التصنيف الحيوي (الابتدائي والثانوي)

ال bioelementos أو العناصر الحيوية (الحيوية = الحياة ، الوراثة = البداية) هي تلك العناصر الكيميائية التي تشكل مسألة الكائنات الحية.

هناك ما يقرب من 70 من هذه العناصر ، والتي تختلف بنسب مختلفة وليس جميعها موجودة في جميع الكائنات الحية (Bioelements ، 2009).

كل المواد في الكون تحدث في شكل ذرات عدد صغير من العناصر. هناك 92 عنصر كيميائي طبيعي في الكون.

من وجهة نظرنا الأرضية ، يصعب تصور أشكال الحياة التي لا تلعب فيها العناصر الهيدروجينية والكربونية والأكسجين والنيتروجين والكبريت والفوسفور دورًا سائدًا (العناصر الكيميائية الحيوية. ، S.F.).

تبدو حقيقة أنها تلعب حقًا هذا الدور في جميع أنحاء الكون أمرًا مرجحًا للغاية ، ويعزى ذلك جزئيًا إلى أنه (باستثناء الفسفور) ، فإن هذه العناصر هي أكثر العناصر وفرة في الكون بأكمله ، كما يتم إنتاجها بكميات كبيرة بين لبنات بناء الكواكب الأرضية.

بالإضافة إلى ذلك ، كيميائها مناسبة بشكل خاص لتطوير الهياكل المعقدة والوظائف التي تميز النظم الحية.

منذ تشكلت الشمس والكواكب قبل 4.6 مليار سنة فقط في الكون الذي ربما عمره 15 مليار سنة ، فمن الواضح أن هذه "العناصر الحيوية" شهدت تاريخا كيميائيا طويل ومعقد قبل دخول الكون. الكيمياء الحيوية الأرضية.

في الوقت الحالي ، لا يُعرف ما إذا كان هذا التاريخ السابق قد لعب دورًا مباشرًا في أصل الحياة على الأرض.

ما هو واضح هو أن الكيمياء الفلكية هي إلى حد كبير كيمياء العناصر البيولوجية وأن فهم طبيعة وتطور التعقيد الكيميائي في جميع أنحاء الكون أمر حاسم لفهم كل من الحالة الكيميائية المبكرة لنظامنا الشمسي ، و التكرار الذي توجد به الظروف ذات الصلة في أجزاء أخرى من مجرتنا وغيرها من المجرات (لجنة البحوث الوطنية التابعة للمجلس الوطني للبحوث (الولايات المتحدة) وتطورها الكيميائي ، 1990).

تصنيف العناصر الحيوية

وفقًا لكميتها في تكوين الجزيئات الحيوية ، تصنف العناصر الحيوية كعناصر أولية وثانوية وعناصر ضئيلة (Rastogi ، 2003).

1 - bioelements الأولية

العناصر الحيوية الأولية هي تلك التي تكون بكمية أكبر (حوالي 96٪ من المادة الحية) وتلك التي تشكل معظم الجزيئات الحيوية العضوية (الكربوهيدرات ، الدهون ، البروتينات والأحماض النووية).

تتميز هذه العناصر بكونها خفيفة (منخفضة الوزن الذري) وفيرة. العناصر الحيوية الأولية هي الكربون والهيدروجين والأكسجين والنيتروجين والفوسفور والكبريت.

الكربون (ج)

هذا هو العنصر الحيوي الرئيسي الذي يشكل الجزيئات الحيوية. لديها القدرة على التجمع لتشكيل سلاسل كبيرة من الكربون والكربون عن طريق الروابط الفردية أو المزدوجة أو الثلاثية ، وكذلك الهياكل الدورية.

يمكن أن تتضمن مجموعة متنوعة من المجموعات الوظيفية مثل الأكسجين وهيدروكسيد والفوسفات والأمينو والنيترو وغيرها ، مما يؤدي إلى مجموعة كبيرة من الجزيئات المختلفة.

من المحتمل أن تكون ذرة الكربون واحدة من أهم العناصر الحيوية لأن جميع الجزيئات الحيوية تحتوي على الكربون. يمكن للمرء أن يجد ، على سبيل المثال ، الدهون الخالية من الفسفور أو النيتروجين (على سبيل المثال الكوليسترول) ولكن لا توجد جزيئات حيوية بدون الكربون.

الهيدروجين (ح)

إنه أحد مكونات جزيء الماء ، وهو ضروري للحياة ، وهو جزء من الهياكل العظمية الكربونية للجزيئات العضوية.

كلما زادت جزيئات الهيدروجين الموجودة في جزيء حيوي ، كلما تم تقليله كلما زادت قدرة الأكسدة على إنتاج المزيد من الطاقة.

على سبيل المثال ، تحتوي الأحماض الدهنية على إلكترونات أكثر من الكربوهيدرات ، لذلك لديها القدرة على إنتاج المزيد من الطاقة من خلال التحلل.

الأكسجين (O)

هذا هو العنصر الآخر الذي يشكل جزيء الماء. إنه عنصر سلبي للغاية يسمح بزيادة إنتاج الطاقة من خلال التنفس الهوائي.

بالإضافة إلى ذلك ، الروابط القطبية مع الهيدروجين ، مما أدى إلى الجذور القطبية القابلة للذوبان في الماء.

نيتروجين (ن)

العنصر الموجود في جميع الأحماض الأمينية. من خلال النيتروجين ، فإن الأحماض الأمينية لديها القدرة على تكوين رابطة الببتيد لإنتاج البروتينات.

تم العثور على هذا الحيوي أيضًا في القواعد النيتروجينية للأحماض النووية. يتم القضاء عليه من قبل الكائن الحي في شكل اليوريا.

واحدة من الجزيئات الحيوية الأولى التي تشكلت ATP ، بسبب وفرة النيتروجين في الغلاف الجوي للأرض. النيتروجين جزء من أدينوسين ATP.

الفوسفور (P)

تم العثور على المجموعة بشكل رئيسي كما الفوسفات (ص₄^3-) هذا جزء من النيوكليوتيدات. شكل روابط غنية بالطاقة تسمح بمشاركة سهلة (ATP).

من المهم أيضًا في بنية الحمض النووي نظرًا لأنه يشكل رابطًا لفودوديستر مع النيوكليوتيدات لتكوين هذا الجزيء..

الكبريت (S)

تم العثور على Bioelement بشكل أساسي كمجموعة sulfhydryl (-SH) التي تعد جزءًا من الأحماض الأمينية مثل cysteine ​​، والتي تعتبر روابط ثاني كبريتيد ضرورية لإحداث الاستقرار في الهيكل الثلاثي والرباعي للبروتينات.

تم العثور عليها أيضًا في أنزيم A ، وهو أمر ضروري للعديد من مسارات الأيض العالمية ، مثل دورة Krebs (Llull ، S.F.). هذا هو أثقل حيوية حيوية موجودة منذ وزنها الذري 36 جم / مول.

2 - bioelements الثانوية

هذه الأنواع من العناصر موجودة أيضًا في جميع الكائنات الحية ولكن ليس بكميات العناصر الأولية.

فهي لا تتوافق مع الجزيئات الحيوية ولكنها تستخدم في تدرجات التركيز الخلوي والإشارات العازلة للخلايا العصبية والناقلات العصبية وتثبيت الجزيئات الحيوية المشحونة مثل ATP وتشكل جزءًا من نسيج العظم.

هذه العناصر الحيوية هي الكالسيوم (الكالسيوم) والصوديوم (نا) والبوتاسيوم (K) والمغنيسيوم (المغنيسيوم) والكلور (الكلور). الأكثر وفرة هي الصوديوم والبوتاسيوم والمغنيسيوم والكالسيوم.

الكالسيوم (كاليفورنيا)

الكالسيوم ضروري للكائنات الحية لأن النباتات تتطلب الكالسيوم لبناء جدران الخلايا.

وهي تشكل جزءًا من نسيج عظم الفقاريات في شكل هيدروكسيباتيت (Ca3 (PO4) 2) 2، Ca (OH) 2 وترتبط تثبيته باستهلاك فيتامين (د) وضوء الشمس. الكالسيوم الموجود في شكل أيوني ، بمثابة منظم مهم للعمليات في السيتوبلازم الخلوي.

يؤثر الكالسيوم على استثارة العضلات والعضلات (إلى جانب أيونات K و Na و Mg ويشارك في تقلص العضلات). يؤدي نقص كلس الدم إلى تكزز المغص. كما يشارك في تنظيم تخليق الجليكوجين في الكلى والكبد والعضلات الهيكلية.

الكالسيوم يقلل من نفاذية غشاء الخلية والجدار الشعري ، مما يؤدي إلى آثاره المضادة للالتهابات ، ومضادة للاكسدة ومضادة للحساسية. ومن الضروري أيضا لتخثر الدم.

تعتبر أيونات الكالسيوم رسلًا مهمًا داخل الخلايا ، والتي تؤثر على إفراز الأنسولين في الدورة الدموية وإفراز إنزيمات الهضم في الأمعاء الدقيقة..

يتأثر إعادة امتصاص الكالسيوم بالعلاقة المتبادلة بين الكالسيوم والفوسفات في المحتوى المعوي ، وبوجود الكولي كالسيفيرول ، الذي ينظم الاستيعاب النشط للكالسيوم والفوسفور.

يتم تنظيم تبادل الكالسيوم والفوسفات هرمونيًا مع هرمون نظير الكالسيوم والكالسيتونين. هرمون المظلي يطلق الكالسيوم من العظام في الدم.

كالسيتونين يعزز ترسب الكالسيوم في العظام ، مما يخفض مستويات الدم.

المغنيسيوم (المغنيسيوم)

المغنيسيوم هو عنصر حيوي ثانوي يمثل جزءًا من الجزيئات الحيوية لأنه عامل مساعد للكلوروفيل. المغنيسيوم هو الكاتيون نموذجي داخل الخلايا وهو جزء أساسي من أنسجة الجسم والسوائل.

وهو موجود في الهيكل العظمي (70 ٪) وفي عضلات الحيوانات ومن وظائفها تثبيت الشحنة السلبية للفوسفات في جزيء ATP.

الصوديوم (نا)

وهو كاتيون خارج الخلية مهم ، ويشارك في توازن الكائن الحي. يحمي الجسم من فقدان الماء الزائد من خلال قنوات الصوديوم ويشارك في انتشار الإثارة العصبية.

البوتاسيوم (ك)

وهي تشارك في توازن الكائن الحي وفي انتشار الإثارة العصبية من خلال قنوات البوتاسيوم. يمكن أن يؤدي نقص البوتاسيوم إلى السكتة القلبية.

الكلور (الكلور)

هالوجين من المجموعة السابعة من الجدول الدوري. وهو موجود في الكائن الحي للكائنات الحية بشكل رئيسي مثل أيون الكلوريد الذي يثبت الشحنة الإيجابية للأيونات المعدنية (العناصر الحيوية ، S.F).

3 - العناصر في الآثار

كانوا موجودين في بعض الكائنات الحية. تعمل العديد من هذه العناصر النزرة كعوامل مساعدة في الإنزيمات.

العناصر النزرة هي البورون (B) ، البروم (Br) ، النحاس (Cu) ، الفلور (F) ، المنغنيز (Mn) ، السيليكون (Si) ، الحديد (Fe) ، اليود (I) ، إلخ..

نسبة العناصر الحيوية

هناك اختلاف في نسبة العناصر الحيوية في الكائنات الحية وفي الغلاف الجوي أو الغلاف المائي أو قشرة الأرض ، مما يدل على مجموعة مختارة من العناصر الأكثر ملاءمة لتشكيل الهياكل وأداء وظائف محددة أعلى من الوفرة.

على سبيل المثال ، يكون الكربون حوالي 20 ٪ من وزن الكائنات الحية ، ولكن تركيزه في الجو في شكل ثاني أكسيد الكربون منخفض. من ناحية أخرى ، يشكل النيتروجين ما يقرب من 80 ٪ من الغلاف الجوي للأرض ، ولكن 3.3 ٪ فقط من النيتروجين يشكل الجسم البشري.

يوضح الجدول التالي نسبة بعض العناصر الحيوية في الكائنات الحية مقارنة بباقي الأرض (Bioelements، s.f.):

الجدول 1: وفرة العناصر الحيوية في الكون ، على الأرض وفي جسم الإنسان.

الجزيئات الحيوية

تتحد العناصر الحيوية مع بعضها البعض ويمكن أن تشكل آلاف الجزيئات المختلفة. تشارك الجزيئات الحيوية في تكوين الخلايا.

يمكن تصنيفها إلى مواد غير عضوية (ماء ومعادن) وعضوية (الكربوهيدرات ، الدهون ، الأحماض الأمينية والأحماض النووية).

تُعرف الجزيئات الحيوية باسم رموات الحياة الهيكلية لأنها الطوب أو القوالب الأساسية التي تتكون منها جزيئات أكثر تعقيدًا.

على سبيل المثال ، الأحماض الأمينية هي مواد البناء الأساسية للبروتينات. يحدد تسلسل الأحماض الأمينية البنية الأساسية للبروتين.

تشكل جزيئات مثل الدهون غشاء الخلية والكربوهيدرات البسيطة الكربوهيدرات المعقدة مثل جزيء الجليكوجين.

هناك أيضًا حالة القواعد النيتروجينية ، والتي عندما ترتبط بالكربوهيدرات الريبوزية أو ديوكسيريبوز ، تشكل جزيئات الحمض النووي الريبي وحمض النووي حيث يكون تسلسلها قبلة من الشفرة الوراثية..

مراجع

1. Bioelements. (2009 ، 14 ديسمبر). مأخوذة من wikiteka: wikiteka.co.uk.
2. Bioelements. (بدون تاريخ). مأخوذة من كرونودون: cronodon.com.
3. عناصر بيولوجية. (وس. ف.). مأخوذة من chemlaba: chemlaba.wordpress.com.
4. عناصر الكيمياء الحيوية. (وس. ف.). مأخوذة من intranet.tdmu.edu.ua: intranet.tdmu.edu.ua.
5. لول ، ر.. مكونات المادة الحية. مأخوذة من bioluliaes: bioluliaes.wordpress.com.
6. المجلس القومي للبحوث (الولايات المتحدة) لجنة البيولوجيا الكوكبية والتطور الكيميائي. (1990). التاريخ الكوني للعناصر الحيوية والمركبات. في البحث عن أصول الحياة: التقدم والاتجاهات المستقبلية في بيولوجيا الكواكب والتطور الكيميائي. واشنطن العاصمة: مطبعة الأكاديميات الوطنية (الولايات المتحدة).
7. Rastogi، V. B. (2003). علم الأحياء الحديث. دهلي الجديد: pitanbar publishisng.