ELEMENTE BIOGENETICE: CARACTERISTICI, TIPURI ȘI FUNCȚII - BIOLOGIE - 2025

Se numesc elemente biogenésicos atomi care formează materia vie. Etimologic, termenul provine de la bio, care în greacă înseamnă „viață”; și geneză, care înseamnă „origine”. Dintre toate elementele cunoscute, doar aproximativ treizeci sunt indispensabile.

La nivelul cel mai scăzut de organizare, materia este formată din particule minuscule numite atomi. Fiecare atom este format din protoni și neutroni din nucleu și un număr de electroni în jurul său. Acești constituenți definesc proprietățile elementelor.

Au funcții structurale, fiind elementele constitutive fundamentale ale moleculelor biologice (proteine, carbohidrați, lipide și acizi nucleici) sau sunt prezente în forma lor ionică și acționează ca un electrolit. De asemenea, au funcții specifice, cum ar fi promovarea contracției musculare sau a fi prezent în locul activ al unei enzime.

Toate elementele biogenetice sunt esențiale și, dacă ar fi lipsit, fenomenul vieții nu ar putea apărea. Principalele elemente biogenice cele mai abundente în materie vie sunt carbonul, hidrogenul, azotul, oxigenul, fosforul și sulful.

caracteristici

Elementele biogenetice au o serie de caracteristici chimice care le fac potrivite pentru a face parte din sistemele vii:

Legaturi covalente

Sunt capabili să formeze legături covalente, unde cei doi atomi sunt uniți prin împărtășirea electronilor din coaja lor de valență. Când se formează această legătură, electronii partajați sunt localizați în spațiul internuclear.

Aceste legături sunt destul de puternice și stabile, o condiție care trebuie să fie prezentă în moleculele organismelor vii. De asemenea, aceste legături nu sunt extrem de dificil de rupt, ceea ce permite stabilirea unui anumit grad de dinamică moleculară.

Posibilitatea de a forma legături simple, duble și triple

Un număr semnificativ de molecule cu puține elemente poate fi format datorită capacității de a forma legături simple, duble și triple.

Pe lângă faptul că oferă o varietate moleculară semnificativă, această caracteristică permite formarea de structuri cu aranjamente variate (liniare, în formă de inel, printre altele).

Clasificare

Elementele biogenetice sunt clasificate în elementele primare, secundare și oligoelemente. Acest aranjament se bazează pe proporțiile diferite ale elementelor din ființele vii.

În majoritatea organismelor, aceste proporții sunt menținute, deși pot exista anumite variații specifice. De exemplu, în vertebrele iodul este un element crucial, în timp ce în alți taxoni pare să nu fie cazul.

Elemente primare

Greutatea uscată a materiei vii este alcătuită din 95 până la 99% din aceste elemente chimice. În acest grup găsim cele mai abundente elemente: hidrogen, oxigen, azot și carbon.

Aceste elemente au o capacitate excelentă de a se combina cu altele. În plus, au caracteristica formării mai multor legături. Carbonul poate forma până la triplă legătură și generează o varietate de molecule organice.

Elemente secundare

Elementele acestui grup constituie de la 0,7% la 4,5% din materia vie. Sunt sodiu, potasiu, calciu, magneziu, clor, sulf și fosfor.

În organisme, elementele secundare sunt în forma lor ionică; de aceea se numesc electroliți. În funcție de tarifele lor, acestea pot fi clasificate ca cationi (+) sau anioni (-)

În general, electroliții participă la reglarea osmotică, la impulsul nervos și la transportul biomoleculelor.

Fenomenele osmotice se referă la echilibrul adecvat al apei în mediul celular și în afara acestuia. De asemenea, acestea au un rol în menținerea pH-ului în mediile celulare; ele sunt cunoscute sub numele de buffere sau buffere.

Elemente de urme

Se găsesc în proporții minuscule sau urme, aproximativ la valori mai mici de 0,5%. Cu toate acestea, prezența sa în cantități mici nu indică faptul că rolul său nu este important. De fapt, acestea sunt la fel de esențiale decât grupurile anterioare pentru o funcționare corectă a organismului viu.

Acest grup este format din fier, magneziu, cobalt, cupru, zinc, molibden, iod și fluor. Ca și grupul de elemente secundare, oligoelemente pot fi sub forma lor ionică și pot fi electroliți.

Una dintre proprietățile sale cele mai relevante este să rămână ca un ion stabil în diferitele sale stări de oxidare. Ele pot fi găsite în centrii activi ai enzimelor (spațiul fizic al proteinei menționate unde are loc reacția) sau acționează asupra moleculelor care transferă electroni.

Alți autori clasifică adesea bioelementele drept esențiale și neesențiale. Cu toate acestea, clasificarea în funcție de abundența sa este cea mai utilizată.

Caracteristici

Fiecare dintre elementele biognezice îndeplinește o funcție esențială și specifică în organism. Printre cele mai relevante funcții putem menționa următoarele:

Carbon

Carbonul este principalul „bloc de construcție” al moleculelor organice.

Oxigen

Oxigenul are un rol în procesele de respirație și este, de asemenea, o componentă fundamentală în diferitele molecule organice.

Hidrogen

Se găsește în apă și face parte din molecule organice. Este foarte versatil, deoarece poate fi legat de orice alt element.

Azot

Se găsește în proteine, acizi nucleici și anumite vitamine.

Meci

Fosforul se găsește în ATP (adenozina trifosfat), o moleculă de energie utilizată pe scară largă în metabolism. Este moneda energetică a celulelor.

În mod similar, fosforul face parte din materialul genetic (ADN) și din anumite vitamine. Se găsește în fosfolipide, elemente cruciale pentru formarea membranelor biologice.

Sulf

Sulful se găsește în unii aminoacizi, în special cisteină și metionină. Este prezent în coenzima A, o moleculă intermediară care face posibilă un număr mare de reacții metabolice.

Calciu

Calciul este esențial pentru oase. Procesele de contracție musculară necesită acest element. Contracția musculară și coagularea sângelui sunt, de asemenea, mediate de acest ion.

Magneziu

Magneziul este deosebit de important la plante, deoarece se găsește în molecula de clorofilă. Ca ion, participă ca cofactor la diferite căi enzimatice.

Sodiu și potasiu

Sunt ioni abundenți în mediul extracelular și respectiv intracelular. Acești electroliți sunt protagoniștii impulsului nervos, deoarece determină potențialul membranei. Acești ioni sunt cunoscuți pentru pompa sodiu-potasiu.

Fier

Este în hemoglobină, o proteină prezentă în eritrocitele din sânge a căror funcție este transportul oxigenului.

Fluor

Fluorura este prezentă în dinți și oase.

litiu

Litiu are funcții neurologice.

Referințe

1. Cerezo García, M. (2013). Bazele biologiei de bază. Publicațiile Universității Jaume I.
2. Galan, R., & Torronteras, S. (2015). Biologie fundamentală și de sănătate. Elsevier
3. Gama, M. (2007). Biologie: o abordare constructivistă. Pearson Education.
4. Macarulla, JM, & Goñi, FM (1994). Biochimie umană: curs de bază. Am inversat.
5. Teijón, JM (2006). Fundamentele biochimiei structurale. Editorial Tébar.
6. Urdiales, BAV, del Pilar Granillo, M., și Dominguez, MDSV (2000). Biologie generală: sisteme vii. Grupo Editorial Patria.
7. Vallespí, RMC, Ramírez, PC, Santos, SE, Morales, AF, Torralba, MP, & Del Castillo, DS (2013). Compuși chimici principali. Editorial UNED.