العناصر الوراثية: الخصائص والأنواع والوظائف - مادة الاحياء - 2024

وهي تسمى ذرات عناصر biogenésicos التي تشكل المادة الحية. اشتقاق المصطلح يأتي من bio ، والتي تعني في اليونانية "الحياة" ؛ و genesis ، وهو ما يعني "أصل". من بين جميع العناصر المعروفة ، لا غنى عن حوالي ثلاثين عنصرًا فقط.

في أدنى مستوى من التنظيم ، تتكون المادة من جزيئات صغيرة تسمى الذرات. تتكون كل ذرة من بروتونات ونيوترونات في النواة وعدد من الإلكترونات حولها. تحدد هذه المكونات خصائص العناصر.

لها وظائف هيكلية ، كونها المكونات الأساسية في الجزيئات البيولوجية (البروتينات والكربوهيدرات والدهون والأحماض النووية) أو موجودة في شكلها الأيوني وتعمل كإلكتروليت. لديهم أيضًا وظائف محددة ، مثل تعزيز تقلص العضلات أو التواجد في الموقع النشط للإنزيم.

جميع العناصر الوراثية الحيوية ضرورية ، وإذا كان هناك نقص في أي منها ، فإن ظاهرة الحياة لا يمكن أن تحدث. العناصر الحيوية الرئيسية الأكثر وفرة في المادة الحية هي الكربون والهيدروجين والنيتروجين والأكسجين والفوسفور والكبريت.

مميزات

العناصر الوراثية الحيوية لها سلسلة من الخصائص الكيميائية التي تجعلها مناسبة لتكون جزءًا من الأنظمة الحية:

روابط تساهمية

إنها قادرة على تكوين روابط تساهمية ، حيث يتم ربط الذرتين من خلال مشاركة الإلكترونات من غلاف التكافؤ. عندما تتشكل هذه الرابطة ، توجد الإلكترونات المشتركة في الفضاء الداخلي النووي.

هذه الروابط قوية ومستقرة للغاية ، وهي حالة يجب أن تكون موجودة في جزيئات الكائنات الحية. وبالمثل ، ليس من الصعب للغاية كسر هذه الروابط ، مما يسمح بإنشاء درجة معينة من الديناميكيات الجزيئية.

القدرة على تكوين روابط فردية ومزدوجة وثلاثية

يمكن تشكيل عدد كبير من الجزيئات مع عدد قليل من العناصر بفضل القدرة على تكوين روابط مفردة ومزدوجة وثلاثية.

بالإضافة إلى توفير تنوع جزيئي كبير ، تسمح هذه الخاصية بتكوين هياكل ذات ترتيبات متنوعة (خطية ، على شكل حلقة ، من بين أمور أخرى).

تصنيف

يتم تصنيف العناصر الوراثية إلى عناصر أولية وثانوية ونزرة. يعتمد هذا الترتيب على النسب المختلفة للعناصر في الكائنات الحية.

يتم الحفاظ على هذه النسب في معظم الكائنات الحية ، على الرغم من أنه قد تكون هناك بعض الاختلافات المحددة. على سبيل المثال ، يعتبر اليود في الفقاريات عنصرًا حاسمًا ، بينما في الأصناف الأخرى يبدو أنه ليس كذلك.

العناصر الأساسية

يتكون الوزن الجاف للمادة الحية من 95 إلى 99٪ من هذه العناصر الكيميائية. في هذه المجموعة نجد العناصر الأكثر وفرة: الهيدروجين والأكسجين والنيتروجين والكربون.

هذه العناصر لها قدرة ممتازة على الاندماج مع الآخرين. بالإضافة إلى ذلك ، لديهم خاصية تكوين روابط متعددة. يمكن أن يتكون الكربون حتى روابط ثلاثية ويولد مجموعة متنوعة من الجزيئات العضوية.

العناصر الثانوية

تشكل عناصر هذه المجموعة من 0.7٪ إلى 4.5٪ من المادة الحية. هم الصوديوم والبوتاسيوم والكالسيوم والمغنيسيوم والكلور والكبريت والفوسفور.

في الكائنات الحية ، تكون العناصر الثانوية في شكلها الأيوني ؛ لذلك يطلق عليهم الشوارد. اعتمادًا على شحنتها ، يمكن تصنيفها على أنها كاتيونات (+) أو أنيونات (-)

بشكل عام ، تشارك الإلكتروليتات في التنظيم التناضحي ، في الدافع العصبي وفي نقل الجزيئات الحيوية.

تشير الظواهر التناضحية إلى التوازن الكافي للماء داخل البيئة الخلوية وخارجها. وبالمثل ، لها دور في الحفاظ على الرقم الهيدروجيني في البيئات الخلوية ؛ تُعرف باسم المخازن المؤقتة أو المخازن المؤقتة.

أثر العناصر

توجد بنسب ضئيلة أو ضئيلة ، تقريبًا بقيم أقل من 0.5٪. ومع ذلك ، فإن وجودها بكميات منخفضة لا يشير إلى أن دورها غير مهم. في الواقع ، هم أساسيون على قدم المساواة من المجموعات السابقة من أجل حسن سير الكائن الحي.

تتكون هذه المجموعة من الحديد والمغنيسيوم والكوبالت والنحاس والزنك والموليبدينوم واليود والفلور. مثل مجموعة العناصر الثانوية ، يمكن أن تكون العناصر النزرة في شكلها الأيوني وتكون إلكتروليتات.

واحدة من أكثر خصائصه صلة هي أن يظل أيون مستقرًا في حالات الأكسدة المختلفة. يمكن العثور عليها في المراكز النشطة للأنزيمات (المساحة الفيزيائية للبروتين المذكور حيث يحدث التفاعل) أو تعمل على الجزيئات التي تنقل الإلكترونات.

غالبًا ما يصنف مؤلفون آخرون العناصر الحيوية على أنها أساسية وغير أساسية. ومع ذلك ، فإن التصنيف حسب وفرته هو الأكثر استخدامًا.

المميزات

كل عنصر من العناصر الحيوية يؤدي وظيفة أساسية ومحددة في الجسم. من بين الوظائف الأكثر صلة يمكننا ذكر ما يلي:

كربون

الكربون هو "لبنة" البناء الرئيسية للجزيئات العضوية.

الأكسجين

يلعب الأكسجين دورًا في عمليات التنفس وهو أيضًا مكون أساسي في الجزيئات العضوية المختلفة.

هيدروجين

يوجد في الماء وهو جزء من الجزيئات العضوية. إنه متعدد الاستخدامات للغاية ، حيث يمكن ربطه بأي عنصر آخر.

نتروجين

يوجد في البروتينات والأحماض النووية وبعض الفيتامينات.

مباراة

يوجد الفوسفور في ATP (أدينوسين ثلاثي الفوسفات) ، وهو جزيء طاقة يستخدم على نطاق واسع في عملية التمثيل الغذائي. إنها عملة طاقة الخلايا.

وبالمثل ، فإن الفسفور جزء من المادة الوراثية (DNA) وفي بعض الفيتامينات. يوجد في الفسفوليبيد ، العناصر الحاسمة لتشكيل الأغشية البيولوجية.

كبريت

يوجد الكبريت في بعض الأحماض الأمينية ، وخاصة السيستين والميثيونين. وهو موجود في الإنزيم المساعد A ، وهو جزيء وسيط يجعل عددًا كبيرًا من التفاعلات الأيضية ممكنة.

الكالسيوم

الكالسيوم ضروري للعظام. تتطلب عمليات تقلص العضلات هذا العنصر. يتوسط هذا الأيون تقلص العضلات وتجلط الدم.

المغنيسيوم

المغنيسيوم مهم بشكل خاص في النباتات ، حيث يوجد في جزيء الكلوروفيل. باعتباره أيونًا ، فإنه يشارك كعامل مساعد في مسارات إنزيمية مختلفة.

الصوديوم والبوتاسيوم

إنها أيونات وفيرة في الوسط خارج الخلية وداخل الخلايا ، على التوالي. هذه الإلكتروليتات هي أبطال الدافع العصبي ، لأنها تحدد إمكانات الغشاء. تشتهر هذه الأيونات بمضخة الصوديوم والبوتاسيوم.

حديد

إنه موجود في الهيموغلوبين ، وهو بروتين موجود في كريات الدم الحمراء وظيفته نقل الأكسجين.

الفلور

الفلوريد موجود في الأسنان والعظام.

الليثيوم

الليثيوم له وظائف عصبية.

المراجع

1. سيريزو غارسيا ، م. (2013). أساسيات علم الأحياء الأساسي. منشورات جامعة Jaume I.
2. Galan، R.، & Torronteras، S. (2015). علم الأحياء الأساسي والصحي. إلسفير
3. جاما ، م (2007). علم الأحياء: نهج بنائي. تعليم بيرسون.
4. Macarulla ، JM ، & Goñi ، FM (1994). الكيمياء الحيوية البشرية: دورة أساسية. أنا عكس.
5. تيخون ، جي إم (2006). أساسيات الكيمياء الحيوية الإنشائية. افتتاحية Tébar.
6. Urdiales، BAV، del Pilar Granillo، M.، & Dominguez، MDSV (2000). علم الأحياء العام: النظم الحية. Grupo الافتتاحية باتريا.
7. Vallespí، RMC، Ramírez، PC، Santos، SE، Morales، AF، Torralba، MP، & Del Castillo، DS (2013). المركبات الكيميائية الرئيسية. افتتاحية UNED.