BIOGENETICKÉ PRVKY: VLASTNOSTI, TYPY A FUNKCE - BIOLOGIE - 2025

Nazývají se biogenésikové prvky atomy, které tvoří živou hmotu. Etymologicky, termín pochází z bio, což v řečtině znamená „život“; a geneze, což znamená „původ“. Ze všech známých prvků je nezbytných pouze asi třicet.

Na nejnižší úrovni organizace je hmota tvořena malými částicemi nazývanými atomy. Každý atom je tvořen protony a neutrony v jádru a množstvím elektronů kolem něj. Tyto složky definují vlastnosti prvků.

Mají strukturální funkce, jsou základními složkami v biologických molekulách (proteiny, uhlohydráty, lipidy a nukleové kyseliny) nebo jsou přítomny ve své iontové formě a působí jako elektrolyt. Mají také specifické funkce, jako je podpora svalové kontrakce nebo přítomnost v aktivním místě enzymu.

Všechny biogenetické prvky jsou zásadní, a pokud by nějaké chyběly, nemohl by se objevit fenomén života. Hlavními biogenními prvky nejhojnějšími v živé hmotě jsou uhlík, vodík, dusík, kyslík, fosfor a síra.

vlastnosti

Biogenetické prvky mají řadu chemických vlastností, díky nimž jsou vhodné jako součást živých systémů:

Kovalentní vazby

Jsou schopni vytvářet kovalentní vazby, kde jsou oba atomy spojeny sdílením elektronů z jejich valenčního náboje. Když je tato vazba vytvořena, sdílené elektrony jsou umístěny v internuclear prostoru.

Tyto vazby jsou poměrně silné a stabilní, což je podmínka, která musí být přítomna v molekulách živých organismů. Stejně tak tyto vazby nejsou extrémně obtížné prolomit, což umožňuje stanovení určitého stupně molekulární dynamiky.

Schopnost tvořit jednoduché, dvojité a trojné vazby

Značný počet molekul s několika prvky může být vytvořen díky schopnosti vytvářet jednoduché, dvojné a trojné vazby.

Kromě zajištění významné molekulární rozmanitosti tato vlastnost umožňuje vytváření struktur s různým uspořádáním (mezi jiným lineární, prstencový tvar).

Klasifikace

Biogenetické prvky se dělí na primární, sekundární a stopové prvky. Toto uspořádání je založeno na různých proporcích živých bytostí.

U většiny organismů jsou tyto proporce zachovány, i když mohou existovat určité specifické variace. Například u obratlovců je jód rozhodujícím prvkem, zatímco u jiných taxonů se to zdá být.

Primární prvky

Suchá hmotnost živé hmoty tvoří 95 až 99% těchto chemických prvků. V této skupině najdeme nejhojnější prvky: vodík, kyslík, dusík a uhlík.

Tyto prvky mají vynikající schopnost kombinovat se s ostatními. Kromě toho mají charakteristiku vytváření více odkazů. Uhlík se může tvořit až trojné vazby a generovat různé organické molekuly.

Sekundární prvky

Prvky této skupiny tvoří od 0,7% do 4,5% živé hmoty. Jsou to sodík, draslík, vápník, hořčík, chlor, síra a fosfor.

V organismech jsou sekundární prvky v iontové formě; proto se jim říká elektrolyty. Podle jejich náboje mohou být klasifikovány jako kationty (+) nebo anionty (-)

Obecně se elektrolyty účastní osmotické regulace, nervového impulsu a transportu biomolekul.

Osmotické jevy se vztahují k přiměřené rovnováze vody uvnitř buněčného prostředí a mimo něj. Stejně tak mají roli při udržování pH v buněčných prostředích; oni jsou znáni jak vyrovnávací paměti nebo vyrovnávací paměti.

Stopové prvky

Nacházejí se v malých nebo stopových proporcích, přibližně při hodnotách menších než 0,5%. Jeho přítomnost v malém množství však nenaznačuje, že jeho role není důležitá. Ve skutečnosti jsou stejně důležité jako předchozí skupiny pro správné fungování živého organismu.

Tato skupina se skládá ze železa, hořčíku, kobaltu, mědi, zinku, molybdenu, jodu a fluoru. Stejně jako skupina sekundárních prvků mohou být stopové prvky v iontové formě a mohou být elektrolyty.

Jednou z jeho nejdůležitějších vlastností je zůstat ve stabilních iontech v různých oxidačních stavech. Lze je nalézt v aktivních centrech enzymů (fyzický prostor uvedeného proteinu, kde dochází k reakci) nebo působit na molekuly, které přenášejí elektrony.

Jiní autoři často klasifikují bioelementy jako nezbytné a nepodstatné. Nejpoužívanější je však klasifikace podle její hojnosti.

Funkce

Každý z biognesických prvků plní v těle základní a specifickou funkci. Mezi nejdůležitější funkce patří:

Uhlík

Uhlík je hlavním stavebním kamenem organických molekul.

Kyslík

Kyslík má roli v dýchacích procesech a je také základní složkou různých organických molekul.

Vodík

Nachází se ve vodě a je součástí organických molekul. Je velmi univerzální, protože může být spojen s jakýmkoli jiným prvkem.

Dusík

Nachází se v bílkovinách, nukleových kyselinách a některých vitaminech.

Zápas

Fosfor se nachází v ATP (adenosintrifosfát), energetické molekule široce používané v metabolismu. Je to energetická měna buněk.

Podobně je fosfor součástí genetického materiálu (DNA) a některých vitamínů. Nachází se ve fosfolipidech, rozhodujících prvcích pro tvorbu biologických membrán.

Síra

Síra se nachází v některých aminokyselinách, konkrétně cysteinu a methioninu. Je přítomen v koenzymu A, meziproduktu, který umožňuje velké množství metabolických reakcí.

Vápník

Vápník je nezbytný pro kosti. Procesy kontrakce svalů vyžadují tento prvek. Svalová kontrakce a srážení krve jsou také zprostředkovány tímto iontem.

Hořčík

Hořčík je zvláště důležitý v rostlinách, protože se nachází v molekule chlorofylu. Jako ion se podílí jako kofaktor v různých enzymatických drahách.

Sodík a draslík

Jsou to hojné ionty v extracelulárním a intracelulárním médiu. Tyto elektrolyty jsou protagonisty nervového impulsu, protože určují membránový potenciál. Tyto ionty jsou známé pro sodno-draselné čerpadlo.

Žehlička

Je to v hemoglobinu, proteinu přítomném v krevních erytrocytech, jehož funkcí je transport kyslíku.

Fluor

Fluorid je přítomen v zubech a kostech.

Lithium

Lithium má neurologické funkce.

Reference

1. Cerezo García, M. (2013). Základy základní biologie. Publikace Universitat Jaume I.
2. Galan, R., & Torronteras, S. (2015). Základní a zdravotní biologie. Elsevier
3. Gama, M. (2007). Biologie: konstruktivistický přístup. Pearsonovo vzdělávání.
4. Macarulla, JM, a Goñi, FM (1994). Biochemie člověka: základní kurz. Obrátil jsem se.
5. Teijón, JM (2006). Základy strukturální biochemie. Redakční Tébar.
6. Urdiales, BAV, del Pilar Granillo, M., & Dominguez, MDSV (2000). Obecná biologie: živé systémy. Grupo Editorial Patria.
7. Vallespí, RMC, Ramírez, PC, Santos, SE, Morales, AF, Torralba, MP, & Del Castillo, DS (2013). Hlavní chemické sloučeniny. Redakční UNED.