องค์ประกอบทางชีวภาพ: ลักษณะการจำแนกและหน้าที่

อะตอมเหล่านั้นที่ประกอบขึ้นเป็นสิ่งมีชีวิตเรียกว่า องค์ประกอบทางชีวภาพ นิรุกติศาสตร์คำที่มาจาก ชีวภาพ ซึ่งในภาษากรีกหมายถึง "ชีวิต"; และ แหล่งกำเนิด ซึ่งหมายถึง "ต้นกำเนิด" จากองค์ประกอบทั้งหมดที่รู้จักมีเพียงสามสิบเท่านั้นที่ขาดไม่ได้

ที่ระดับต่ำสุดขององค์กรสสารประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็กที่เรียกว่าอะตอม แต่ละอะตอมประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอนในนิวเคลียสและอิเล็กตรอนจำนวนหนึ่งรอบตัว องค์ประกอบเหล่านี้กำหนดคุณสมบัติขององค์ประกอบ

พวกเขามีฟังก์ชั่นโครงสร้างเป็นองค์ประกอบพื้นฐานในโมเลกุลชีวภาพ (โปรตีนคาร์โบไฮเดรตไขมันและกรดนิวคลีอิก) หรือแสดงตนในรูปแบบไอออนิกและทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรไลต์ พวกเขายังมีฟังก์ชั่นที่เฉพาะเจาะจงเช่นการหดตัวของกล้ามเนื้อหรือการมีอยู่ในเว็บไซต์ของเอนไซม์

องค์ประกอบไบโอจีนิกทั้งหมดเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้และหากเราพลาดปรากฏการณ์ของชีวิตมันก็ไม่สามารถเกิดขึ้นได้ องค์ประกอบทางชีวภาพที่สำคัญที่สุดในสิ่งมีชีวิตคือคาร์บอนไฮโดรเจนไนโตรเจนออกซิเจนฟอสฟอรัสและกำมะถัน

คุณสมบัติ

องค์ประกอบไบโอจีนิกมีชุดของคุณสมบัติทางเคมีที่ทำให้เหมาะสำหรับการเป็นส่วนหนึ่งของระบบชีวิต:

พันธบัตรโควาเลนต์

พวกเขาสามารถสร้างพันธะโควาเลนต์ซึ่งอะตอมทั้งสองเข้าร่วมด้วยการแบ่งปันอิเล็กตรอนจากเปลือกวาเลนซ์ เมื่อการเชื่อมโยงนี้เกิดขึ้นอิเล็กตรอนที่ใช้ร่วมกันจะอยู่ในพื้นที่นิวเคลียร์

พันธะเหล่านี้ค่อนข้างแข็งแกร่งและมีเสถียรภาพซึ่งเป็นเงื่อนไขที่ต้องมีอยู่ในโมเลกุลของสิ่งมีชีวิต ในทำนองเดียวกันการเชื่อมโยงเหล่านี้ไม่ได้ยากอย่างยิ่งที่จะทำลายซึ่งช่วยให้การสร้างระดับของการเปลี่ยนแปลงระดับโมเลกุล

ความสามารถในการสร้างพันธะง่ายคู่และสาม

โมเลกุลจำนวนมากสามารถเกิดขึ้นได้ด้วยองค์ประกอบเพียงเล็กน้อยเนื่องจากความสามารถในการสร้างพันธะเดี่ยวคู่และสาม

นอกจากจะให้ความหลากหลายของโมเลกุลที่สำคัญแล้วฟีเจอร์นี้ยังช่วยให้สามารถสร้างโครงสร้างด้วยการจัดเรียงที่หลากหลาย (เชิงเส้น, รูปวงแหวน, อื่น ๆ )

การจัดหมวดหมู่

องค์ประกอบไบโอจีนิถูกจัดประเภทเป็นองค์ประกอบหลักรองและธาตุ ข้อตกลงนี้ขึ้นอยู่กับสัดส่วนที่แตกต่างกันขององค์ประกอบในสิ่งมีชีวิต

ในสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่สัดส่วนเหล่านี้จะได้รับการบำรุงรักษาแม้ว่าอาจจะมีการเปลี่ยนแปลงที่แน่นอน ยกตัวอย่างเช่นในสัตว์มีกระดูกสันหลังไอโอดีนเป็นองค์ประกอบที่สำคัญในขณะที่ แท็กซ่า อื่น ๆ มัน ดูเหมือนจะไม่เป็นเช่นนั้น

องค์ประกอบหลัก

น้ำหนักแห้งของสิ่งมีชีวิตประกอบด้วย 95 ถึง 99% ขององค์ประกอบทางเคมีเหล่านี้ ในกลุ่มนี้เราพบองค์ประกอบที่อุดมสมบูรณ์ที่สุด: ไฮโดรเจนออกซิเจนไนโตรเจนและคาร์บอน

องค์ประกอบเหล่านี้มีความสามารถที่ยอดเยี่ยมในการรวมเข้ากับผู้อื่น นอกจากนี้ยังมีคุณสมบัติในการขึ้นรูปหลายลิงค์ คาร์บอนสามารถสร้างพันธะสามเท่าและสร้างความหลากหลายของโมเลกุลอินทรีย์

องค์ประกอบรอง

องค์ประกอบของกลุ่มนี้ประกอบด้วย 0.7% ถึง 4.5% ของสิ่งมีชีวิต พวกเขาคือโซเดียมโพแทสเซียมแคลเซียมแมกนีเซียมคลอรีนกำมะถันและฟอสฟอรัส

ในสิ่งมีชีวิตองค์ประกอบรองอยู่ในรูปไอออนิก ดังนั้นพวกมันจึงถูกเรียกว่าอิเล็กโทรไลต์ ขึ้นอยู่กับภาระของพวกเขาพวกเขาสามารถลงรายการบัญชีเป็นไพเพอร์ (+) หรือแอนไอออน (-)

โดยทั่วไปอิเล็กโทรไลต์มีส่วนร่วมในระเบียบออสโมติกในแรงกระตุ้นประสาทและในการขนส่งของโมเลกุลชีวภาพ

ปรากฏการณ์ออสโมติกหมายถึงความสมดุลที่เพียงพอของน้ำภายในสภาพแวดล้อมของเซลล์และภายนอก พวกเขามีบทบาทในการรักษาค่า pH ในสภาพแวดล้อมของเซลล์ ซึ่งรู้จักกันในชื่อบัฟเฟอร์หรือสารละลายบัฟเฟอร์

ติดตามองค์ประกอบ

พวกเขาอยู่ในสัดส่วนนาทีหรือร่องรอยโดยประมาณในค่าต่ำกว่า 0.5% อย่างไรก็ตามการมีอยู่ในปริมาณต่ำไม่ได้ระบุว่าบทบาทของมันไม่สำคัญ ในความเป็นจริงพวกมันขาดไม่ได้เท่า ๆ กับกลุ่มก่อน ๆ เพื่อการทำงานของสิ่งมีชีวิตที่เพียงพอ

กลุ่มนี้ประกอบด้วยเหล็ก, แมกนีเซียม, โคบอลต์, ทองแดง, สังกะสี, โมลิบดีนัม, ไอโอดีนและฟลูออรีน เช่นเดียวกับกลุ่มขององค์ประกอบรององค์ประกอบการติดตามสามารถอยู่ในรูปแบบไอออนิกและอิเล็กโทรไลต์

หนึ่งในคุณสมบัติที่เกี่ยวข้องที่สุดคือการรักษาตัวเองในฐานะไอออนที่เสถียรในสถานะออกซิเดชันที่แตกต่างกัน พวกมันสามารถพบได้ในศูนย์กลางของเอนไซม์ (พื้นที่ทางกายภาพของโปรตีนที่เกิดปฏิกิริยา) หรือทำหน้าที่เกี่ยวกับโมเลกุลที่ถ่ายโอนอิเล็กตรอน

ผู้เขียนคนอื่นมักจะจำแนกองค์ประกอบทางชีวภาพที่จำเป็นและไม่จำเป็น อย่างไรก็ตามการจัดหมวดหมู่ตามความอุดมสมบูรณ์ของมันถูกใช้มากที่สุด

ฟังก์ชั่น

องค์ประกอบทางพันธุกรรมชีวภาพแต่ละอย่างจะช่วยเติมเต็มการทำงานที่ขาดไม่ได้และเฉพาะเจาะจงในสิ่งมีชีวิต ในบรรดาฟังก์ชั่นที่เกี่ยวข้องที่สุดเราสามารถพูดถึงสิ่งต่อไปนี้:

คาร์บอน

คาร์บอนเป็น "บล็อก" หลักของโมเลกุลอินทรีย์

ออกซิเจน

ออกซิเจนมีบทบาทในกระบวนการหายใจและยังเป็นองค์ประกอบหลักในโมเลกุลอินทรีย์ที่แตกต่างกัน

ไฮโดรเจน

มันถูกพบในน้ำและเป็นส่วนหนึ่งของโมเลกุลอินทรีย์ มันอเนกประสงค์มากเพราะมันสามารถเชื่อมโยงกับองค์ประกอบอื่น ๆ

ก๊าซไนโตรเจน

พบในโปรตีนกรดนิวคลีอิกและวิตามินบางชนิด

ฟอสฟอรัส

ฟอสฟอรัสพบได้ใน ATP (adenosine triphosphate) ซึ่งเป็นโมเลกุลพลังงานที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในเมแทบอลิซึม เป็นสกุลเงินพลังงานของเซลล์

ฟอสฟอรัสก็เป็นส่วนหนึ่งของสารพันธุกรรม (DNA) และวิตามินบางชนิด มันถูกพบในฟอสโฟลิปิดซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญสำหรับการก่อตัวของเยื่อชีวภาพ

กำมะถัน

ซัลเฟอร์พบได้ในกรดอะมิโนบางชนิดโดยเฉพาะในซิสเตอีนและเมธิโอนีน มันมีอยู่ในโคเอ็นไซม์ A ซึ่งเป็นโมเลกุลตัวกลางที่ทำให้เกิดปฏิกิริยาการเผาผลาญจำนวนมาก

แคลเซียม

แคลเซียมเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับกระดูก กระบวนการของการหดตัวของกล้ามเนื้อต้องการองค์ประกอบนี้ การหดตัวของกล้ามเนื้อและการแข็งตัวของเลือดก็เป็นสื่อกลางโดยไอออนนี้

แมกนีเซียม

แมกนีเซียมมีความสำคัญอย่างยิ่งในพืชเนื่องจากพบได้ในโมเลกุลคลอโรฟิลล์ ในฐานะที่เป็นไอออนมันจะเข้าร่วมเป็นปัจจัยร่วมในเส้นทางของเอนไซม์ที่แตกต่างกัน

โซเดียมและโพแทสเซียม

พวกมันเป็นไอออนที่มีอยู่มากมายในตัวกลางนอกเซลล์และเซลล์ภายในเซลล์ตามลำดับ อิเล็กโทรไลต์เหล่านี้เป็นตัวชูโรงของแรงกระตุ้นประสาทเนื่องจากมันเป็นตัวกำหนดศักยภาพของพังผืด ไอออนเหล่านี้เป็นที่รู้จักกันในปั๊มโซเดียมโพแทสเซียม

เหล็ก

มันมีอยู่ในเฮโมโกลบินซึ่งเป็นโปรตีนที่มีอยู่ในเม็ดเลือดแดงซึ่งหน้าที่ของมันคือการขนส่งของออกซิเจน

Fluor

ฟลูออรีนมีอยู่ในฟันและกระดูก

ลิเธียม

ลิเทียมมีหน้าที่ทางระบบประสาท