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L'universo è costituito da una serie di elementi chimici che si ripetono anche negli esseri viventi, sebbene siano presenti in proporzioni diverse. Gli organismi viventi sono quindi costituiti da una serie di elementi chimici che formano molecole organiche e inorganiche con varie funzioni essenziali per la vita e questi sono chiamati bioelementi.
Da Ecologista Verde ci teniamo a spiegare cosa sono i bioelementi e la loro classificazione, così come le molecole che si formano e che sono essenziali per gli esseri viventi.
Cosa sono i bioelementi
Bioelementi, che sono anche chiamati elementi biogeni (da "bio" - "vita" e "genesi" - "origine", cioè danno origine a forme viventi), sono le elementi chimici che compongono gli esseri viventi e si possono trovare sia da soli che in combinazione con altri, formando biomolecole. Ci sono circa 70 bioelementi, anche se non tutti sono presenti in tutti gli esseri viventi né sono nelle stesse proporzioni.
Tra gli elementi più comuni per la loro abbondanza negli esseri viventi troviamo ossigeno, carbonio, idrogeno e azoto. È curioso che, ad eccezione dell'ossigeno e dell'idrogeno, i bioelementi non siano gli elementi chimici più abbondanti nell'ambiente fisico e, tuttavia, siano essenziali per il sostentamento della vita. La ragione di ciò è data da una serie di caratteristiche e proprietà comuni a questi elementi biogeni, tra cui:
- La sua facilità di stabilire legami covalenti stabili tra loro grazie alla sua bassa massa atomica che, insieme al fatto che gli elettroni che condividono sono vicini al nucleo, favorisce la formazione di molecole stabili.
- I legami covalenti tra bioelementi, soprattutto quando sono coinvolti ossigeno o azoto (che sono soprattutto elettronegativi), spesso portano alla formazione di molecole polari idrosolubili, che tendono ad essere l'ambiente in cui avvengono le reazioni biologiche. , quindi queste sono facilitate.
- I bioelementi sono facilmente incorporati dagli organismi viventi dall'ambiente, poiché di solito si trovano come parte di molecole semplici come H2O o CO2, il che facilita il continuo scambio di questi elementi tra l'ambiente fisico e la materia vivente.
Classificazione dei bioelementi in primari e secondari
Ci sono diversi tipi di bioelementi: classificati in base alla loro abbondanza relativa negli organismi viventi in maggioranza, oligoelementi essenziali e oligoelementi non essenziali. La maggior parte dei bioelementi si caratterizza per essere sempre presente negli organismi viventi. All'interno di questo gruppo, ci sono 2 sottogruppi di bioelementi: bioelementi primari e secondari.
Quindi, nelle sezioni seguenti, vengono spiegati i diversi tipi e qual è la funzione dei bioelementi primari e dei bioelementi secondari, nonché degli oligoelementi.
Quali sono i bioelementi primari
Il bioelementi primari si trovano in una proporzione approssimativa di 95% in materia vivente e sono essenziali per la formazione di biomolecole. I bioelementi primari includono:
- Carbonio: Un elemento essenziale nella formazione di catene di idrocarburi attraverso legami singoli o doppi che fungono da spina dorsale di grandi molecole. Qui ti spieghiamo qual è l'importanza del carbonio negli esseri viventi.
- Idrogeno: l'altro elemento essenziale nelle catene di idrocarburi, oltre a far parte della molecola dell'acqua.
- Ossigeno: Fa parte di molecole essenziali come H2O, CO2 e così via.
- Azoto: Elemento costitutivo degli amminoacidi e degli acidi nucleici, generalmente presente nella forma amminica (-NH2).
- Corrispondere: necessario per la sintesi dell'ATP (adenosina trifosfato), molecola essenziale per fornire energia nelle reazioni biochimiche che avvengono negli esseri viventi.
- Zolfo: componente strutturale delle proteine stabilendo legami disolfuro.
Quali sono i bioelementi secondari
Da parte loro, bioelementi secondari sono un po' meno abbondanti di quelli primari ma svolgono ruoli essenziali nella fisiologia cellulare. Tra i bioelementi secondari ci sono:
- Calcio: Si trova comunemente in natura, formando carbonato di calcio, elemento fondamentale negli scheletri e nei gusci di crostacei, molluschi e molti altri organismi viventi. Inoltre, il calcio è coinvolto nei processi di contrazione muscolare.
- Sodio: Insieme al potassio e al cloro, sono abbondanti nell'ambiente cellulare interno e sono essenziali per mantenere la salinità e l'equilibrio delle cariche elettriche nella membrana plasmatica cellulare. Svolge anche un ruolo importante nella trasmissione dell'impulso nervoso.
- Potassio: coinvolti nella trasmissione dell'impulso nervoso, insieme al sodio.
- Magnesio: appare come cofattore di diversi enzimi, oltre a far parte della clorofilla.
- Cloro: mantiene la polarità all'interno della cellula e la permeabilità delle membrane cellulari, tra le altre funzioni.
Oligoelementi essenziali e non essenziali
Gli oligoelementi essenziali si trovano negli organismi viventi in una proporzione che non supera lo 0,1%, il che non diminuisce il loro carattere essenziale, e sia la loro assenza che il loro eccesso possono causare importanti carenze e problemi nell'organismo. All'interno del gruppo di oligoelementi essenziale sono inclusi:
- Ferro: Un elemento essenziale nell'emoglobina (per il trasporto dell'ossigeno) e nei citocromi della catena respiratoria.
- Manganese: Fa parte di vari enzimi, come la superossido dismutasi, con attività antiossidante.
- Rame: composto del pigmento emocianina.
- Zinco: coinvolto nei processi di crescita, nella sintesi dell'insulina e nella difesa del sistema immunitario.
- Fluoro: fornisce resistenza alle ossa e ai denti.
- Iodio: Elemento fondamentale nella formazione dell'ormone tiroideo tiroxina.
- Boro: essenziale nelle specie vegetali per il mantenimento della parete cellulare.
- Silicio: necessario nella formazione scheletrica e nella calcificazione ossea.
- Cromo: interviene nel metabolismo degli zuccheri e favorisce l'introduzione del glucosio nelle cellule.
- Vanadio: essenziale in alcuni organismi diversi dall'uomo.
- Cobalto: Fa parte della vitamina B12, necessaria per il corretto funzionamento del sistema nervoso.
- Selenio: Ha una funzione antiossidante ed è importante per il corretto funzionamento muscolare.
- Molibdeno: Interviene nella produzione di acido urico e favorisce il corretto funzionamento della xantina ossidasi, enzima preposto al metabolismo del ferro.
- Lattina: avvantaggia il sistema immunitario ed è necessario per alcune funzioni bioelettriche.
Infine, il oligoelementi non essenziali Sono costituiti da tutti quegli elementi chimici che, pur senza essere essenziali per tutti gli esseri viventi, svolgono spesso in essi importanti ruoli funzionali.
Biomolecole e principi immediati
una volta capito cosa sono i bioelementi e qual è la loro classificazione, possiamo avvicinarci al concetto di principi immediati, che sono le forme combinate in cui si trovano solitamente i bioelementi. Esistono metodi fisici come evaporazione, filtrazione, distillazione e centrifugazione, tra gli altri, che consentono la separazione di questi componenti dalla materia vivente senza alterarne la struttura molecolare.
I principi immediati possono essere suddivisi in principi organici immediati -le chiamate biomolecole, che comprendono carboidrati, lipidi, proteine e acidi nucleici e che sono esclusivi della materia vivente e, quindi, devono essere sintetizzati dagli esseri viventi- o principi immediati inorganici, tra cui acqua e sali minerali (solidi o in soluzione) che, oltre agli esseri viventi, sono presenti anche nella materia inorganica. A loro volta, le biomolecole possono essere semplici, se sono formate dall'unione di più atomi di uno stesso elemento (ad esempio ossigeno, O2), o composti, quando sono composti dalla combinazione di atomi di diversi elementi chimici (come nel caso dell'acqua, h2O).
Le biomolecole hanno funzioni strutturali (come nel caso di proteine, lipidi e sali minerali), energetiche (carboidrati e lipidi) o catalizzatrici di reazioni (come nel caso degli enzimi, che sono proteine).
Per continuare a conoscere questi problemi e i progressi in materia, consigliamo questo altro articolo di Green Ecologist su Cos'è la materia organica e inorganica.
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