BIOELEMENTIDE klassifikatsioon

Millistest aatomitest koosnevad elusolendid? Sellest PROFESSORI artiklist saame teada, et kõigist universumis eksisteerivatest keemilistest elementidest on elusmaterjali osaks vaid vähesed: bioelemendid. Kuid mitte kõik bioelemendid pole ühesugused ja selles õppetükis näeme, mis on bioelementide klassifikatsioon ja millistel kriteeriumidel see põhineb.

Indeks

1. Mis on bioelemendid? Põhifunktsioonid
2. Primaarsed bioelemendid, bioelementide klassifikatsiooni esimene rühm
3. Sekundaarsed bioelemendid
4. Mikroelemendid

Bioelemendid, mida nimetatakse ka biogeensed elemendid, on kõik need keemilised elemendid mis on osa elusorganismidest. Neid ei esitata eraldi, vaid pigem moodustavad molekulid omavad elusolendeid, mida nimetatakse biomolekulideks, paljud neist on suured (makromolekulid).

Esitatakse bioelemendid väga erinevates proportsioonides elusolendite koosseisus. Kui mõningaid bioelemente on elusolendite koostises väga palju, siis teisi leidub vähem ja teisi elusorganismides väga väikestes kogustes.

Kuigi bioelemendid esinevad ka inertne keskkond (geosfäär, hüdrosfäär, atmosfäär) proportsioonid, milles neid elusolendites leidub, on väga erinevad keskkonna omadest. Näiteks: süsinik moodustab ainult 0,18% inertsest keskkonnast, samas kui inimkehas on selle osakaal palju suurem: 19,37%. Seetõttu kogunevad elusolendid oma kehasse inertsesse keskkonda suhteliselt vähe elemente ja see tähendab märkimisväärset energiatarbimist.

Bioelementide funktsioonid

Bioelemente saab määratleda ka nende elementidena, mis on eluks hädavajalik kuna nad osalevad mis tahes nendest bioloogilistest protsessidest:

• Nad osalevad kehakudede ehitamisel
• Nad osalevad organismi arenguprotsessides
• Need aitavad reguleerida ainevahetust.

Kõigist olemasolevatest 92 looduslikust elemendist on ainult mõned bioelemendid. Bioelementide koguarv erineb oluliselt sõltuvalt sellest, kas neid peetakse bioelementideks või mitte organismi väga väikestes osades, kuna sellistel juhtudel võib olla raske tema rolli näidata bioloogiline. Me võime seda kaaluda bioelemente on 20–27.

Pilt: Yumpu.com

Nagu me juba kommenteerisime, võivad elusolendite osaks olevatel bioelementidel olla väga erinevad proportsioonid. Kui mõned on väga rikkalikud, ilmuvad teised ainult väikestes kogustes.

The bioelementide klassifitseerimise kriteerium see põhineb täpselt proportsionaalselt milles need moodustavad osa elusorganismidest. Bioelementide klassifikatsioon võib sekundaarsete bioelementide ja mikroelementide osas olla erinev sõltuvalt autorist, kellega konsulteeriti.

Vastavalt proportsioonile, milles nad moodustavad osa elavast ainest, eristatakse neid kolm rühma bioelementide klassifikatsiooni piires: primaarsed, sekundaarsed ja mikroelemendid.

Mis on peamised bioelemendid?

Peamised bioelemendid on: süsinik (C), hapnik (O), lämmastik (N), vesinik (H), fosfor (P) ja väävel (S).

Need on elemendid, mida leidub suuremas osas elusorganismide koostises. Nende bioelementide summa moodustab umbes 96% keha kuivainesisaldusest.

Põhjus, miks neid leidub nii suurtes osades, on see, et need on biomolekulide ehitamise olulised elemendid. Seda seetõttu, et kõigil neil aatomitel on omadus, mis muudab nad selle funktsiooni täitmiseks sobivaks:

• Nad on väikesed aatomid. See võimaldab neil moodustada väga stabiilseid kovalentseid sidemeid, mis sisaldavad palju energiat.
• Välja arvatud vesiniku puhul, on neil võime moodustada üksik- ja mitmekordseid sidemeid, mis võimaldab ehitada nende molekulide tüübi suurt mitmekesisust.
• Selliste elementide nagu lämmastik või hapnik kõrge elektronegatiivsusega tekitavad teatud polaarsusega molekule (laengute asümmeetriline jaotus), mis võimaldab lahustada paljusid biomolekule vees (keskkonnas, kus kõik bioloogilised reaktsioonid).

Pilt: slaidijaotus

Bioelementide klassifitseerimisel peame hõlmama ka teiseseid, milleks on: jal kaltsium (Ca), naatrium (Na), kaalium (K), magneesium (Mg) ja kloor (Cl). Selle esinemine elusolendite koosseisus on väiksem kui primaarsete bioelementide, kuid üle 0,01%. Need viis bioelementi moodustavad koos umbes 3,9% elusorganismide kaalust.

Neid elemente leidub organismides mineraalsoolade osana või ioonsel kujul.

Soolade kujul

Nendel bioelementidel on struktuurne funktsioon nagu luude, kestade, kestade jne koostisosad. Näitena võib tuua kaltsiumi, mis on osa luudest moodustavatest sooladest.

Ioonsel kujul

Neil on keemiliste saadikutena väga oluline metaboolne roll selliste protsesside reguleerimisel nagu:

• Närviimpulsi ülekanne, milles kaltsiumi-, naatrium- ja kaaliumioonid mängivad põhirolli.
• Lihaste kokkutõmbumine, kus kaltsiumiioonid on hädavajalikud.
• Fotosüntees, kus magneesium on klorofülli (fotosünteetiline pigment) üks komponente

Pilt: Youtube

Lõpetame bioelementide klassifikatsiooni, et rääkida mikroelementidest, st nendest, mis kuuluvad elusolendite koosseisu proportsioonid on alla 0,01%. Isegi kui leitud väga väikestes kogustes, täidavad nad elutähtsaid funktsioone. Mikroelemendid on multifunktsionaalne ja nad tegutsevad.

• Ainevahetuse reguleerimine mõne ensüümi aktiivse keskuse osana.
• Teatud makromolekulide või rakustruktuuride, näiteks plasmamembraanide stabiliseerimine.

Mikroelementide rühm on väga lai ja jaguneb kahte alarühma: hädavajalikud ja mitteolulised. Olulisteks mikroelementideks peetakse neid, kelle puudus põhjustab kasvu või tervise muutusi. Elemendid kuuluvad sellesse rühma: Vanaadium (V), molübdeen (Mo), kroom (Cr), mangaan (Mn), koobalt (Co), nikkel (Ni), vask (Cu), raud (Fe), tsink (Zn), räni (Si), jood (I), (Se) ja fluor (F).

Näiteks:

• Raud on osa hemoglobiini aktiivsest keskusest, mis vastutab vere hapniku transportimise eest, selle puudus põhjustab aneemiat.
• Tsink on taimede ja loomade arenguks hädavajalik. See element ioonsel kujul katalüüsib (reguleerib) enam kui sada ensümaatilist reaktsiooni ja on plasmamembraanid, kus see täidab antioksüdantset rolli, aidates stabiliseerida kahekihilist struktuuri lipiid.

Kui soovite lugeda rohkem artikleid, mis on sarnased Bioelementide klassifikatsioon, soovitame sisestada meie kategooria bioloogia.

• Trudy McKee, James R. McKee (2020) Biokeemia: elu molekulaarne alus (7. väljaanne), Mehhiko: McGraw-Hill
• Javier Ramírez Hernández, María José Bonete ja Rosa María Martínez-Espinosa Alicante ülikooli teaduskonna biokeemia ja molekulaarbioloogia osakond. (2015). Ettepanek mikroelementide uue klassifikatsiooni kohta nende kasutamiseks toitumises, oligoteraapias ja muudes terapeutilistes strateegiates. Haigla toitumise ajakiri