BIOGENETICKÉ PRVKY: VLASTNOSTI, TYPY A FUNKCIE - BIOLÓGIE - 2026

Nazývajú sa atómy biogenézikosu, ktoré tvoria živú hmotu. Etymologicky tento pojem pochádza z bio, čo v gréčtine znamená „život“; a genéza, čo znamená „pôvod“. Zo všetkých známych prvkov je nevyhnutných iba asi tridsať.

Na najnižšej úrovni organizácie je hmota tvorená malými časticami nazývanými atómy. Každý atóm je tvorený protónmi a neutrónmi v jadre a množstvom elektrónov okolo neho. Tieto zložky definujú vlastnosti prvkov.

Majú štrukturálne funkcie, sú základnými zložkami v biologických molekulách (proteíny, uhľohydráty, lipidy a nukleové kyseliny) alebo sú prítomné v ich iónovej forme a pôsobia ako elektrolyt. Majú tiež špecifické funkcie, ako napríklad podporu svalovej kontrakcie alebo prítomnosť v aktívnom mieste enzýmu.

Všetky biogenetické prvky sú nevyhnutné, a ak vôbec nejaké chýbali, nemohol sa vyskytnúť fenomén života. Hlavnými biogenickými prvkami, ktoré sa v živej hmote vyskytujú najčastejšie, sú uhlík, vodík, dusík, kyslík, fosfor a síra.

vlastnosti

Biogenetické prvky majú rad chemických vlastností, vďaka ktorým sú vhodné na to, aby boli súčasťou živých systémov:

Kovalentné väzby

Sú schopné vytvárať kovalentné väzby, kde dva atómy sú spojené zdieľaním elektrónov z ich valenčného obalu. Keď sa vytvorí táto väzba, zdieľané elektróny sa nachádzajú v internukleárnom priestore.

Tieto väzby sú pomerne silné a stabilné, stav, ktorý musí byť prítomný v molekulách živých organizmov. Rovnako nie je ťažké tieto väzby rozbiť, čo umožňuje stanovenie určitého stupňa molekulárnej dynamiky.

Schopnosť vytvárať jednoduché, dvojité a trojité väzby

Značný počet molekúl s niekoľkými prvkami sa môže vytvoriť vďaka schopnosti vytvárať jednoduché, dvojité a trojné väzby.

Okrem poskytnutia významnej molekulárnej rozmanitosti táto vlastnosť umožňuje vytváranie štruktúr s rôznym usporiadaním (okrem iného lineárne, v tvare kruhu).

klasifikácia

Biogenetické prvky sa delia na primárne, sekundárne a stopové prvky. Toto usporiadanie je založené na rôznych pomeroch živých bytostí.

Vo väčšine organizmov sa tieto pomery zachovávajú, aj keď môžu existovať určité špecifické variácie. Napríklad u stavovcov je jód zásadným prvkom, zatiaľ čo v iných taxónoch sa to zdá byť.

Primárne prvky

Suchá hmotnosť živej hmoty tvorí 95 až 99% týchto chemických prvkov. V tejto skupine nájdeme najhojnejšie prvky: vodík, kyslík, dusík a uhlík.

Tieto prvky majú vynikajúcu schopnosť kombinovať sa s ostatnými. Okrem toho majú charakteristiku vytvárania viacerých spojení. Uhlík sa môže vytvárať až trojité väzby a generovať rôzne organické molekuly.

Sekundárne prvky

Prvky tejto skupiny tvoria od 0,7% do 4,5% živej hmoty. Sú to sodík, draslík, vápnik, horčík, chlór, síra a fosfor.

V organizmoch sú sekundárne prvky v iónovej forme; preto sa nazývajú elektrolyty. V závislosti od ich náboja môžu byť klasifikované ako katióny (+) alebo anióny (-).

Všeobecne sa elektrolyty podieľajú na osmotickej regulácii, na nervovom impulze a na transporte biomolekúl.

Osmotické javy sa vzťahujú na primeranú rovnováhu vody v bunkovom prostredí a mimo neho. Rovnako majú úlohu pri udržiavaní pH v bunkových prostrediach; sú známe ako pufre alebo pufre.

Stopové prvky

Vyskytujú sa v malých alebo stopových pomeroch, približne pri hodnotách menších ako 0,5%. Jeho prítomnosť v malom množstve však nenaznačuje, že jeho úloha nie je dôležitá. V skutočnosti sú rovnako dôležité ako predchádzajúce skupiny pre správne fungovanie živého organizmu.

Táto skupina sa skladá zo železa, horčíka, kobaltu, medi, zinku, molybdénu, jódu a fluóru. Podobne ako skupina sekundárnych prvkov, stopové prvky môžu byť v iónovej forme a môžu byť elektrolytmi.

Jednou z jeho najdôležitejších vlastností je zostať ako stabilný ión v rôznych oxidačných stavoch. Môžu sa nachádzať v aktívnych centrách enzýmov (fyzikálny priestor uvedeného proteínu, kde sa reakcia vyskytuje) alebo pôsobiť na molekuly, ktoré prenášajú elektróny.

Iní autori často klasifikujú bioelementy ako nevyhnutné a nepodstatné. Najpoužívanejšia je však klasifikácia podľa jej hojnosti.

Vlastnosti

Každý z biognesických prvkov v tele plní základnú a špecifickú funkciu. Medzi najdôležitejšie funkcie môžeme zaradiť nasledujúce:

uhlík

Uhlík je hlavným stavebným kameňom organických molekúl.

kyslík

Kyslík má úlohu v dýchacích procesoch a je tiež základnou súčasťou rôznych organických molekúl.

vodík

Nachádza sa vo vode a je súčasťou organických molekúl. Je veľmi univerzálny, pretože môže byť spojený s akýmkoľvek iným prvkom.

dusík

Nachádza sa v bielkovinách, nukleových kyselinách a niektorých vitamínoch.

Zápas

Fosfor sa nachádza v ATP (adenozíntrifosfát), energetickej molekule široko používanej v metabolizme. Je to energetická mena buniek.

Podobne je fosfor súčasťou genetického materiálu (DNA) a niektorých vitamínov. Nachádza sa vo fosfolipidoch, rozhodujúcich prvkoch pre tvorbu biologických membrán.

síra

Síra sa nachádza v niektorých aminokyselinách, konkrétne v cysteíne a metioníne. Je prítomný v koenzýme A, medziprodukte, ktorý umožňuje veľké množstvo metabolických reakcií.

vápnik

Vápnik je nevyhnutný pre kosti. Procesy sťahovania svalov vyžadujú tento prvok. Týmto iónom je tiež sprostredkovaná kontrakcia svalov a zrážanie krvi.

magnézium

Horčík je zvlášť dôležitý v rastlinách, pretože sa nachádza v molekule chlorofylu. Ako ión sa zúčastňuje ako kofaktor v rôznych enzymatických dráhach.

Sodík a draslík

Sú to hojné ióny v extracelulárnom a intracelulárnom médiu. Tieto elektrolyty sú protagonistami nervového impulzu, pretože určujú membránový potenciál. Tieto ióny sú známe pre sodno-draselné čerpadlo.

železo

Je to v hemoglobíne, proteíne prítomnom v krvných erytrocytoch, ktorého funkciou je transport kyslíka.

fluóru

Fluorid je prítomný v zuboch a kostiach.

lítium

Lítium má neurologické funkcie.

Referencie

1. Cerezo García, M. (2013). Základy základnej biológie. Publikácie Universitat Jaume I.
2. Galan, R., & Torronteras, S. (2015). Základná a zdravotná biológia. Elsevier
3. Gama, M. (2007). Biológia: konštruktivistický prístup. Pearson Education.
4. Macarulla, JM, a Goñi, FM (1994). Ľudská biochémia: základný kurz. Obrátil som sa.
5. Teijón, JM (2006). Základy štruktúrnej biochémie. Editorial Tébar.
6. Urdiales, BAV, del Pilar Granillo, M., & Dominguez, MDSV (2000). Všeobecná biológia: živé systémy. Grupo Editorial Patria.
7. Vallespí, RMC, Ramírez, PC, Santos, SE, Morales, AF, Torralba, MP a Del Castillo, DS (2013). Hlavné chemické zlúčeniny. Redakčné UNED.