BIOGENETSKI ELEMENTI: ZNAČILNOSTI, VRSTE IN FUNKCIJE - BIOLOGIJA - 2025

Imenujejo jih atomi biogenésicos elementov, ki sestavljajo živo snov. Etimološko izraz izvira iz bio, kar v grščini pomeni "življenje"; in geneza, kar pomeni "izvor." Od vseh znanih elementov je le približno trideset nepogrešljivih.

Na najnižji stopnji organizacije snov sestavljajo drobni delci, imenovani atomi. Vsak atom je sestavljen iz protonov in nevtronov v jedru in številnih elektronov okoli njega. Te sestavine določajo lastnosti elementov.

Imajo strukturne funkcije, saj so temeljne sestavine bioloških molekul (beljakovine, ogljikovi hidrati, lipidi in nukleinske kisline) ali so prisotne v svoji ionski obliki in delujejo kot elektrolit. Imajo tudi posebne funkcije, kot so spodbujanje krčenja mišic ali prisotnost na aktivnem mestu encima.

Vsi biogenetski elementi so bistveni in če bi jih primanjkovalo, se pojav življenja ne bi mogel pojaviti. Glavni biogeni elementi, ki so najbolj živi v živi snovi, so ogljik, vodik, dušik, kisik, fosfor in žveplo.

značilnosti

Biogenetski elementi imajo vrsto kemijskih lastnosti, zaradi katerih so primerni za del živih sistemov:

Kovalentne vezi

Sposobni so tvoriti kovalentne vezi, kjer se oba atoma združita z deljenjem elektronov iz njihove valenčne lupine. Ko ta vez nastane, se deljeni elektroni nahajajo v medjedrskem prostoru.

Te vezi so precej močne in stabilne, stanje, ki mora biti prisotno v molekulah živih organizmov. Prav tako teh vezi ni izjemno težko prekiniti, kar omogoča vzpostavitev določene stopnje molekularne dinamike.

Sposobnost tvorjenja enojnih, dvojnih in trojnih vezi

Zaradi sposobnosti tvorjenja enojnih, dvojnih in trojnih vezi lahko nastane veliko število molekul z malo elementi.

Poleg tega, da nudi značilno molekularno raznolikost, ta značilnost omogoča oblikovanje struktur s raznolikimi razporeditvami (med drugim linearne, obročasto oblikovane).

Razvrstitev

Biogenetske elemente razvrščamo v primarne, sekundarne in elemente v sledeh. Ta ureditev temelji na različnih razmerjih elementov v živih bitjih.

V večini organizmov se ta razmerja ohranjajo, čeprav lahko obstajajo določene razlike. Na primer pri vretenčarjih je jod ključni element, pri drugih taksonih pa se zdi, da to ne drži.

Primarni elementi

Suha teža žive snovi sestavlja od 95 do 99% teh kemijskih elementov. V tej skupini najdemo najbolj obilne elemente: vodik, kisik, dušik in ogljik.

Ti elementi imajo odlično sposobnost kombiniranja z drugimi. Poleg tega imajo značilnost, da tvorijo več vezi. Ogljik lahko tvori do trojne vezi in ustvari različne organske molekule.

Sekundarni elementi

Elementi te skupine predstavljajo od 0,7% do 4,5% žive snovi. To so natrij, kalij, kalcij, magnezij, klor, žveplo in fosfor.

V organizmih so sekundarni elementi v svoji ionski obliki; zato jih imenujemo elektroliti. Glede na njihovo polnjenje jih lahko razvrstimo med katione (+) ali anione (-)

Na splošno elektroliti sodelujejo pri osmotski regulaciji, v živčnem impulzu in pri transportu biomolekul.

Osmotski pojavi se nanašajo na ustrezno ravnovesje vode v celičnem okolju in zunaj njega. Prav tako imajo vlogo pri vzdrževanju pH v celičnem okolju; znani so kot medpomnilniki ali pufri.

Elementi v sledovih

Najdemo jih v majhnih razmerjih ali v sledeh, približno pri vrednostih manj kot 0,5%. Vendar njegova prisotnost v nizkih količinah ne pomeni, da njegova vloga ni pomembna. Pravzaprav so enako pomembne kot prejšnje skupine za pravilno delovanje živega organizma.

To skupino sestavljajo železo, magnezij, kobalt, baker, cink, molibden, jod in fluor. Tako kot skupina sekundarnih elementov so lahko elementi v sledovih v ionski obliki in so elektroliti.

Ena njegovih najpomembnejših lastnosti je ostati stabilen ion v različnih oksidacijskih stanjih. Najdemo jih v aktivnih centrih encimov (fizični prostor omenjenega proteina, kjer pride do reakcije) ali delujejo na molekule, ki prenašajo elektrone.

Drugi avtorji bioelemente pogosto razvrstijo med bistvene in nebistvene. Vendar je najbolj razvrščena razvrstitev glede na njeno številčnost.

Lastnosti

Vsak od biogenih elementov izpolnjuje bistveno in specifično funkcijo v telesu. Med najpomembnejšimi funkcijami lahko omenimo naslednje:

Ogljik

Ogljik je glavni "gradnik" organskih molekul.

Kisik

Kisik ima vlogo pri dihalnih procesih in je tudi temeljna sestavina različnih organskih molekul.

Vodik

Najdemo ga v vodi in je del organskih molekul. Je zelo vsestranski, saj ga je mogoče povezati s katerim koli drugim elementom.

Dušik

Najdemo ga v beljakovinah, nukleinskih kislinah in nekaterih vitaminih.

Ujemanje

Fosfor najdemo v ATP (adenozin trifosfat), energijski molekuli, ki se pogosto uporablja pri presnovi. Je energetska valuta celic.

Tudi fosfor je del genskega materiala (DNK) in nekaterih vitaminov. Najdemo ga v fosfolipidih, ki so ključni elementi za tvorbo bioloških membran.

Žveplo

Žveplo najdemo v nekaterih aminokislinah, natančneje cisteinu in metioninu. Prisoten je v koencimu A, vmesni molekuli, ki omogoča večje število presnovnih reakcij.

Kalcij

Kalcij je nujen za kosti. Proces krčenja mišic zahteva ta element. Krčenje mišic in strjevanje krvi prav tako posreduje ta ion.

Magnezij

Magnezij je še posebej pomemben v rastlinah, saj ga najdemo v molekuli klorofila. Kot ion sodeluje kot kofaktor v različnih encimskih poteh.

Natrij in kalij

So obilni ioni v zunajceličnem in znotrajceličnem mediju. Ti elektroliti so protagonisti živčnega impulza, saj določajo membranski potencial. Ti ioni so znani po natrijevo-kalijevi črpalki.

Železo

Je v hemoglobinu, beljakovini, prisotni v eritrocitih v krvi, katere funkcija je transport kisika.

Fluor

Fluorid je prisoten v zobeh in kosteh.

Litij

Litij ima nevrološke funkcije.

Reference

1. Cerezo García, M. (2013). Osnove osnovne biologije. Publikacije Universitat Jaume I.
2. Galan, R., in Torronteras, S. (2015). Temeljna in zdravstvena biologija. Elsevier
3. Gama, M. (2007). Biologija: konstruktivistični pristop. Pearsonova vzgoja.
4. Macarulla, JM, & Goñi, FM (1994). Človeška biokemija: osnovni tečaj. Sem obrnil.
5. Teijón, JM (2006). Osnove strukturne biokemije. Uredništvo Tébar.
6. Urdiales, BAV, del Pilar Granillo, M., & Dominguez, MDSV (2000). Splošna biologija: živi sistemi. Grupo uredništvo Patria.
7. Vallespí, RMC, Ramírez, PC, Santos, SE, Morales, AF, Torralba, MP in Del Castillo, DS (2013). Glavne kemične spojine. Uredništvo UNED.