוני להבנה הוא בשלב הכימי מוקדם של מערכת השמש שלנו, כמו התדירות שבה הקשורים תנאים קיימים במקומות אחרים בגלקסיה שלנו וגלקסיות אחרות (המועצה הלאומית למחקר (ארה"ב) ועדת ביולוגיה פלנטריים ו אבולוציה כימית. 1990).

סיווג ביולוגי

על פי הכמות שלהם בחוקה של ביומולקולות, ביו-אלמנטים מסווגים כאלמנטים ראשוניים, משניים ועקבות (Rastogi, 2003).

1- ביו-מרכיבים ראשוניים

הביו-אלמנטים העיקריים הם אלה הנמצאים בכמויות גדולות יותר (כ -96% מהחומר החי) והם אלה שמרכיבים את רוב הביומולקולות האורגניות (פחמימות, שומנים, חלבונים וחומצות גרעין).

אלמנטים אלה מאופיינים על ידי האור (משקל אטומי נמוך) ושפע. היסודות העיקריים הם פחמן, מימן, חמצן, חנקן, זרחן וגופרית.

פחמן (C)

זהו bioelement הראשי המהווה biomolecules. יש לו את היכולת להרכיב כדי ליצור שרשראות פחמן גדולות באמצעות קשרים יחיד, כפול או משולש, כמו גם מבנים מחזורית.

זה יכול לשלב מגוון של קבוצות תפקודיות כגון חמצן, הידרוקסיד, פוספט, אמינו, נייטרו וכו ', וכתוצאה מכך מגוון עצום של מולקולות שונות.

אטום הפחמן הוא כנראה אחד bioelements החשוב ביותר מאז כל biomolecules מכילים פחמן. אפשר למצוא, למשל, שומנים ללא זרחן או חנקן (למשל כולסטרול), אך אין ביומולקולות ללא פחמן.

מימן (H)

זהו אחד המרכיבים של מולקולת המים, שהיא חיונית לכל החיים, והיא חלק שלדי פחמן של מולקולות אורגניות.

יותר מולקולות מימן ביומולקולה יש, ככל שזה יופחת ואת היכולת לחמצן לייצר יותר אנרגיה.

לדוגמה, חומצות שומן יש יותר electrons מאשר פחמימות, ולכן יש להם את היכולת לייצר יותר אנרגיה על ידי השפלה.

חמצן (O)

זה האלמנט השני שמרכיב את מולקולת המים. זהו אלמנט electronegative מאוד המאפשר ייצור גדול יותר של אנרגיה באמצעות נשימה אירובית.

בנוסף, הקשרים הקוטביים עם מימן, וכתוצאה מכך רדיקלים קוטביים מסיסים במים.

חנקן (N)

אלמנט שנמצא בכל חומצות האמינו. באמצעות חנקן, חומצות אמינו יש את היכולת ליצור קשר פפטיד לייצר חלבונים.

זה bioelement נמצא גם בסיסים nitrogenous של חומצות גרעין. זה בוטל על ידי האורגניזם בצורה של אוריאה.

אחד מהביומולקולות הראשונים שנוצרו היה ה- ATP, בשל שפע החנקן באטמוספירה של כדור הארץ. חנקן הוא חלק אדנוזין של ה- ATP.

זרחן (P)

הקבוצה נמצאת בעיקר כפוספט (PO₄^3-) כי הוא חלק של נוקליאוטידים. טופס עשיר באנרגיה קישורים המאפשרים שיתוף קל (ATP).

כמו כן, חשוב במבנה הדנ"א שכן הוא יוצר קשר fofodiester עם נוקליאוטידים כדי ליצור את המולקולה.

גופרית (S)

Bioelement כי הוא נמצא בעיקר כקבוצה sulfhydryl (-SH) כי הוא חלק מחומצות אמינו כגון ציסטאין, שבו קשרים דיסולפיד חיוניים כדי ליצור יציבות במבנה שלישוני ורביעני של חלבונים.

הוא נמצא גם בקואנזים A, חיוני עבור מסלולים מטבוליים אוניברסליים שונים, כגון מחזור קרבס (Llull, S.F.). זהו bioelement העיקרי הכבד שקיים מאז המשקל האטומי שלה הוא 36 גרם / מול.

2 ביו-אלמנטים משניים

אלו סוגים של אלמנטים נמצאים גם בכל היצורים החיים, אבל לא בכמויות כמו היסודות העיקריים.

אין טופס biomolecules אך משמשים הדרגתיים ריכוז התא, דיאלקטרי איתות תאי עצב ומוליכים עצביים, לייצב ביומולקולות טעונה כגון ATP וחלק רקמת העצם.

אלה הם biioelements סידן (Ca), נתרן (Na), אשלגן (K), מגנזיום (Mg) ו כלור (Cl). הנפוצים ביותר הם נתרן, אשלגן, מגנזיום וסידן.

סידן (Ca)

סידן הוא חיוני עבור יצורים חיים מאז צמחים דורשים סידן לבנות קירות התא.

זה מהווה חלק ברקמת העצמות החולייתית בצורת hydroxyapatite (Ca3 (PO4) 2) 2, Ca (OH) 2 וקיבועו קשורה לצריכת ויטמין D ואור השמש. נוכחות הסידן בצורת יונית, משמשת כווסת חשוב של תהליכים בציטופלסמה הסלולרית.

סידן משפיע על ההתרגשות העצבית של השרירים (יחד עם K, Na ו- Mg יונים ומשתתף בהתכווצות שרירים). היפוקלצמיה מובילה לטכניקה קולית. הוא גם משתתף בויסות של סינתזת הגליקוגן בשרירי כליות, כבד ושרירי.

סידן מקטין את החדירות של קרום התא ואת קיר נימי, וכתוצאה מכך השפעות אנטי דלקתיות, antexudative ואנטי אלרגי שלה. זה גם הכרחי לקרישת הדם.

יוני סידן הם שליחים תאיים חשובים, אשר משפיעים על הפרשת האינסולין במחזור והפרשת אנזימי העיכול במעי הדק.

ספיגה מחדש של סידן מושפע היחסים ההדדיים של סידן פוספטים בתוכן המעי, ועל ידי נוכחות של cholecalciferol, אשר מסדיר את הספיגה הפעילה של סידן וזרחן.

החלפת סידן ופוספטים מוסדר הורמונלי עם הורמון paratoid ו calcitonin. הורמון פאראטואי משחרר סידן מעצמות בדם.

Calcitonin מקדם את התצהיר של סידן בעצמות, אשר מוריד את רמות הדם.

מגנזיום (מג)

מגנזיום הוא bioelement משנית כי הוא חלק biomolecules שכן הוא cofactor של כלורופיל. מגנזיום הוא קטיון תאיים טיפוסי הוא חלק חיוני של רקמות הגוף ונוזלים.

הוא נמצא בשלד (70%) ובשרירי בעלי החיים ובין תפקידיו הוא לייצב את המטען השלילי של הפוספטים של מולקולת ה- ATP.

נתרן (Na)

זהו קטיון תאיים חשוב, הוא משתתף בהומיאוסטזיס של האורגניזם. מגן על הגוף מפני הפסדי מים מוגזמים דרך תעלות הנתרן ומשתתף בהתפשטות ההתרגשות העצבים.

אשלגן (K)

הוא משתתף בהומיאוסטזיס של האורגניזם ובהפצת ההתרגשות העצבית באמצעות תעלות אשלגן. מחסור באשלגן עלול להוביל לדום לב.

כלור (Cl)

הלוגן מקבוצה 7 של הטבלה המחזורית. הוא נמצא באורגניזם של יצורים חיים בעיקר יון כלוריד אשר מייצב את המטען החיובי של יונים מתכת (אלמנטים ביוגניים, S.F.).

3 - אלמנטים בעקבות

הם נוכחים בכמה יצורים חיים. רבים מאלה יסודות קורט לשמש cofactors באנזימים.

יסודות קורט הם בורון (B), ברום (Br), נחושת (Cu), פלואור (F), מנגן (Mn), צורן (Si), ברזל (Fe), יוד (I), וכו '.

שיעור הביו-אלמנטים

יש הבדל בין חלקם של הביו-אורגנים באורגניזמים ובאוויר, בהידרוספרה או בקרום כדור הארץ, המעיד על מבחר של אלמנטים מתאימים יותר ליצירת מבנים ולבצע פונקציות ספציפיות מעל שפע.

לדוגמה, פחמן הוא כ 20% ממשקל האורגניזמים, אך הריכוז באטמוספרה בצורת דו תחמוצת הפחמן הוא נמוך. מצד שני, חנקן מהווה כמעט 80% של האטמוספירה של כדור הארץ, אבל רק 3.3% של חנקן מהווה את גוף האדם.

הטבלה הבאה מציגה את חלקם של כמה ביו-אורגנים באורגניזמים חיים בהשוואה לשאר כדור הארץ (Bioelements, s.f.):

טבלה 1: שפע של bioelements ביקום, על פני האדמה בגוף האדם.

ביומולקולות

הביולוגי משתלבים זה בזה ויכולים ליצור אלפי מולקולות שונות. ביומולקולות מעורבים בחוקה של תאים.

אלה יכולים להיות מסווגים לאורגניים (מים ומינרלים) ואורגניים (פחמימות, שומנים, חומצות אמינו וחומצות גרעין).

ביומולקולות ידועות כאבני האבן המבניות של החיים, שכן הן לבנים או תבניות בסיסיות שבהן מורכבות יותר מולקולות מורכבות.

לדוגמה, חומצות אמינו הן אבני גזית מבניות של חלבונים. רצף חומצות האמינו קובע את המבנה העיקרי של חלבון.

מולקולות כגון שומנים יוצרים את קרום התא ו lobiomoles פחמימות פשוטות ליצור פחמימות מורכבות כגון מולקולת הגליקוגן.

יש גם מקרים של בסיסים חנקניים, אשר, כאשר הם נקשרים פחמימות ribose או deoxyribose, טופס מולקולות ה- DNA ו- DNA שבו רצף שלהם יהיה נשיקה מהקוד הגנטי..

הפניות

1. ביו-אלמנטים. (2009, 14 בדצמבר). מתוך ויקיפדיה: wikiteka.co.uk.
2. ביו-אלמנטים. (s.f.). נלקח מ cronodon: cronodon.com.
3. רכיבים ביוגניים. (S.F.). נלקח מ chemlaba: chemlaba.wordpress.com.
4. כימיה ביוגנית. (S.F.). נלקח מ intranet.tdmu.edu.ua: intranet.tdmu.edu.ua.
5. Llull, R. (S.F.). מרכיבי החומר החי. נלקח מן bioluliaes: bioluliaes.wordpress.com.
6. המועצה הלאומית למחקר (ארה"ב) הוועדה על ביולוגיה פלנטרית אבולוציה כימית. (1990). ההיסטוריה הקוסמית של אלמנטים ביוגניים ותרכובות. ב חיפוש אחר מקורות חיים: התקדמות וכיוונים עתידיים בביולוגיה פלנטרית ואבולוציה כימית. וושינגטון די.סי: National Academies Press (ארה"ב).
7. Rastogi, V. B. (2003). ביולוגיה מודרנית. ניו דאלי: פיטנבר.