Elemen Biogenik, Karakteristik, Klasifikasi dan Fungsi



Mereka dipanggil elemen biogenetik atom-atom yang membentuk materi hidup. Secara etimologis, istilah ini berasal bio, yang dalam bahasa Yunani berarti "kehidupan"; dan asal, yang berarti "asal." Dari semua elemen yang diketahui, hanya sekitar tiga puluh yang sangat diperlukan.

Pada level terendah organisasi, materi tersusun dari partikel-partikel kecil yang disebut atom. Setiap atom terdiri dari proton dan neutron dalam nukleus dan sejumlah elektron di sekitarnya. Konstituen ini menentukan sifat-sifat unsur.

Mereka memiliki fungsi struktural, menjadi konstituen mendasar dalam molekul biologis (protein, karbohidrat, lipid dan asam nukleat) atau menampilkan diri dalam bentuk ionik mereka dan bertindak sebagai elektrolit. Mereka juga memiliki fungsi spesifik, seperti mendukung kontraksi otot atau hadir di situs aktif enzim.

Semua elemen biogenik sangat diperlukan, dan jika seseorang ketinggalan fenomena kehidupan, itu tidak bisa terjadi. Unsur biogenik utama yang paling melimpah dalam materi hidup adalah karbon, hidrogen, nitrogen, oksigen, fosfor dan belerang.

Indeks

  • 1 Karakteristik
    • 1.1 Tautan kovalen
    • 1.2 Kemampuan untuk membentuk ikatan sederhana, rangkap dua dan rangkap tiga
  • 2 Klasifikasi
    • 2.1 Elemen primer
    • 2.2 Elemen sekunder
    • 2.3 Melacak elemen
  • 3 Fungsi
    • 3.1 Karbon
    • 3,2 Oksigen
    • 3.3 Hidrogen
    • 3.4 Nitrogen
    • 3.5 Fosfor
    • 3,6 Belerang
    • 3,7 Kalsium
    • 3,8 Magnesium
    • 3,9 Natrium dan kalium
    • 3.10 Besi
    • 3.11 Fluor
    • 3.12 Lithium
  • 4 Referensi

Fitur

Elemen biogenik memiliki serangkaian karakteristik kimia yang membuatnya cocok untuk menjadi bagian dari sistem kehidupan:

Obligasi kovalen

Mereka mampu membentuk ikatan kovalen, di mana kedua atom bergabung dengan berbagi elektron dari kulit valensi mereka. Ketika tautan ini terbentuk, elektron-elektron yang dibagi berada di ruang internuklear.

Ikatan ini cukup kuat dan stabil, suatu kondisi yang harus ada dalam molekul organisme hidup. Demikian juga, ikatan-ikatan ini tidak terlalu sulit untuk diputus, yang memungkinkan untuk membangun derajat dinamika molekul tertentu.

Kemampuan untuk membentuk ikatan sederhana, rangkap dua dan rangkap tiga

Sejumlah besar molekul dapat dibentuk dengan beberapa elemen berkat kemampuan untuk membentuk ikatan tunggal, rangkap dan rangkap tiga.

Selain menyediakan variasi molekul yang signifikan, fitur ini memungkinkan pembentukan struktur dengan pengaturan yang bervariasi (linear, berbentuk cincin, antara lain).

Klasifikasi

Elemen biogenik diklasifikasikan sebagai elemen primer, sekunder, dan trace. Pengaturan ini didasarkan pada proporsi unsur-unsur yang berbeda dalam makhluk hidup.

Dalam sebagian besar organisme proporsi ini dipertahankan, meskipun mungkin ada variasi spesifik tertentu. Sebagai contoh, pada vertebrata, yodium adalah elemen penting, sementara pada yang lain taksa sepertinya tidak demikian.

Elemen primer

Berat kering bahan hidup terdiri dari 95 hingga 99% dari unsur-unsur kimia ini. Dalam kelompok ini kami menemukan unsur-unsur yang paling melimpah: hidrogen, oksigen, nitrogen dan karbon.

Elemen-elemen ini memiliki kemampuan yang sangat baik untuk bergabung dengan elemen lainnya. Selain itu, mereka memiliki karakteristik membentuk banyak tautan. Karbon dapat membentuk ikatan rangkap tiga dan menghasilkan berbagai molekul organik.

Elemen sekunder

Unsur-unsur kelompok ini terdiri dari 0,7% hingga 4,5% dari makhluk hidup. Mereka adalah natrium, kalium, kalsium, magnesium, klor, sulfur dan fosfor.

Dalam organisme, unsur-unsur sekunder berada dalam bentuk ionik; karena itu mereka disebut elektrolit. Bergantung pada muatannya, mereka dapat dikatalogkan sebagai kation (+) atau anion (-)

Secara umum, elektrolit berpartisipasi dalam regulasi osmotik, dalam impuls saraf dan dalam transportasi biomolekul.

Fenomena osmotik mengacu pada keseimbangan air yang cukup di dalam lingkungan seluler dan di luarnya. Demikian juga, mereka memiliki peran dalam menjaga pH di lingkungan seluler; mereka dikenal sebagai solusi buffer atau buffer.

Melacak elemen

Mereka dalam proporsi kecil atau jejak, kira-kira dalam nilai lebih rendah dari 0,5%. Namun, kehadirannya dalam jumlah rendah tidak menunjukkan bahwa perannya tidak penting. Faktanya, mereka sama-sama tak tergantikan dengan kelompok-kelompok sebelumnya untuk berfungsinya organisme hidup dengan baik.

Kelompok ini terdiri dari besi, magnesium, kobalt, tembaga, seng, molibdenum, yodium dan fluor. Seperti kelompok elemen sekunder, elemen jejak dapat dalam bentuk ionik dan elektrolit.

Salah satu sifat yang paling relevan adalah untuk mempertahankan dirinya sebagai ion yang stabil dalam berbagai tingkat oksidasi. Mereka dapat ditemukan di pusat aktif enzim (ruang fisik protein tersebut di mana reaksi terjadi) atau bertindak pada molekul yang mentransfer elektron.

Penulis lain biasanya mengklasifikasikan bioelements sebagai esensial dan tidak esensial. Namun, klasifikasi menurut kelimpahannya adalah yang paling banyak digunakan.

Fungsi

Setiap elemen bio-genetik memenuhi fungsi yang sangat diperlukan dan spesifik dalam organisme. Di antara fungsi yang paling relevan, kami dapat menyebutkan yang berikut:

Karbon

Karbon adalah "blok" utama molekul organik.

Oksigen

Oksigen memiliki peran dalam proses respirasi dan juga merupakan komponen primordial dalam berbagai molekul organik.

Hidrogen

Ini ditemukan dalam air dan merupakan bagian dari molekul organik. Ini sangat fleksibel, karena dapat dihubungkan dengan elemen lain.

Nitrogen

Ini ditemukan dalam protein, asam nukleat dan vitamin tertentu.

Fosfor

Fosfor ditemukan dalam ATP (adenosin trifosfat), sebuah molekul energi yang banyak digunakan dalam metabolisme. Ini adalah mata uang energi sel.

Demikian juga, fosfor adalah bagian dari bahan genetik (DNA) dan vitamin tertentu. Ditemukan dalam fosfolipid, elemen penting untuk pembentukan membran biologis.

Belerang

Belerang ditemukan dalam beberapa asam amino, khususnya dalam sistein dan metionin. Itu hadir dalam koenzim A, molekul perantara yang memungkinkan sejumlah besar reaksi metabolik.

Kalsium

Kalsium sangat penting untuk tulang. Proses kontraksi otot membutuhkan elemen ini. Kontraksi otot dan pembekuan darah juga dimediasi oleh ion ini.

Magnesium

Magnesium sangat penting pada tanaman, karena ditemukan dalam molekul klorofil. Sebagai ion, ia berperan sebagai kofaktor dalam rute enzim yang berbeda.

Natrium dan kalium

Mereka adalah ion melimpah di media ekstraseluler dan intraseluler, masing-masing. Elektrolit ini adalah protagonis dari impuls saraf, karena mereka menentukan potensi membran. Ion-ion ini dikenal untuk pompa natrium-kalium.

Besi

Itu adalah dalam hemoglobin, suatu protein yang ada dalam eritrosit darah yang fungsinya adalah transportasi oksigen.

Fluor

Fluor hadir di gigi dan tulang.

Lithium

Lithium memiliki fungsi neurologis.

Referensi

  1. Cerezo García, M. (2013). Dasar-dasar biologi dasar. Publikasi dari Universitat Jaume I.
  2. Galan, R., & Torronteras, S. (2015). Biologi fundamental dan kesehatan. Elsevier
  3. Gama, M. (2007). Biologi: Pendekatan Konstruktivisme. Pendidikan Pearson.
  4. Macarulla, J. M., & Goñi, F. M. (1994). Biokimia manusia: kursus dasar. Saya terbalik.
  5. Teijón, J. M. (2006). Dasar-dasar biokimia struktural. Editorial Tébar.
  6. Urdiales, B. A. V., Pilar Granillo, M., & Dominguez, M. D. S. V. (2000). Biologi umum: sistem kehidupan. Grup Editorial Patria.
  7. Vallespí, R. M. C., Ramírez, P. C., Santos, S. E., Morales, A. F., Torralba, M. P., & Del Castillo, D. S. (2013). Senyawa kimia utama. Editorial UNED.