Elementos biogênicos: características, tipos e funções

Os átomos que compõem a matéria viva são chamados de elementos biogenéticos . Etimologicamente, o termo vem de bio , que em grego significa “vida”; e gênese , que significa “origem”. De todos os elementos conhecidos, apenas cerca de trinta são indispensáveis.

Em seu nível mais baixo de organização, a matéria é composta de pequenas partículas chamadas átomos. Cada átomo é composto de prótons e nêutrons no núcleo e um número de elétrons ao seu redor. Esses constituintes definem as propriedades dos elementos.

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Eles têm funções estruturais, sendo os constituintes fundamentais das moléculas biológicas (proteínas, carboidratos, lipídios e ácidos nucléicos) ou presentes em sua forma iônica e atuam como eletrólitos. Eles também têm funções específicas, como promover a contração muscular ou estar presente no local ativo de uma enzima.

Todos os elementos biogenéticos são indispensáveis ​​e, se algum deles estiver faltando, o fenômeno da vida não poderá ocorrer. Os principais elementos biogênicos mais abundantes na matéria viva são carbono, hidrogênio, nitrogênio, oxigênio, fósforo e enxofre.

Caracteristicas

Os elementos biogênicos têm uma série de características químicas que os tornam indicados para fazer parte de sistemas vivos:

Ligações covalentes

Eles são capazes de formar ligações covalentes, onde os dois átomos se unem compartilhando elétrons de sua camada de valência. Quando esse link é formado, os elétrons compartilhados estão localizados no espaço internuclear.

Essas ligações são bastante fortes e estáveis, uma condição que deve estar presente nas moléculas dos organismos vivos. Da mesma forma, esses elos não são extremamente difíceis de romper, o que permite estabelecer um certo grau de dinâmica molecular.

Capacidade de formar ligações simples, duplas e triplas

Um número importante de moléculas pode ser formado com poucos elementos, graças à capacidade de formar ligações simples, duplas e triplas.

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Além de fornecer uma variedade molecular significativa, essa característica permite a formação de estruturas com arranjos variados (lineares, em forma de anel, entre outros).

Classificação

Os elementos biogenéticos são classificados como primários, secundários e oligoelementos. Esse arranjo é baseado nas diferentes proporções dos elementos nos seres vivos.

Na maioria dos organismos, essas proporções são mantidas, embora certas variações concretas possam existir. Por exemplo, nos vertebrados, o iodo é um elemento crucial, enquanto nos outros taxa parece não ser o caso.

Elementos primários

O peso seco da matéria viva é composto por 95 a 99% desses elementos químicos. Neste grupo, encontramos os elementos mais abundantes: hidrogênio, oxigênio, nitrogênio e carbono.

Esses elementos têm uma excelente capacidade de combinar com os outros. Além disso, eles têm a característica de formar múltiplas ligações. O carbono pode formar ligações triplas e gerar uma variedade de moléculas orgânicas.

Elementos filho

Os elementos desse grupo constituem de 0,7% a 4,5% da matéria viva. São sódio, potássio, cálcio, magnésio, cloro, enxofre e fósforo.

Nos organismos, os elementos secundários estão em sua forma iônica; É por isso que eles são chamados eletrólitos. Dependendo da carga, eles podem ser classificados como cátions (+) ou ânions (-)

Em geral, os eletrólitos participam da regulação osmótica, do impulso nervoso e do transporte de biomoléculas.

Os fenômenos osmóticos se referem ao equilíbrio adequado da água dentro e fora do ambiente celular. Eles também têm um papel na manutenção do pH em ambientes celulares; Eles são conhecidos como soluções tampão ou tampão.

Oligoelementos

Eles são encontrados em pequenas proporções ou traços, aproximadamente em valores abaixo de 0,5%. No entanto, sua presença em pequenas quantidades não indica que seu papel não é importante. De fato, eles são igualmente indispensáveis, como os grupos anteriores, para o funcionamento adequado do organismo vivo.

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Este grupo é composto de ferro, magnésio, cobalto, cobre, zinco, molibdênio, iodo e flúor. Como o grupo de elementos secundários, os oligoelementos podem estar em sua forma iônica e serem eletrólitos.

Uma de suas propriedades mais relevantes é permanecer um íon estável em seus diferentes estados de oxidação. Eles podem ser encontrados nos centros ativos das enzimas (espaço físico da referida proteína onde a reação ocorre) ou agem sobre moléculas que transferem elétrons.

Outros autores geralmente classificam os bioelementos como essenciais e não essenciais. No entanto, a classificação de acordo com a sua abundância é a mais utilizada.

Funções

Cada um dos elementos biogênicos cumpre uma função indispensável e específica no organismo. Entre as funções mais relevantes, podemos citar o seguinte:

Carbono

O carbono é o principal “bloco” de moléculas orgânicas.

Oxigênio

O oxigênio tem um papel nos processos respiratórios e também é um componente primário nas diferentes moléculas orgânicas.

Hidrogênio

Pode ser encontrada na água e faz parte de moléculas orgânicas. É muito versátil, pois pode ser vinculado a qualquer outro elemento.

Nitrogênio

Pode ser encontrada em proteínas, ácidos nucléicos e certas vitaminas.

Fósforo

O fósforo é encontrado no ATP (trifosfato de adenosina), uma molécula de energia amplamente utilizada no metabolismo. É a moeda energética das células.

Da mesma forma, o fósforo faz parte do material genético (DNA) e em certas vitaminas. É encontrado em fosfolipídios, elementos cruciais para a formação de membranas biológicas.

Enxofre

O enxofre é encontrado em alguns aminoácidos, especificamente na cisteína e na metionina. Está presente na coenzima A, uma molécula intermediária que possibilita um grande número de reações metabólicas.

Cálcio

O cálcio é essencial para os ossos. Os processos de contração muscular requerem esse elemento. A contração muscular e a coagulação sanguínea também são mediadas por esse íon.

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Magnésio

O magnésio é particularmente importante nas plantas, pois é encontrado na molécula de clorofila. Como íon, participa como cofator em diferentes rotas enzimáticas.

Sódio e potássio

São íons abundantes no meio extracelular e intracelular, respectivamente. Esses eletrólitos são os protagonistas do impulso nervoso, pois determinam o potencial da membrana. Esses íons são conhecidos pela bomba de sódio-potássio.

Ferro

Está na hemoglobina, uma proteína presente nos eritrócitos sanguíneos cuja função é o transporte de oxigênio.

Flúor

O flúor está presente nos dentes e ossos.

Lítio

O lítio tem funções neurológicas.

Referências

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