Naštudujte si niečo viac o primárnych bioelementoch

Život na planéte je určený súborom vzťahov, v ktorých dochádza k mimoriadnemu toku informácií a nepretržitej výmene hmoty a energie. Hmota je všetko, čo má hmotnosť a zaujíma miesto vo vesmíre, je tvorená atómami, čo sú minimálne jednotky, ktoré ju tvoria. Živé bytosti, voda, hviezdy, všetko, čo nás obklopuje, je tvorené atómami.

Rozmanitosť chemických prvkov je daná rozmanitosťou typov atómov. Každý typ atómu predstavuje iný chemický prvok. V súčasnosti je známych 105 chemických prvkov, z ktorých sa 84 nachádza prirodzene a zvyšok bol umelo vyrobený v laboratóriách.

Ako sme už povedali, prírodu tvorí hmota, a všetka živá hmota sa preto skladá aj z hmoty, ktorá je zase tvorená atómami a tieto tvoria prvky. Prvky, ktoré tvoria živú hmotu, sú známe pod menom Bioelements. Tieto sa naopak klasifikujú podľa toho, či sú alebo nie sú pre život nevyhnutné: Primárne bioelementy a sekundárne bioelementy

Základné prvky pre život

Primárne bioelementy sú tie základné chemické prvky, ktoré sú prítomné v živej hmote, v bunkách, tkanivách, orgánoch a systémoch a ktoré ich tvoria od najjednoduchších po najkomplexnejšie. Ako sme už povedali, všetka hmota je vo všeobecnosti, či už živá alebo nie, tvorená atómami a všetko, čo je zložené iba z jedného typu atómov, je známe ako prvok, prvkov, ktoré sú známe doteraz, je 105.

V zložení živej hmoty nájdeme najmenej 70 stabilných chemických prvkov, prakticky všetky prvky, ktoré existujú na planéte, bez vzácnych plynov. Asi deväťdesiatdeväť percent (99%) všetkých existujúcich živých látok, z ktorých väčšinu tvoria bunky zložené z týchto šiestich prvkov: uhlík (C), vodík (H2), kyslík (O.2), Dusík (N2); Fosfor (P) a síra (S), ktoré sú v tejto oblasti najhojnejšie živé, ktoré nájdeme na zemskom povrchu. Nazývajú sa bioelementy, pretože tvoria podstatnú súčasť základnej alebo primárnej konštitúcie živých bytostí.

Druhy bioelementov

Podľa toho, či tvoria alebo neobsahujú súčasť základnej konštitúcie biomolekúl živej hmoty, je možné ich rozdeliť na: primárne a sekundárne bioelementy.

Primárne bioelementy

Sú to všetky tie bioelementy, ktoré sú súčasťou základnej stavby živej hmoty, pretože sú nevyhnutnou súčasťou tvorby organických biomolekúl: bielkovín, sacharidov, lipidov a nukleových kyselín. Tvoria čistú živú hmotu a sú to: uhlík (C), vodík (H2), kyslík (O.2), Dusík (N2); Fosfor (P) a síra (S).

Uhlík (C)

Es  základná základná zložka všetkých organických molekúl sa vo všetkých reťazcoch javí ako kostra, ktorá dáva tvar a funkciu organickým biomolekulám. Všetky organické zlúčeniny sú tvorené uhlíkovými reťazcami, ktoré vytvárajú väzby s inými prvkami alebo zlúčeninami.

Vo svojom najvzdialenejšom obale má štyri elektróny a môže vytvárať kovalentné väzby s inými uhlíkmi, ktoré jej umožňujú vytvárať dlhé reťazce atómov (makromolekúl). Tieto väzby môžu byť jednoduché, dvojité alebo trojité. Môžu sa tiež viazať na rôzne vytvorené radikály prvkami (-H, = O, -OH, -NH2, -SH, H2PO4) okrem iného tak, že umožňuje tvorbu veľkého množstva rôznych molekúl, ktoré budú zasahovať do mnohých chemických reakcií, a využije tak rozmanitosť prítomnú v životnom prostredí.

Uhlík je nevyhnutnou súčasťou pre zvieratá a rastliny. Je nevyhnutnou súčasťou molekuly glukózy, dôležitým uhľohydrátom pre vykonávanie procesov, ako je dýchanie; zasahuje aj do fotosyntézy, vo forme CO2  (oxid uhličitý).

Uhlík je tiež súčasťou ďalšej makromolekuly nevyhnutnej pre život, DNA, táto molekula obsahuje genetickú informáciu, ktorá dáva každému jednotlivcovi vlastnosti, ktoré nevlastní, a ktoré telo zase používa na replikáciu a prenos týchto informácií na svoje potomkovia

Vodík

Vodík je spolu s kyslíkom nevyhnutnou súčasťou organickej hmoty. V prípade niektorých lipidov vykazujú vo svojej zložení iba atómy uhlíka a vodíka. Elektrónový ión, ktorý má atóm vodíka v jeho poslednej vrstve, vám umožňuje ľahko nadviazať väzby s ktorýmkoľvek z primárnych bioelementov.

Kovalentná väzba, ktorá sa vytvára medzi uhlíkom a vodíkom, je dostatočne silná na to, aby bola stabilná, ale nie dostatočne silná na to, aby zabránila jej separácii a umožnila tak syntézu ďalších molekúl. Molekuly tvorené iba vodíkom a uhlíkom sú kovalentné až polárne (nerozpustné vo vode).

Oxigen

Kyslík je najelektronegatívnejším zo všetkých primárnych bioelementov a keď sa spojí s vodíkom, priťahuje jediný elektrón, z ktorého pochádzajú elektrické póly, takže radikály -OH, -CHO a COOH sú polárne radikály. Keď tieto radikály nahradia niektoré vodíky uhlíkového reťazca a vodíky, ako je glukóza (C6H12O6) spôsobujú vznik molekúl ako voda, ktoré sú rozpustné v polárnych tekutinách.

Kyslík má vďaka svojej elektronegativite schopnosť priťahovať elektróny z iných atómov. Tento proces nevyhnutne vyžaduje prerušenie väzieb a uvoľnenie veľkého množstva energie. S čím reagujú zlúčeniny uhlíka a kyslíka je známe ako aeróbne dýchanie, a je to bežný spôsob získavania energie. Ďalším spôsobom, ako získať energiu, je fermentácia, ktorá sa znížila, pretože riasy a rastliny začali fotosyntézou produkovať kyslík pre primitívnu atmosféru.

Oxidačný proces biologických zlúčenín sa uskutočňuje odčítaním atómov vodíka od atómov uhlíka. Kyslík, ktorý je viac elektronegatívny, vyvíja väčšiu silu na vodíkový elektrón ako na uhlíkový elektrón, a preto sa mu ho podarí naštartovať.

Tak vzniká voda s vodíkom plus kyslíkom a uvoľňuje sa veľké množstvo energie, ktorú využívajú živé bytosti. Keď atóm uhlíka začne zdieľať elektrón s vodíkom, zdieľaním menšieho počtu elektrónov s kyslíkom dôjde k jeho strate, to znamená, že oxiduje.

Dusík

Dusík je prvok, ktorý je asi 78% súčasťou atmosféry. Je tiež nevyhnutnou súčasťou proteínov deoxyribonukleovej kyseliny (DNA), zodpovedný za prenos dedičných znakov z rodičov na deti. DNA je prítomná vo všetkých bunkách tela, z toho vyplýva dôležitosť dusíka pre živé bytosti.

Dusík vo všeobecnosti nemôže byť absorbovaný priamo, ale ako súčasť iných zlúčenín, ako sú dusičnany, dusitany alebo amónne zlúčeniny, ktoré ho obsahujú. Pred použitím živými bytosťami musí dusík prejsť niekoľkými fázami:

  • Ammonifikácia, proces, pri ktorom sa dusík transformuje na amoniak.
  • Nitrifikácia, ktorá spočíva v transformácii amoniaku na dusitany a dusičnany.
  • Proces fixácie, ktorým dusík prechádza niekoľkými procesmi, aby sa z neho stali dusitany alebo dusičnany, obe látky, ktoré môžu byť použité živými bytosťami

Dusík sa nachádza v aminokyselinách, to znamená v molekulách, ktoré tvoria proteíny a vytvárajú aminoskupiny (-NH2) a v dusíkatých bázach nukleových kyselín. Dusík je najrozšírenejší plyn v atmosféreNapriek tomu je to veľmi málo organizmov schopné využiť. Takmer všetok dusík zabudovaný do živej hmoty riasami a rastlinami je absorbovaný vo forme dusičnanového iónu (NH3).

Dusík sa veľmi ľahko tvorí s vodíkom (NH3) ako pri kyslíku (NO-), ktorý mu umožňuje prechádzať z jednej formy do druhej, čím uvoľňuje energiu.

Síra Síra je súčasťou bielkovinových esenciálnych aminokyselín, vitamínov a dôležitých hormónov a je nevyhnutná pre ľudí i zvieratá.

Síra predstavuje 0.25% hmotnosti nášho tela, to znamená, že priemerné dospelé telo obsahuje asi 170 g síry, veľa z nej sa nachádza v aminokyselinách. Síra je súčasťou žlčových kyselín, nevyhnutných pre trávenie a vstrebávanie tukov. Pomáha udržiavať zdravú pokožku, vlasy a nechty a má zásadnú úlohu pri tvorbe tkaniva. Síra je všeobecne prítomná v zelenine, ako sú napríklad reďkovky, mrkva, mliečne výrobky, syry, morské plody a mäso.

Zápas

Množstvo fosforu prítomného v atmosfére je zanedbateľné. Najväčšia rezerva fosforu sa nachádza v morských sedimentoch. Pôdy sú usporiadané podľa dôležitosti druhý prírodný sklad fosforu. Nájdeme ho tiež v zemskej kôre ako zložku rôznych minerálov v dôsledku chemického zvetrávania, z minerálu sa uvoľňujú fosfáty, rozpúšťa sa a transportuje vodou.

Časť fosfátu sa vyzráža, hlavne vo forme fosforečnanu vápenatého, a ďalšia časť sa dostáva do morí, kde sa hromadí veľké množstvo fosforu, čo predstavuje takzvané lapače fosforu.

Fosfor vo forme organický fosfát, je pre živú hmotu mimoriadne dôležitá, pretože:

  • Je to jedna zo zložiek nukleových kyselín (RNA a DNA, ktoré tvoria genetický materiál organizmov
  • Nachádza sa ako súčasť adenozíntrifosfátu, ktorý je takmer univerzálnym zdrojom bunkovej energie v živej hmote.
  • Je to jedna zo zložiek kostí.

Zanechajte svoj komentár

Vaša e-mailová adresa nebude zverejnená. Povinné položky sú označené *

  1. Zodpovedný za údaje: Miguel Ángel Gatón
  2. Účel údajov: Kontrolný SPAM, správa komentárov.
  3. Legitimácia: Váš súhlas
  4. Oznamovanie údajov: Údaje nebudú poskytnuté tretím stranám, iba ak to vyplýva zo zákona.
  5. Ukladanie dát: Databáza hostená spoločnosťou Occentus Networks (EU)
  6. Práva: Svoje údaje môžete kedykoľvek obmedziť, obnoviť a vymazať.