MGA BIOELEMENT: PAG-UURI (PANGUNAHIN AT PANGALAWA) - BIOLOGY - 2025

Ang " Bioelement " ay isang term na ginamit upang sumangguni sa pangunahing elemento ng kemikal na bumubuo sa mga nabubuhay na nilalang. Sa ilang mga pag-uuri, ang mga ito ay nahahati sa mga pangunahing elemento at pangalawang elemento.

Sa 87 kilalang mga elemento ng kemikal, 34 lamang ang bumubuo ng organikong bagay, at 17 sa 34 na ito ang kilalang tunay na kailangan para sa buhay. Bilang karagdagan, sa 17 mahahalagang sangkap na ito, limang bumubuo ng higit sa 90% ng bagay na bumubuo sa mga buhay na organismo.

Ang pana-panahong talahanayan ng mga elemento, pangunahing at pangalawang bioelement ay ipinapahiwatig din (Source: Alejandro Porto sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Ang anim na pangunahing elemento sa organikong bagay ay ang hydrogen (H, 59%), oxygen (O, 24%), carbon (C, 11%), nitrogen (N, 4%), posporus (P, 1%) at asupre (S, 0.1 hanggang 1%).

Ang mga porsyento na ito ay sumasalamin sa bilang ng mga atoms ng bawat elemento na may paggalang sa kabuuang bilang ng mga atom na bumubuo ng mga buhay na selula at ito ang kilala bilang "pangunahing bioelement".

Ang pangalawang bioelement ay matatagpuan sa isang mas maliit na proporsyon at potasa (K), magnesiyo (Mg), iron (Fe), calcium (Ca), molibdenum (Mo), fluorine (F), Chlorine ( Cl), sodium (Na), yodo (I), tanso (Cu) at Zinc (Zn).

Ang mga pangalawang elemento ay karaniwang mga cactactors sa catalytic reaksyon at nakikilahok sa marami sa mga proseso ng biochemical at physiological na likas sa mga cell ng mga organismo.

Pangunahing bioelement

Ang carbon at hydrogen at oxygen atoms ay ang istrukturang base ng mga molekula na bumubuo ng organikong bagay, samantala ang nitrogen, posporus at asupre ay nakikipag-ugnay sa iba't ibang mga biomolecule upang ma-provoke ang mga reaksiyong kemikal.

Hydrogen

Ang hydrogen ay isang sangkap na kemikal na umiiral sa porma ng gas sa temperatura ng silid (25 º C), maaari lamang itong umiral sa isang solid o likido na estado sa temperatura ng silid kapag ito ay naka-link sa iba pang mga molekula.

Ang mga hydrogen atom ay naisip na kabilang sa mga unang atomo na bumubuo sa unang sansinukob. Ang mga teoryang hinahawakan ay nagmungkahi na ang mga proton na nakapaloob sa nucleus ng mga atom ng hydrogen ay nagsimulang makisama sa mga elektron ng iba pang mga elemento upang makabuo ng mas kumplikadong mga molekula.

Ang hydrogen ay maaaring pagsamahin ang chemically sa halos anumang iba pang elemento upang makabuo ng mga molekula, bukod sa kung saan ay tubig, karbohidrat, hydrocarbons, atbp.

Ang elementong ito ay responsable para sa pagbuo ng mga bono na kilala bilang "hydrogen bond", isa sa pinakamahalagang mahihirap na pakikipag-ugnay para sa mga biomolecules at pangunahing puwersa na responsable sa pagpapanatili ng mga three-dimensional na istruktura ng mga protina at nucleic acid.

Carbon

Ang carbon ay bumubuo ng nucleus ng maraming biomolecules. Ang mga atomo nito ay maaaring pagsamahin ang covalently sa apat na iba pang mga atom na may iba't ibang mga elemento ng kemikal at pati na rin sa kanilang sarili upang mabuo ang istraktura ng lubos na kumplikadong mga molekula.

Ang carbon, kasama ang hydrogen, ay isa sa mga elemento ng kemikal na maaaring mabuo ang pinakamalaking bilang ng iba't ibang mga compound ng kemikal. Sa gayon ang lahat ng mga sangkap at compound na naiuri bilang "organikong" ay naglalaman ng mga atomo ng carbon sa kanilang pangunahing istraktura.

Pangkalahatang istraktura ng isang amino acid (Pinagmulan: Gumagamit: Ppfk sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Kabilang sa mga pangunahing molekula ng carbon ng mga nabubuhay na tao ay ang mga karbohidrat (asukal o saccharides), mga protina at kanilang mga amino acid, nucleic acid (DNA at RNA), lipid at fatty acid, bukod sa iba pa.

Oxygen

Ang oksiheno ay isang elemento ng gas at ang pinaka sagana sa crust ng buong mundo. Ito ay naroroon sa maraming mga sangkap na organikong at tulagay at bumubuo ng mga compound na halos lahat ng mga elemento ng kemikal.

Ito ay may pananagutan para sa oksihenasyon ng mga compound ng kemikal at pagkasunog, na iba rin ang mga form ng oksihenasyon. Ang oksiheno ay isang napaka electronegative element, bahagi ito ng molekula ng tubig at nakikilahok sa proseso ng paghinga ng isang malaking bahagi ng mga nabubuhay na nilalang.

Ang mga reaktibo na species ng oxygen ay may pananagutan para sa oxidative stress sa loob ng mga cell. Karaniwan na obserbahan ang pinsala na dulot ng mga oxidative compound sa macromolecules sa loob ng cell, dahil hindi nila pinapabagsak ang pagbawas ng interior ng mga cell.

Nitrogen

Ang Nitrogen ay nakararami rin sa gas, na bumubuo ng halos 78% ng kapaligiran ng Earth. Ito ay isang mahalagang elemento sa nutrisyon ng mga halaman at hayop.

Sa mga hayop, ang nitrogen ay isang pangunahing bahagi ng mga amino acid na, naman, ay ang mga bloke ng gusali para sa mga protina. Ang mga tisyu ng istruktura ng protina at marami sa kanila ay may kinakailangang aktibidad ng enzymatic upang mapabilis ang marami sa mga mahahalagang reaksyon para sa mga cell.

Ang Nitrogen ay isang pangunahing bahagi ng mga nitrogenous base na bumubuo ng mga nucleic acid tulad ng DNA at RNA (Pinagmulan: File: Pagkakaiba ng DNA RNA-DE.svg: Sponk / * pagsasalin: Sponk sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Nitrogen ay naroroon sa mga nitrogenous base ng DNA at RNA, mahahalagang molekula para sa paglilipat ng genetic na impormasyon mula sa mga magulang sa mga supling at para sa wastong paggana ng mga nabubuhay na organismo bilang mga cellular system.

Pagtugma

Ang pinaka-masaganang anyo ng elementong ito sa likas na katangian ay bilang solidong mga posporus sa mayabong na lupa, ilog at lawa. Ito ay isang mahalagang elemento para sa paggana ng mga hayop at halaman, kundi pati na rin ng bakterya, fungi, protozoa at lahat ng nabubuhay na nilalang.

Sa mga hayop, ang posporus ay matatagpuan sa kasaganaan sa lahat ng mga buto sa anyo ng calcium phosphate.

Mahalaga ang Phosphorus para sa buhay, dahil ito rin ay isang elemento na bahagi ng DNA, RNA, ATP at phospholipids (pangunahing sangkap ng mga lamad ng cell).

Ang bioelement na ito ay palaging kasangkot sa mga reaksyon ng paglilipat ng enerhiya, dahil bumubuo ito ng mga compound na may masigasig na bono, ang hydrolysis na kung saan ay ginagamit upang ilipat ang iba't ibang mga cellular system.

Sulfur

Ang sulfur ay karaniwang matatagpuan sa anyo ng mga sulfide at sulfates. Lalo na ito ay sagana sa mga lugar ng bulkan at naroroon sa mga amino acid residues cysteine ​​at methionine.

Sa mga protina, ang mga asupre ng asupre ng cysteine ​​ay bumubuo ng isang napakalakas na interra- o intermolecular na pakikipag-ugnay na kilala bilang isang "disulfide bridge", na mahalaga para sa pagbuo ng pangalawang, tersiyaryo at quaternary na istraktura ng mga cellular protein.

Ang Coenzyme A, isang metabolic intermediate na may malawak na iba't ibang mga pag-andar, ay mayroong isang asupre na atom sa istraktura nito.

Ang elementong ito ay pangunahing din sa istraktura ng maraming mga cofactors ng enzymatic na nakikilahok sa iba't ibang mga mahahalagang landas ng metaboliko.

Mga pangalawang bioelement

Tulad ng nabanggit sa itaas, ang pangalawang bioelement ay yaong matatagpuan sa isang mas mababang proporsyon kaysa sa mga pangunahing at ang pinakamahalaga ay ang potasa, magnesiyo, iron, calcium, sodium at zinc.

Ang mga pangalawang bioelement o mga elemento ng bakas ay kasangkot sa maraming mga proseso ng pisyolohikal ng mga halaman, sa potosintesis, sa paghinga, sa balanse ng cellular ionic ng vacuole at chloroplast, sa transportasyon ng mga karbohidrat sa phloem, atbp.

Totoo rin ito para sa mga hayop at iba pang mga organismo, kung saan ang mga elementong ito, higit pa o hindi gaanong disensyado at hindi gaanong sagana, ay bahagi ng maraming mga cactactors na kinakailangan para sa paggana ng buong makinarya ng cellular.

Bakal

Ang iron ay isa sa pinakamahalagang pangalawang bioelement dahil mayroon itong pag-andar sa maraming mga phenomena ng enerhiya. Napakahalaga nito sa mga natural na reaksyon ng pagbawas ng oksiheno.

Sa mga mammal, halimbawa, ang bakal ay isang mahalagang bahagi ng hemoglobin, ang protina na responsable para sa transportasyon ng oxygen sa dugo sa loob ng mga erythrocytes o pulang selula ng dugo.

Sa mga selula ng halaman ang sangkap na ito ay bahagi din ng ilang mga pigment tulad ng kloropila, na mahalaga para sa mga proseso ng fotosintesis. Ito ay bahagi ng mga molekong cytochrome, na kinakailangan din para sa paghinga.

Zinc

Iniisip ng mga siyentipiko na ang zinc ay isa sa mga pangunahing elemento sa pagpapakita ng mga eukaryotic organismo milyon-milyong taon na ang nakalilipas, dahil marami sa mga protina na nagbubuklod ng DNA para sa pagtitiklop na bumubuo sa "primitive eukaryotes" na ginamit na zinc bilang isang motif ng Union.

Ang isang halimbawa ng ganitong uri ng protina ay ang mga daliri ng zinc, na kasangkot sa transkripsyon ng gene, pagsasalin ng protina, metabolismo at pagpupulong ng protina, atbp.

Kaltsyum

Ang kaltsyum ay isa sa mga pinaka-masaganang mineral sa planeta sa lupa; sa karamihan ng mga hayop ay bumubuo ng ngipin at mga buto sa anyo ng calcium hydroxyphosphate. Ang sangkap na ito ay mahalaga para sa pag-urong ng kalamnan, paghahatid ng mga impulses ng nerve, at pamumuno ng dugo.

Magnesiyo

Ang pinakamataas na proporsyon ng magnesiyo sa kalikasan ay matatagpuan sa solidong form na sinamahan ng iba pang mga elemento, hindi lamang ito matatagpuan sa malayang estado. Ang magnesium ay isang cofactor para sa higit sa 300 iba't ibang mga sistema ng enzyme sa mga mammal.

Ang mga reaksyon kung saan ito ay nakikilahok mula sa protina synthesis, kalamnan ng kadaliang kumilos, at pag-andar ng nerbiyos, sa regulasyon ng mga antas ng glucose sa dugo at presyon ng dugo. Kinakailangan ang Magnesium para sa paggawa ng enerhiya sa mga nabubuhay na organismo, para sa oxidative phosphorylation at glycolysis.

Nag-aambag din ito sa pagbuo ng mga buto at kinakailangan para sa synthesis ng DNA, RNA, glutathione, bukod sa iba pa.

Sodium at potassium

Ang mga ito ay dalawang napaka-masaganang mga ion sa loob ng cell at mga pagkakaiba-iba sa kanilang panloob at panlabas na konsentrasyon, pati na rin ang kanilang transportasyon, ay nagpapasya para sa maraming mga proseso ng physiological.

Ang potasa ay ang pinaka-masaganang intracellular cation, pinapanatili nito ang likidong dami sa loob ng cell at ang mga electrimehemical na transmembrane ng transmembrane.

Ang parehong sosa at potasa ay aktibong kasangkot sa paghahatid ng mga impulses ng nerve, dahil dinala sila ng bomba ng sodium-potassium. Nakikilahok din ang sodium sa pag-urong ng kalamnan at ang pagsipsip ng mga sustansya sa pamamagitan ng lamad ng cell.

Ang natitirang bahagi ng pangalawang bioelement: molybdenum (Mo), fluorine (F), Chlorine (Cl), yodo (I) at tanso (Cu) ay naglalaro ng mahahalagang tungkulin sa maraming reaksyon ng physiological. Gayunpaman, kinakailangan ang mga ito sa isang mas maliit na proporsyon kaysa sa anim na elemento na ipinaliwanag sa itaas.

Mga Sanggunian

1. Egami, F. (1974). Mga menor de edad na elemento at ebolusyon. Journal of molekular evolution, 4 (2), 113-120.
2. Hackh, IW (1919). Mga Bioelement; Ang Elemento ng Chemical ng Living Matter. Ang Journal ng pangkalahatang pisyolohiya, 1 (4), 429
3. Kaim, W., & Rall, J. (1996). Copper-isang "modernong" bioelement. Angewandte Chemie International Edition sa Ingles, 35 (1), 43-60.
4. Mga National Instituto ng Kalusugan. (2016). Magnesium: fact sheet para sa mga propesyonal sa kalusugan. Bersyon ng kasalukuyan, 27.
5. Peñuelas, J., Fernández-Martínez, M., Ciais, P., Jou, D., Piao, S., Obersteiner, M., … & Sardans, J. (2019). Ang mga bioelement, elementome, at ang biogeochemical niche. Ecology, 100 (5), e02652
6. Skalny, AV (2014). Mga Bioelement at Bioelementology sa Pharmacology at Nutrisyon: Pangunahing Mga aspeto at Praktikal na Aspekto. Sa Pharmacology at Nutritional Interbensyon sa Paggamot ng Sakit. IntechOpen.
7. Solioz, M. (2018). Copper-Isang Modernong Bioelement. Sa Copper at Bacteria (pp. 1-9). Springer, Cham.
8. World Health Organization. (2015). Fact Sheet: Asin.