Gezegendeki yaşam, olağanüstü bir bilgi akışının ve sürekli bir madde ve enerji alışverişinin olduğu bir dizi ilişki tarafından belirlenir. Madde, kütlesi olan ve uzayda bir yer kaplayan her şeydir, onu oluşturan minimum birimler olan atomlardan oluşur. Canlılar, su, yıldızlar, etrafımızı saran her şey atomlardan oluşur.
Kimyasal elementlerin çeşitliliği çeşitli atom türleri tarafından verilir. Her atom türü farklı bir kimyasal element oluşturur. Şu anda 105 kimyasal element bilinmektedir, bunlardan 84'ü doğal olarak bulunur ve geri kalanı laboratuvarlarda yapay olarak üretilmiştir.
Daha önce de söylediğimiz gibi, doğa maddeden oluşur ve bu nedenle tüm canlı maddeler de maddeden oluşur, bu madde de atomlardan oluşur ve bu elementleri oluşturur. Canlı maddeyi oluşturan elementler Bioelements adıyla bilinir, bunlar da yaşam için gerekli olup olmadıklarına göre şu şekilde sınıflandırılır: Birincil biyoelementler ve ikincil biyoelementler
Yaşam için temel unsurlar
Birincil Biyo elementler, canlı maddede, hücrelerde, dokularda, organlarda ve onları en basitinden en karmaşığına oluşturan sistemlerde bulunan temel kimyasal elementlerdir. Daha önce de söylediğimiz gibi, genel olarak tüm madde, canlı olsun ya da olmasın atomlardan oluşur ve sadece bir tür atomdan oluşan her şey bir element olarak bilinir, şimdiye kadar bilinen elementler 105'tir.
Canlı maddenin oluşumunda, asal gazlar hariç, gezegendeki neredeyse tüm elementler olmak üzere en az 70 kararlı kimyasal element bulabiliriz. Mevcut tüm canlı maddelerin yaklaşık yüzde doksan dokuzu (% 99), çoğunlukla hücreleri şu altı elementten oluşur: Karbon (C), hidrojen (H2), oksijen (O2), Azot (N2); Fosfor (P) ve Kükürt (S) olan konudaki en bol olanlardır Dünya yüzeyinde bulduğumuz canlı. Canlıların temel veya birincil yapısının önemli bir parçasını oluşturdukları için biyoelement olarak adlandırılırlar.
Biyoelement türleri
Canlı maddenin biyomoleküllerinin temel yapısının bir parçasını oluşturup oluşturmadıklarına göre, Biyoelementler şu şekilde sınıflandırılabilir: birincil biyo elementler ve ikincil biyo elementler.
Birincil Biyo elementler
Proteinler, karbonhidratlar, lipitler ve nükleik asitler gibi organik biyomoleküllerin oluşumunda vazgeçilmez bir rol oynadıklarından, canlı maddenin temel yapısının bir parçası olan tüm bu biyo elementlerdir. Net canlı maddeyi oluştururlar ve şunlardır: Karbon (C), hidrojen (H2), oksijen (O2), Azot (N2); Fosfor (P) ve Kükürt (S).
Karbon (C)
Es tüm organik moleküllerin temel bileşeni, tüm zincirlerde organik biyomoleküllere biçim ve işlev veren iskelet olarak görünür. Tüm organik bileşikler, diğer elementler veya bileşiklerle bağlar oluşturan karbon zincirlerinden oluşur.
En dıştaki kabuğunda dört elektrona sahiptir ve uzun atom zincirleri (makromoleküller) oluşturmasına izin veren diğer karbonlarla kovalent bağlar oluşturabilir. Bu bağlar tekli, ikili veya üçlü olabilir. Ayrıca oluşan farklı radikallere de bağlanabilirler. elemanlara göre (-H, = O, -OH, -NH2, -SH, H2PO4), böylece çok sayıda kimyasal reaksiyona müdahale edecek çok sayıda farklı molekül oluşumunu mümkün kılar ve böylece çevrede bulunan çeşitlilikten yararlanır.
Karbon, hayvanlar ve bitkiler için temel bir bileşendir. Solunum gibi işlemleri gerçekleştirmek için önemli bir karbonhidrat olan glikoz molekülünün önemli bir parçasıdır; ayrıca CO şeklinde fotosenteze müdahale eder2 (karbon dioksit).
Karbon aynı zamanda yaşam için gerekli olan başka bir makromolekülün, yani DNA'nın bir parçasıdır, bu molekül, her bir bireye sahip olmadığı özellikleri veren ve karşılığında vücut tarafından bu bilgiyi kopyalamak ve iletmek için kullanılan genetik bilgiyi içerir. onların torunları
Hidrojen
Hidrojen, oksijenle birlikte organik maddenin önemli bir parçasıdır. Bazı lipitler söz konusu olduğunda, yapılarında sadece karbon ve hidrojen atomları sergilerler. Sahip elektron iyonu son katmanındaki hidrojen atomu, birincil biyo elementlerden herhangi biriyle kolayca bağ kurmanıza olanak tanır.
Karbon ve hidrojen arasında oluşan kovalent bağ, kararlı olacak kadar güçlüdür, ancak ayrılmasını önleyecek ve böylece diğer moleküllerin sentezine izin verecek kadar güçlü değildir. Yalnızca hidrojen ve karbon tarafından oluşturulan moleküller, polar ile kovalenttir (suda çözünmez).
Oksijen
Oksijen, tüm birincil Biyo elementler arasında en elektronegatif olanıdır ve hidrojen ile birleştiğinde, elektrik kutuplarından kaynaklanan tek elektronunu çeker, bu nedenle -OH, -CHO ve COOH radikalleri polar radikallerdir. Bu radikaller, karbon zincirindeki bazı hidrojenlerin ve glikoz (Cmaks) gibi hidrojenlerin yerini aldığında6H12O6) polar sıvılarda çözünür olan su gibi molekülleri ortaya çıkarır.
Oksijen, elektronegatifliği nedeniyle diğer atomlardan elektronları çekme özelliğine sahiptir. Bu süreç, zorunlu olarak bağların kopmasını ve büyük miktarlarda enerjinin salınmasını içerir. Karbon ve oksijen bileşikleri neyle reaksiyona girer? aerobik solunum olarak bilinir, ve enerji elde etmenin yaygın bir yoludur. Enerji elde etmenin bir başka yolu da fermantasyondur, bu, algler ve bitkiler fotosentez yoluyla ilkel atmosfer için oksijen üretmeye başladığından beri azaltılmıştır.
Biyolojik bileşiklerin oksidasyon işlemi, hidrojen atomlarının karbon atomlarından çıkarılmasıyla gerçekleştirilir. Daha elektronegatif olan oksijen, hidrojen elektronuna karbon elektronundan daha büyük bir kuvvet uygular, bu yüzden onu başlatmayı başarır.
Böylece hidrojen artı oksijen ile su oluşur ve canlıların yararlanacağı büyük miktarda enerji açığa çıkar. Karbon atomu, oksijenle daha az elektron paylaşarak bir elektronu hidrojen ile paylaşmaya başladığında elektron kaybı yaşar, yani okside olur.
Azot
Azot, atmosferin yaklaşık% 78'lik kısmını oluşturan bir elementtir. Aynı zamanda deoksiribonükleik asit (DNA) proteinlerinin önemli bir bileşenidir, kalıtsal karakterlerin ebeveynlerden çocuklara aktarılmasından sorumludur. DNA vücudun tüm hücrelerinde mevcuttur, bu nedenle azotun canlılar için önemi vardır.
Genel olarak, nitrojen doğrudan absorbe edilemez, ancak nitratlar, nitritler veya onu içeren amonyum bileşikleri gibi diğer bileşiklerin bir parçası olarak emilebilir. Canlılar tarafından kullanılmadan önce nitrojenin birkaç aşamadan geçmesi gerekir:
- Amonyaklaştırma, nitrojenin amonyağa dönüştürüldüğü bir süreçtir.
- Amonyağın nitritlere ve nitratlara dönüştürülmesinden oluşan nitrifikasyon.
- Nitrojenin çeşitli işlemlerden geçerek nitrit veya nitrat haline geldiği fiksasyon süreci, her ikisi de canlılar tarafından kullanılabilir.
Azot amino asitlerde yani proteinleri oluşturan moleküllerde bulunur, amino grupları oluşturur (-NH2) ve nükleik asitlerin azotlu bazlarında. Nitrojen atmosferde en bol bulunan gazdırBuna rağmen, çok az sayıda organizma bundan yararlanabilmektedir. Algler ve bitkiler tarafından canlı maddeye eklenen nitrojenin neredeyse tamamı nitrat iyonu (NH3).
Azot, her iki hidrojen (NH3) oksijenle (NO-) olduğu gibi, bir formdan diğerine geçmesine izin vererek enerji açığa çıkarır.
Kükürt Protein esaslı amino asitlerin, vitaminlerin ve önemli hormonların bir bileşeni olan kükürt, hem insanlar hem de hayvanlar için gereklidir.
Kükürt, vücudumuzun ağırlığının% 0.25'ini temsil eder, bu, ortalama bir yetişkin vücudunun yaklaşık 170 g kükürt içerdiği anlamına gelir, bunun çoğu amino asitlerde bulunur. Kükürt, sindirim ve yağ emilimi için gerekli olan safra asitlerinin bir parçasıdır. Sağlıklı cilt, saç ve tırnakların korunmasına yardımcı olur ve doku oluşumunda temel bir role sahiptir. Kükürt genellikle turp, havuç, süt ürünleri, peynir, deniz ürünleri ve et gibi sebzelerde bulunur.
Maç
Atmosferde bulunan fosfor miktarı ihmal edilebilir düzeydedir. En büyük fosfor rezervi deniz çökeltilerinde bulunur. Toprak, önem sırasına göre oluşturur doğanın ikinci fosfor deposu. Ayrıca yer kabuğunda kimyasal ayrışma nedeniyle çeşitli minerallerin bir bileşeni olarak bulabiliriz, fosfatlar mineralden salınır, çözülür ve su ile taşınır.
Fosfatın bir kısmı esas olarak kalsiyum fosfat şeklinde çökelir ve bir kısmı da büyük miktarlarda fosforun biriktiği denizlere ulaşarak fosfor tuzakları denilen tuzakları oluşturur.
Şeklinde fosfor organik fosfat, canlı madde için son derece önemlidir, çünkü:
- Organizmaların genetik materyalini oluşturan nükleik asitlerin (RNA ve DNA) bileşenlerinden biridir.
- Canlı maddede neredeyse evrensel bir hücresel enerji kaynağı olan adenozin trifosfatın bir bileşeni olarak bulunur.
- Kemiklerin bileşenlerinden biridir.