אלמנטים ביוגניים, מאפיינים, סיווג ותפקודים

הם נקראים רכיבים ביוגנטיים אטומים אלה המרכיבים את החומר החי. מבחינה אטימולוגית, המונח בא ביו, אשר ביוונית פירושו "חיים"; ו בראשית, שמשמעותו "מוצא". מבין כל האלמנטים הידועים, רק שלושים הם הכרחיים.

ברמה הנמוכה ביותר של הארגון, החומר מורכב מחלקיקים זעירים הנקראים אטומים. כל אטום מורכב מפרוטונים ונייטרונים בגרעין ומספר מסוים של אלקטרונים סביבו. מרכיבים אלה מגדירים את תכונות האלמנטים.

יש להם פונקציות מבניות, להיות המרכיבים הבסיסיים של מולקולות ביולוגיות (חלבונים, פחמימות, שומנים וחומצות גרעין) או להציג את עצמם בצורה יונית שלהם לפעול כמו אלקטרוליט. יש להם גם פונקציות ספציפיות, כגון העדפת התכווצות שרירים או להיות נוכח באתר פעיל של אנזים.

כל היסודות הביוגניים הם הכרחיים, ואם אחד היה מתגעגע לתופעה של החיים, זה לא יכול לקרות. היסודות הביוגניים העיקריים בשפע ביותר בחומר החי הם פחמן, מימן, חנקן, חמצן, זרחן וגופרית.

אינדקס

• 1 מאפיינים
  • 1.1 קישורים קוולנטיים
  • 1.2 יכולת ליצור קשרים פשוטים, כפולים ומשולשים
• קפה קפה
  • 2.1 יסודות ראשוניים
  • 2.2 אלמנטים משניים
  • 2.3 יסודות קורט
• 3 פונקציות
  • 3.1 פחמן
  • 3.2 חמצן
  • 3.3 מימן
  • 3.4 חנקן
  • 3.5 זרחן
  • 3.6 גופרית
  • 3.7 סידן
  • 3.8 מגנזיום
  • 3.9 נתרן ואשלגן
  • 3.10 ברזל
  • 3.11 פלואור
  • 3.12 ליתיום
• 4 הפניות

תכונות

אלמנטים ביוגניים יש סדרה של מאפיינים כימיים שהופכים אותם מתאימים להיות חלק מערכות חיות:

איגרות קוולנטיות

הם מסוגלים ליצור קשרים קוולנטיים, שבו שני האטומים להצטרף על ידי שיתוף אלקטרונים מתוך פגז הערכיות שלהם. כאשר הקישור הזה נוצר, האלקטרונים המשותפים ממוקמים בחלל הגרעיני.

קשרים אלה חזקים ויציבים למדי, מצב זה חייב להיות נוכח במולקולות של אורגניזמים חיים. כמו כן, קשרים אלה הם לא קשה מאוד לשבור, אשר מאפשר להקים מידה מסוימת של דינמיקה מולקולרית.

היכולת ליצור קשרים פשוטים, כפולים ומשולשים

מספר רב של מולקולות יכול להיווצר עם כמה אלמנטים תודה על היכולת ליצור קשרים בודדים, כפולים משולשת.

בנוסף לספק מגוון מולקולרי משמעותי, תכונה זו מאפשרת היווצרות מבנים עם הסדרים מגוונים (ליניארי, בצורת טבעת, בין היתר).

קפה

היסודות הביוגניים מסווגים כאלמנטים ראשוניים, משניים ועקבות. הסדר זה מבוסס על הפרופורציות השונות של האלמנטים החיים.

ברוב האורגניזמים נשמרים הפרופורציות הללו, אם כי ייתכן שיהיו הבדלים מסוימים. לדוגמה, בחוליות היוד הוא מרכיב חיוני, בעוד אחרים מסה זה לא נראה כך.

אלמנטים ראשוניים

המשקל היבש של החומר החי מורכב מ -95% ל -99% מרכיבים כימיים אלה. בקבוצה זו אנו מוצאים את המרכיבים הנפוצים ביותר: מימן, חמצן, חנקן ופחמן.

לאלמנטים אלו יש יכולת מצוינת לשלב עם אחרים. בנוסף, יש להם את המאפיין של יצירת מספר קישורים. פחמן יכול ליצור עד שלושה קשרים וליצור מגוון של מולקולות אורגניות.

אלמנטים משניים

מרכיבי קבוצה זו מהווים בין 0.7% ל -4.5% מהחומר החי. הם נתרן, אשלגן, סידן, מגנזיום, כלור, גופרית וזרחן.

באורגניזמים, היסודות המשניים הם בצורתם היונית; ולכן הם נקראים אלקטרוליטים. בהתאם לעומס שלהם הם יכולים להיות מקוטלג כמו קטיונים (+) או אניונים (-)

באופן כללי, אלקטרוליטים משתתפים רגולציה אוסמוטית, בדחף עצבי ובתחבורה של ביומולקולות.

התופעות האוסמוטיות מתייחסות לאיזון הולם של המים בתוך הסביבה הסלולרית ומחוצה לה. כמו כן, יש להם תפקיד בשמירה על pH בסביבות סלולריות; הם ידועים כפתרונות חיץ או חיץ.

יסודות קורט

הם נמצאים בפרופורציות זעירות או עקבות, בערך בערכים הנמוכים מ -0.5%. עם זאת, נוכחותה בכמויות נמוכות אינה מעידה על כך שתפקידה אינו חשוב. למעשה, הם חיוניים באותה מידה כי הקבוצות הקודמות לתפקוד תקין של האורגניזם החי.

קבוצה זו מורכבת ברזל, מגנזיום, קובלט, נחושת, אבץ, מוליבדן, יוד ופלואור. כמו קבוצה של אלמנטים משניים, יסודות קורט יכול להיות בצורת יונית שלהם להיות אלקטרוליטים.

אחד המאפיינים הרלוונטיים ביותר שלו הוא לשמור על עצמו יון יציב במצבי חמצון שונים שלה. הם יכולים להימצא במרכזים הפעילים של האנזימים (המרחב הפיזי של החלבון שבו מתרחשת התגובה) או לפעול על מולקולות המעבירות אלקטרונים.

מחברים אחרים בדרך כלל מסווגים את הביו-אלמנטים כחיוניים ולא חיוניים. עם זאת, הסיווג לפי השפע שלו הוא הנפוץ ביותר.

פונקציות

כל אחד מהיסודות הביו-גנטיים ממלא תפקיד חיוני ואורגני באורגניזם. בין הפונקציות הרלוונטיות ביותר ניתן להזכיר את הדברים הבאים:

פחמן

פחמן הוא "בלוק" העיקרי של מולקולות אורגניות.

חמצן

חמצן יש תפקיד בתהליכים של הנשימה וזה גם מרכיב ראשוני של מולקולות אורגניות שונות.

מימן

הוא נמצא במים והוא חלק ממולקולות אורגניות. זה מאוד תכליתי, שכן הוא יכול להיות קשור לכל גורם אחר.

חנקן

הוא נמצא חלבונים, חומצות גרעין וויטמינים מסוימים.

זרחן

זרחן נמצא ATP (אדנוזין טריפוספט), מולקולת אנרגיה בשימוש נרחב בחילוף החומרים. זהו מטבע האנרגיה של התאים.

כמו כן, הזרחן הוא חלק מהחומר הגנטי (DNA) וויטמינים מסוימים. נמצאו phospholipids, מרכיבים חיוניים להיווצרות של ממברנות ביולוגיות.

גופרית

גופרית נמצא בכמה חומצות אמינו, במיוחד ציסטאין ו מתיונין. הוא נמצא בקואנזים A, מולקולה מתווכת המאפשרת מספר גדול של תגובות מטבוליות.

סידן

סידן הוא חיוני עבור העצמות. התהליכים של התכווצות שרירים דורשים רכיב זה. התכווצות שרירים ו קרישה דם מתווכת גם על ידי יון זה.

מגנזיום

מגנזיום חשוב במיוחד בצמחים, שכן הוא נמצא במולקולה כלורופיל. כמו יון, הוא משתתף בתור cofactor נתיבי אנזים שונים.

נתרן ואשלגן

הם יונים בשפע של תאיים תאיים בינוניים, בהתאמה. אלה אלקטרוליטים הם הגיבורים של הדחף העצבי, שכן הם קובעים את פוטנציאל הממברנה. יונים אלה ידועים עבור משאבת אשלגן נתרן.

ברזל

זה בהמוגלובין, נוכחות חלבון בדם אריתרוציטים שתפקידם הוא הובלה של חמצן.

פלואור

פלואור קיים בשיניים ובעצמות.

ליתיום

ליתיום יש פונקציות נוירולוגיות.

הפניות

1. Cerezo García, M. (2013). יסודות ביולוגיה בסיסית. פרסומי האוניברסיטה האוניברסיטאית.
2. Galan, R., & Torronteras, S. (2015). ביולוגיה יסודית ובריאותית. אלסבייר
3. Gama, M. (2007). ביולוגיה: גישה קונסטרוקטיביסטית. חינוך פירסון.
4. Macarulla, J. M., & Goñi, F. M. (1994). ביוכימיה אנושית: קורס בסיסי. היפוךתי.
5. Teijón, J. M. (2006). יסודות של ביוכימיה מבנית. עריכה Tébar.
6. אורדיאלס, ב 'א' וו ', פילאר גרנילו, מ', ודומינגז, מ 'ד' ס 'ו' (2000). ביולוגיה כללית: מערכות חיים. קבוצת העריכה של פטריה.
7. V., Torralba, M. P &, Del Castillo, D. S. (2013). תרכובות כימיות עיקריות. עריכה UNED.