Nazywają się elementy biogenetyczne te atomy, które tworzą żywą materię. Etymologicznie termin pochodzi od bio, co po grecku oznacza „życie”; Y geneza, co oznacza „pochodzenie”. Ze wszystkich znanych elementów tylko około trzydziestu jest niezbędnych..
Na najniższym poziomie organizacji materia składa się z maleńkich cząstek zwanych atomami. Każdy atom składa się z protonów i neutronów w jądrze oraz szeregu elektronów wokół niego. Te składniki określają właściwości pierwiastków.
Pełnią funkcje strukturalne, będąc podstawowymi składnikami w cząsteczkach biologicznych (białkach, węglowodanach, lipidach i kwasach nukleinowych) lub występują w postaci jonowej i działają jako elektrolit. Mają również określone funkcje, takie jak promowanie skurczu mięśni lub obecność w aktywnym miejscu enzymu.
Wszystkie elementy biogenetyczne są niezbędne, a gdyby ich brakowało, zjawisko życia nie mogłoby wystąpić. Głównymi pierwiastkami biogenetycznymi najliczniej występującymi w materii żywej są węgiel, wodór, azot, tlen, fosfor i siarka..
Indeks artykułów
Elementy biogenetyczne mają szereg właściwości chemicznych, które sprawiają, że nadają się do tworzenia części organizmów żywych:
Są zdolne do tworzenia wiązań kowalencyjnych, w których dwa atomy są połączone przez dzielenie elektronów z ich powłoki walencyjnej. Kiedy tworzy się to wiązanie, wspólne elektrony znajdują się w przestrzeni międzyjądrowej.
Te wiązania są dość mocne i stabilne, co musi być obecne w cząsteczkach organizmów żywych. Podobnie wiązania te nie są wyjątkowo trudne do zerwania, co pozwala na ustalenie pewnego stopnia dynamiki molekularnej..
Dzięki możliwości tworzenia wiązań pojedynczych, podwójnych i potrójnych może powstać znaczna liczba cząsteczek o niewielkiej liczbie pierwiastków.
Oprócz zapewnienia znacznej różnorodności molekularnej, ta cecha pozwala na tworzenie struktur o zróżnicowanych układach (m.in. liniowych, pierścieniowych)..
Elementy biogenetyczne dzieli się na pierwiastki pierwotne, wtórne i śladowe. Ten układ opiera się na różnych proporcjach elementów w istotach żywych.
W większości organizmów te proporcje są zachowane, chociaż mogą występować pewne specyficzne odchylenia. Na przykład u kręgowców jod jest pierwiastkiem kluczowym, podczas gdy u innych taksony wydaje się, że tak nie jest.
W suchej masie żywej materii od 95 do 99% tych pierwiastków chemicznych. W tej grupie znajdujemy najliczniejsze pierwiastki: wodór, tlen, azot i węgiel..
Te elementy mają doskonałą zdolność łączenia się z innymi. Ponadto mają charakterystykę tworzenia wielu linków. Węgiel może tworzyć do potrójnych wiązań i generować różnorodne cząsteczki organiczne.
Pierwiastki tej grupy stanowią od 0,7% do 4,5% żywej materii. Są to sód, potas, wapń, magnez, chlor, siarka i fosfor.
W organizmach pierwiastki wtórne występują w formie jonowej; dlatego nazywane są elektrolitami. W zależności od ładunku można je podzielić na kationy (+) lub aniony (-)
Ogólnie elektrolity biorą udział w regulacji osmotycznej, w impulsie nerwowym i transporcie biomolekuł.
Zjawiska osmotyczne odnoszą się do odpowiedniej równowagi wody w środowisku komórkowym i poza nim. Odgrywają również rolę w utrzymywaniu pH w środowiskach komórkowych; są znane jako bufory lub roztwory buforowe.
Występują w małych lub śladowych proporcjach, w przybliżeniu poniżej 0,5%. Jednak jego obecność w niewielkich ilościach nie oznacza, że jego rola nie jest ważna. W rzeczywistości są one równie istotne jak poprzednie grupy dla prawidłowego funkcjonowania żywego organizmu..
Ta grupa składa się z żelaza, magnezu, kobaltu, miedzi, cynku, molibdenu, jodu i fluoru. Podobnie jak grupa pierwiastków wtórnych, pierwiastki śladowe mogą mieć formę jonową i być elektrolitami.
Jedną z jego najważniejszych właściwości jest pozostawanie stabilnym jonem na różnych stopniach utlenienia. Można je znaleźć w aktywnych centrach enzymów (fizyczna przestrzeń wspomnianego białka, w którym zachodzi reakcja) lub działają na cząsteczki przenoszące elektrony.
Inni autorzy mają tendencję do klasyfikowania biopierwiastków jako niezbędnych i nieistotnych. Jednak najczęściej stosuje się klasyfikację według jego obfitości.
Każdy z elementów biognezy spełnia w organizmie istotną i określoną funkcję. Wśród najważniejszych funkcji możemy wymienić:
Węgiel jest głównym „budulcem” cząsteczek organicznych.
Tlen odgrywa rolę w procesach oddychania, a także jest głównym składnikiem różnych cząsteczek organicznych.
Występuje w wodzie i jest częścią cząsteczek organicznych. Jest bardzo wszechstronny, ponieważ można go połączyć z dowolnym innym elementem.
Występuje w białkach, kwasach nukleinowych i niektórych witaminach.
Fosfor znajduje się w ATP (trifosforanie adenozyny), cząsteczce energii szeroko stosowanej w metabolizmie. Jest to waluta energetyczna komórek.
Podobnie fosfor jest częścią materiału genetycznego (DNA) i niektórych witamin. Występuje w fosfolipidach, elementach kluczowych dla tworzenia błon biologicznych.
Siarka znajduje się w niektórych aminokwasach, szczególnie w cysteinie i metioninie. Występuje w koenzymie A, cząsteczce pośredniej, która umożliwia wiele reakcji metabolicznych.
Wapń jest niezbędny dla kości. Tego pierwiastka wymagają procesy skurczu mięśni. Jon ten pośredniczy również w skurczach mięśni i krzepnięciu krwi.
Magnez jest szczególnie ważny w roślinach, ponieważ znajduje się w cząsteczce chlorofilu. Jako jon uczestniczy jako kofaktor w różnych szlakach enzymatycznych.
Są to jony występujące w dużej ilości odpowiednio w środowisku zewnątrzkomórkowym i wewnątrzkomórkowym. Te elektrolity są protagonistami impulsu nerwowego, ponieważ określają potencjał błony. Jony te są znane z pompy sodowo-potasowej.
Znajduje się w hemoglobinie, białku obecnym w erytrocytach krwi, którego funkcją jest transport tlenu.
Fluor jest obecny w zębach i kościach.
Lit pełni funkcje neurologiczne.
Jeszcze bez komentarzy