Classificazione dei bioelementi (primario e secondario)

"Bioelement"È un termine usato per riferirsi ai principali elementi chimici che compongono gli esseri viventi. In alcune classificazioni, questi sono divisi in elementi primari e elementi secondari.

Degli 87 elementi chimici noti, solo 34 compongono la materia organica ed è noto che 17 di questi 34 sono veramente indispensabili per la vita. Inoltre, di questi 17 elementi indispensabili, cinque costituiscono oltre il 90% della questione che compone gli organismi viventi.

Sono indicate anche la tabella periodica degli elementi, i bioelementi primari e secondari (fonte: Alejandro Porto [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0)] via Wikimedia Commons)

I sei elementi principali in materia organica sono idrogeno (H, 59%), ossigeno (OR, 24%), carbonio (C, 11%), azoto (N, 4%), fosforo (p, 1%) e zolfo (zolfo S, da 0,1 all'1%).

Queste percentuali riflettono la quantità di atomi di ciascun elemento rispetto al numero totale di atomi che costituiscono cellule viventi e questi sono noti come "bioelementi primari".

I bioelementi secondari sono in proporzione molto più bassa e sono potassio (k), magnesio (mg), ferro (fede), calcio (ca), molibdeno (MO), fluoro (f), cloro (cloro (cloro (CL), sodio (Na), iodio (i), rame (cu) e zinco (Zn).

Gli elementi secondari sono generalmente cofattori nelle reazioni catalitiche e partecipano a numerosi processi biochimici e fisiologici inerenti agli organismi degli organismi.

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Bioelementi primari

Gli atomi di carbonio, idrogeno e ossigeno sono le basi strutturali delle molecole che costituiscono la materia organica, nel frattempo azoto, fosforo e zolfo interagiscono con le diverse biomolecole per causare reazioni chimiche.

Idrogeno

L'idrogeno è un elemento chimico che esiste in forma gassosa a temperatura ambiente (25 º C), può esistere solo in stato solido o liquido a temperatura ambiente se collegato ad altre molecole.

Si pensa che gli atomi di idrogeno fossero tra i primi atomi che formavano l'universo primitivo. Le teorie che vengono gestite propongono che i protoni contenuti nel nucleo degli atomi di idrogeno hanno iniziato ad associarsi agli elettroni di altri elementi per formare molecole più complesse.

L'idrogeno può essere combinato chimicamente con quasi tutti gli altri elementi per formare molecole, tra cui acqua, carboidrati, idrocarburi, ecc.

Questo elemento è responsabile della formazione di legami noti come "legami idrogeno", una delle più importanti interazioni deboli per le biomolecole e della forza principale responsabile del mantenimento delle strutture tridimensionali di proteine ​​e acidi nucleici.

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Carbonio

Il carbonio forma il nucleo di molte biomolecole. I loro atomi possono essere combinati in modo covalente con altri quattro atomi di diversi elementi chimici e anche con se stessi per formare la struttura di grandi molecole di complessità.

Il carbonio, accanto all'idrogeno, è uno degli elementi chimici che può formare un numero maggiore di composti chimici diversi. Tanto che tutte le sostanze e i composti catalogati come "organici" contengono atomi di carbonio nella loro struttura principale.

Struttura generale di un aminoacido (Fonte: Utente: PPFK [CC BY-SA 3.0 (http: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0/)] via Wikimedia Commons)

Tra le principali molecole carbonizzate degli esseri viventi ci sono carboidrati (zuccheri o saccaridi), proteine ​​e loro aminoacidi, acidi nucleici (DNA e RNA), lipidi e acidi grassi, tra gli altri.

Ossigeno

L'ossigeno è un elemento gassoso ed è il più abbondante in tutta la crosta terrestre. È presente in molti componenti organici e inorganici e forma composti con quasi tutti gli elementi chimici.

È responsabile dell'ossidazione di composti chimici e di combustione, che sono anche diverse forme di ossidazione. L'ossigeno è un elemento molto elettronegativo, fa parte della molecola d'acqua e partecipa al processo di respirazione di gran parte degli esseri viventi.

Le specie reattive dell'ossigeno sono responsabili dello stress ossidativo all'interno delle cellule. È molto comune osservare il danno causato da composti ossidanti alle macromolecole all'interno dell'interno cellulare, poiché questi sbilanciano il riduttore cellulare interno.

Azoto

L'azoto è anche prevalentemente in una forma gassosa, formando circa il 78% dell'atmosfera terrestre. È un elemento importante nella nutrizione di piante e animali.

Negli animali, l'azoto è una parte fondamentale degli aminoacidi che, a loro volta, sono i blocchi di costruzione per le proteine. Le proteine ​​strutturano i tessuti e molte di esse hanno l'attività enzimatica necessaria per accelerare molte delle reazioni vitali per le cellule.

Nitrogóeno è una parte fondamentale delle basi di azoto che producono.SVG: sponk / *traduzione: sponk [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0)] via Wikimedia Commons)

L'azoto è presente nelle basi azotate di DNA e RNA, molecole essenziali per il trasferimento di informazioni genetiche dai genitori alla prole e per il corretto funzionamento degli organismi viventi come sistemi cellulari.

Incontro

La forma più abbondante di questo elemento in natura è come fosfati solidi in terreni fertili, fiumi e laghi. È un elemento importante per il funzionamento di animali e verdure, ma anche di batteri, funghi, protozoi e tutti gli esseri viventi.

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Negli animali, il fosforo è in abbondanza in tutte le ossa nel fosfato di calcio.

Il fosforo è essenziale per la vita, poiché è anche un elemento che fa parte di DNA, RNA, ATP e fosfolipidi (componenti fondamentali delle membrane cellulari).

Questo bioelement è sempre impegnato nelle reazioni di trasferimento di energia, poiché forma composti con collegamenti molto energetici, la cui idrolisi viene utilizzata per spostare diversi sistemi cellulari.

Zolfo

Lo zolfo è comunemente sotto forma di solfuri e solfati. È particolarmente abbondante nelle aree vulcaniche ed è presente nello spreco di cisteina e aminoacidi metodici.

Nella proteina, gli atomi di zolfo della cisteina formano un'interazione intra o intermolecolare molto forte nota come "ponte disolfuro", che è essenziale per la conformazione della struttura secondaria, terziaria e quaternaria delle proteine ​​cellulari.

Il coenzima A, un intermediario metabolico con un'ampia varietà di funzioni, ha un atomo di zolfo nella sua struttura.

Questo elemento è anche fondamentale nella struttura di molti cofattori enzimatici che partecipano a diverse importanti percorsi metabolici.

Bioelementi secondari

Come accennato in precedenza, i bioelementi secondari sono quelli che sono in proporzione minore rispetto al primario e ai più importanti sono potassio, magnesio, ferro, calcio, sodio e zinco.

I bioelementi o oligoement secondari sono coinvolti in molti dei processi fisiologici delle piante, nella fotosintesi, nella respirazione, nell'equilibrio ionico cellulare del vacuolo e dei cloroplasti, nel trasporto di carboidrati nel floema, ecc.

Ciò vale anche per gli animali e altri organismi, in cui questi elementi, più o meno dispensabili e meno abbondanti, fanno parte di molti cofattori necessari per il funzionamento di tutti i macchinari cellulari.

Ferro

Il ferro è uno dei bioelementi secondari più importanti in vista dell'esercizio delle funzioni in più fenomeni di energia. È molto importante nella riduzione delle reazioni di ruggine naturale.

Nei mammiferi, ad esempio, il ferro è una parte essenziale dell'emoglobina, la proteina responsabile del trasporto di ossigeno nel sangue all'interno degli eritrociti o dei globuli rossi.

Nelle cellule vegetali questo elemento fa anche parte di alcuni pigmenti come la clorofilla, fondamentali per i processi fotosintetici. Fa parte delle molecole del citocromo, anche essenziale per la respirazione.

Zinco

Gli scienziati pensano che lo zinco fosse uno degli elementi chiave nell'apparizione di organismi eucariotici milioni di anni fa, poiché molte delle proteine ​​del DNA -Union per la replicazione che composti agli "eucarioti primitivi" usavano lo zinco come motivo.

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Un esempio di questo tipo di proteina sono le dita di zinco, che partecipano alla trascrizione genetica, alla traduzione delle proteine, al metabolismo e all'assemblaggio delle proteine, ecc.

Calcio

Il calcio è uno dei minerali più abbondanti del pianeta Terra; Nella maggior parte degli animali compongono i denti e le ossa in forma di idrossifosfato di calcio. Questo elemento è essenziale per la contrazione muscolare, la trasmissione di impulsi nervosi e la coagulazione del sangue.

Magnesio

La massima percentuale di magnesio in natura è in forma solida combinata con altri elementi, ma non è solo in stato libero. Il magnesio è un cofattore di più 300 diversi sistemi enzimatici nei mammiferi.

Le reazioni a cui partecipa vanno dalla sintesi proteica, dalla mobilità muscolare e dalla funzione nervosa, alla regolazione dei livelli di glucosio nel sangue e alla pressione sanguigna. Il magnesio è necessario per la produzione di energia negli organismi viventi, per la fosforilazione ossidativa e la glicolisi.

Contribuisce anche allo sviluppo delle ossa ed è necessario per la sintesi di DNA, RNA, glutatione, tra gli altri.

Sodio e potassio

Sono due ioni molto abbondanti nell'interno cellulare e le variazioni delle loro concentrazioni interne ed esterne, così come il loro trasporto, sono decisive per molti processi fisiologici.

Il potassio è il catione intracellulare più abbondante, mantiene il volume del liquido all'interno dell'interno cellulare e gradienti elettrochimici transmembrani.

Sia il sodio che il potassio partecipano attivamente alla trasmissione degli impulsi nervosi, poiché vengono trasportati dalla pompa del sodio-potasio. Il sodio partecipa anche alla contrazione muscolare e all'assorbimento dei nutrienti attraverso la membrana cellulare.

Il resto dei bioelementi secondari: molibdeno (MO), fluoruro (F), cloro (Cl) iodio (I) e rame (Cu) svolgono funzioni importanti in molte reazioni fisiologiche. Tuttavia, è necessario molto meno dei sei elementi spiegati sopra.

Riferimenti

1. Egami, f. (1974). Elementi minori ed evoluzione. Journal of Molecular Evolution, 4 (2), 113-120.
2. Hackh, io. W. (1919). Bioelementi; Gli elementi chimici della materia vivente. The Journal of General Physiology, 1 (4), 429
3. Kaim, w., & Rall, J. (millenovecentonovantasei). Bioelement "moderno" di rame-a. Angewandte Chemie International Edition in inglese, 35 (1), 43-60.
4. National Institute of Health. (2016). Magnesio: scheda informativa per gli operatori sanitari. Versione corrente, 27.
5. Peñuelas, J., Fernández - Martínez, M., Ciais, p., Jou, d., Piao, s., Obersteiner, m.,… & Sardans, J. (2019). I bioelementi, l'elemento e la nicchia biogeochimica. Ecologia, 100 (5), E02652
6. Skalny, a. V. (2014). Bioelementi e bioelementologia in farmacologia e nutrizione: aspetti fondamentali e pratici. In farmacologia e intervento nutrizionale nel trattamento della malattia. INTECOPEN.
7. Solioz, m. (2018). Rame-un bioelement moderno. In rame e batteri (pp. 1-9). Springer, Cham.
8. Organizzazione mondiale della sanità. (2015). Scheda informativa: sale.