Biogena element, egenskaper, klassificering och funktioner

De kallas biogenetiska element de atomer som utgör levande materia. Etymologiskt kommer termen från bio, vilken på grekiska betyder "livet"; och genes, vilket betyder "ursprung". Av alla kända element är endast omkring trettio oumbärliga.

Vid sin lägsta organisationsnivå består materien av små partiklar som kallas atomer. Varje atom består av protoner och neutroner i kärnan och ett visst antal elektroner runt det. Dessa beståndsdelar definierar elementens egenskaper.

De har strukturella funktioner, som är de grundläggande beståndsdelarna i biologiska molekyler (proteiner, kolhydrater, lipider och nukleinsyror) eller presenterar sig i sin jonform och fungerar som en elektrolyt. De har också specifika funktioner, såsom att stimulera muskelkontraktion eller vara närvarande i det aktiva stället för ett enzym.

Alla biogena element är oumbärliga, och om man skulle sakna fenomenet av livet kunde det inte hända. De viktigaste biogena beståndsdelarna som är mest förekommande i levande ämnen är kol, väte, kväve, syre, fosfor och svavel.

index

• 1 Egenskaper
  • 1.1 Kovalenta länkar
  • 1.2 Förmåga att bilda enkla, dubbla och tredubbla bindningar
• 2 klassificering
  • 2.1 Primära element
  • 2.2 Sekundära delar
  • 2.3 Spårämnen
• 3 funktioner
  • 3,1 kol
  • 3,2 syre
  • 3.3 Väte
  • 3,4 kväve
  • 3,5 fosfor
  • 3,6 svavel
  • 3,7 kalcium
  • 3,8 magnesium
  • 3.9 Natrium och kalium
  • 3.10 Järn
  • 3.11 Fluor
  • 3,12 litium
• 4 referenser

särdrag

De biogena elementen har en rad kemiska egenskaper som gör dem lämpliga för att vara en del av levande system:

Kovalenta bindningar

De kan bilda kovalenta bindningar, där de två atomen sammanfogas genom att dela elektroner från deras valensskal. När denna länk bildas ligger de delade elektronerna i det internukleära rummet.

Dessa bindningar är ganska starka och stabila, ett tillstånd som måste vara närvarande i molekylerna av levande organismer. På samma sätt är dessa bindningar inte extremt svåra att bryta, vilket möjliggör att en viss grad av molekylär dynamik upprättas.

Förmåga att bilda enkla, dubbla och tredubbla obligationer

Ett stort antal molekyler kan bildas med få element tack vare förmågan att bilda enkel-, dubbel- och trippelbindningar.

Förutom att tillhandahålla en betydande molekylär variation möjliggör denna funktion bildandet av strukturer med varierande arrangemang (linjär, ringformad, bland andra).

klassificering

De biogena elementen klassificeras som primära, sekundära och spårämnen. Detta arrangemang är baserat på de olika proportionerna av elementen i levande varelser.

I de flesta organismer upprätthålls dessa proportioner, även om det kan finnas vissa specifika variationer. Till exempel i ryggradsdjur är jod ett viktigt element, medan i andra taxa det verkar inte vara fallet.

Primärelement

Den torra vikten av levande materia består av 95 till 99% av dessa kemiska element. I denna grupp finner vi de mest rikliga elementen: väte, syre, kväve och kol.

Dessa element har en utmärkt förmåga att kombinera med andra. Dessutom har de egenskapen att bilda flera länkar. Kol kan bilda upp till tredubbla bindningar och generera en mängd olika organiska molekyler.

Sekundära element

Elementen i denna grupp utgör från 0,7% upp till 4,5% av levande ämnen. De är natrium, kalium, kalcium, magnesium, klor, svavel och fosfor.

I organismer är de sekundära elementen i sin jonform; därför kallas de elektrolyter. Beroende på deras belastning kan de katalogiseras som katjoner (+) eller anjoner (-)

I allmänhet deltar elektrolyter i osmotisk reglering, i nervpulsen och vid transport av biomolekyler.

De osmotiska fenomenen hänvisar till den adekvata balansen mellan vatten i den cellulära miljön och utanför den. På samma sätt har de en roll för att upprätthålla pH i cellulära miljöer; de är kända som buffertlösningar eller buffert.

Spårämnen

De ligger i små proportioner eller spår, ungefär i värden lägre än 0,5%. Dess närvaro i låga kvantiteter indikerar emellertid inte att dess roll inte är viktig. Faktum är att de är lika oumbärliga att de tidigare grupperna för en levande organisms ordentliga funktion.

Denna grupp består av järn, magnesium, kobolt, koppar, zink, molybden, jod och fluor. Liksom gruppen av sekundära element kan spårelementen vara i jonform och vara elektrolyter.

En av dess mest relevanta egenskaper är att bibehålla sig som en stabil jon i sina olika oxidationstillstånd. De kan hittas i enzymernas aktiva centra (fysiskt utrymme för proteinet där reaktionen uppstår) eller agera på molekyler som överför elektroner.

Andra författare klassificerar vanligtvis bioelementen som nödvändiga och icke-nödvändiga. Klassificeringen enligt dess överflöd är dock den mest använda.

funktioner

Vart och ett av de biogenetiska elementen uppfyller en oumbärlig och specifik funktion i organismen. Bland de mest relevanta funktionerna kan vi nämna följande:

kol

Kol är det främsta "block" av organiska molekyler.

syre

Syre har en roll i respirationsprocesserna och det är också en primordial komponent i de olika organiska molekylerna.

väte

Det finns i vatten och ingår i organiska molekyler. Det är mycket mångsidigt, eftersom det kan kopplas till något annat element.

kväve

Det finns i proteiner, nukleinsyror och vissa vitaminer.

fosfor

Fosfor finns i ATP (adenosintrifosfat), en energimolekyl som används allmänt vid metabolism. Det är cellens energimarginal.

På samma sätt är fosfor en del av det genetiska materialet (DNA) och vissa vitaminer. Funnet i fosfolipider, avgörande element för bildandet av biologiska membran.

svavel

Svavel finns i vissa aminosyror, speciellt i cystein och metionin. Det förekommer i koenzym A, en mellanliggande molekyl som möjliggör ett stort antal metaboliska reaktioner.

kalcium

Kalcium är viktigt för ben. Processerna av muskelkontraktion kräver detta element. Muskelkontraktion och blodkoagulation medieras också av denna jon.

magnesium

Magnesium är särskilt viktigt i växter, eftersom det finns i klorofyllmolekylen. Som jon deltar den som en kofaktor i olika enzymvägar.

Natrium och kalium

De är rikliga joner i det extracellulära och intracellulära mediet. Dessa elektrolyter är huvudpersonerna i nervpulsen, eftersom de bestämmer membranpotentialen. Dessa joner är kända för natrium-kaliumpumpen.

järn

Det är i hemoglobin, ett protein som finns i blodet erytrocyter vars funktion är transporten av syre.

fluor

Fluor är närvarande i tänderna och benen.

litium

Litium har neurologiska funktioner.

referenser

1. Cerezo García, M. (2013). Grundläggande biologi. Publikationer av Universitat Jaume I.
2. Galan, R., & Torronteras, S. (2015). Grundläggande och hälsobiologi. Elsevier
3. Gama, M. (2007). Biologi: en konstruktivistisk metod. Pearson Education.
4. Macarulla, J. M., & Goñi, F. M. (1994). Mänsklig biokemi: grundkurs. Jag vände om.
5. Teijón, J. M. (2006). Grundämnen för strukturell biokemi. Redaktionell Tébar.
6. Urdiales, B. A. V., Pilar Granillo, M., & Dominguez, M. D. S. V. (2000). Allmän biologi: levande system. Patria Editorial Group.
7. Vallespí, R. M. C., Ramírez, P.C., Santos, S.E., Morales, A.F., Torralba, M.P. & Del Castillo, D. S. (2013). Huvudsakliga kemiska föreningar. Redaktionell UNED.