分類バイオ元素（一次および二次）



の バイオ元素 または生物起源の要素（bio = life、genetics = beginning）は、生物の問題を構成する化学要素です。.

これらの元素はおよそ70種類あり、それらは比率が異なり、すべての生物に存在するわけではありません（Bioelements、2009）。.

宇宙のすべての物質は少数の元素の原子の形で発生します。宇宙には92の化学元素があります.

私たちの地球上の観点からは、水素、炭素、酸素、窒素、硫黄、そして燐が支配的な役割を果たしていない生命体を想像することは困難です（CHEMISTRY BIOGENIC ELEMENTS。、S.F.）。.

それらが宇宙全体で本当にこの役割を果たすという事実は、（リンは別として）これらが地球全体の惑星の構成要素間で大量に生成されるのと同様に最も豊富な要素であるという理由で非常にありそうに思われる。.

さらに、その化学的性質は、生命システムに特徴的な複雑な構造や機能の開発に特に適しています。.

太陽と惑星はたったの46億年前におそらく150億年前の年齢の宇宙で形成されたので、これらの「生物起源の元素」が宇宙に入る前に長くて複雑な化学史を経験したことは明らかです。陸生化学.

現時点では、この過去の歴史が地球上の生命の起源に直接の役割を果たしているかどうかはわかりません.

明らかなのは、天文化学は主に生物起源元素の化学であり、宇宙全体の化学的複雑性の性質と進化を理解することは、私たち自身の太陽系の初期の化学状態を理解するために不可欠です。関連する条件が私たちの銀河の他の部分や他の銀河に存在する頻度（National Research Council（US）惑星生物学および化学進化委員会、1990）.

バイオ元素の分類

生体分子の構成におけるそれらの量に従って、生体要素は一次、二次および微量元素として分類される（Rastogi、2003）。.

1-主なバイオ元素

主要な生体成分は、より大量に存在するもの（生物の約96％）であり、ほとんどの有機生体分子（炭水化物、脂質、タンパク質、核酸）を構成するものです。.

これらの元素は、軽量（低原子量）で豊富であるという特徴があります。主な生物元素は炭素、水素、酸素、窒素、リン、硫黄です。.

カーボン（C）

それは生体分子を構成する主要な生体要素です。それは、単結合、二重結合または三重結合、ならびに環式構造によって大きな炭素 - 炭素鎖を形成するように集合する能力を有する。.

それは酸素、水酸化物、リン酸塩、アミノ、ニトロ等のような様々な官能基を組み込むことができ、結果として非常に様々な異なる分子をもたらす。.

すべての生体分子は炭素を含むため、炭素原子はおそらく最も重要な生体要素の1つです。例えば、リンまたは窒素を含まない脂質（例えばコレステロール）を見つけることができるが、炭素を含まない生体分子は存在しない。.

水素（H）

それは水分子の構成要素の一つであり、それは生命に必須であり、そして有機分子の炭素骨格の一部です。.

生体分子の水素分子が多ければ多いほど、それはより多く還元され、より多くのエネルギーを生み出す酸化能力がより大きくなるでしょう。.

例えば、脂肪酸は炭水化物よりも多くの電子を持っているので、それらは分解することによってより多くのエネルギーを生み出す能力を持っています.

酸素（O）

それは水分子を構成する他の要素です。それは好気性呼吸を通してエネルギーのより多くの生産を可能にする非常に電気陰性の要素です.

さらに、極性結合が水素と結合し、水溶性の極性ラジカルを生成します。.

窒素（N）

すべてのアミノ酸に存在する要素窒素を通して、アミノ酸はタンパク質を生産するためにペプチド結合を形成する能力を持っています.

この生物元素は、核酸の窒素含有塩基にも見られます。それは尿素の形で有機体によって排除されます.

形成された最初の生体分子の1つは、地球の大気中に豊富な窒素があるため、ATPでした。窒素はATPのアデノシンの一部です.

リン （P）

グループは主にリン酸（PO）として発見されています43-）それはヌクレオチドの一部です。簡単共有（ATP）を可能にするエネルギー豊富なリンクを形成する.

それは、この分子を形成するためにヌクレオチドとフォフォースター結合を形成するので、ＤＮＡの構造においても重要である.

硫黄（S）

主にシステインのようなアミノ酸の一部であるスルフヒドリル基（-SH）として見いだされる生物元素。ここで、ジスルフィド結合はタンパク質の三次および四次構造の安定性を生み出すために不可欠.

それはまた、クレブス回路（Llull、S.F.）のような種々の普遍的な代謝経路に必須の補酵素Ａにも見いだされる。それはその原子量が36 g / molであるために存在する最も重い主要なバイオ元素です.

2-二次バイオ元素

これらの種類の元素はすべての生物にも存在していますが、主な元素と同じ量ではありません.

それらは生体分子には適合しないが、細胞濃度の勾配、ニューロンおよび神経伝達物質の誘電シグナル伝達において使用され、ATPのような荷電生体分子を安定化しそして骨組織の一部を形成する。.

これらの生物元素はカルシウム（Ｃａ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、マグネシウム（Ｍｇ）および塩素（Ｃｌ）である。最も豊富なのはナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウムです.

カルシウム（Ca）

カルシウムは細胞壁を作るためにカルシウムを必要とするのでカルシウムは生物にとって不可欠である.

それはヒドロキシアパタイト（Ｃａ 3（ＰＯ 4）2）2、Ｃａ（ＯＨ）2の形で脊椎動物の骨組織の一部を形成し、そしてその固定はビタミンＤおよび日光の消費に関連している。イオン形態で存在するカルシウムは、細胞質におけるプロセスの重要な調節因子として機能する.

カルシウムは筋肉の神経筋興奮性に影響を及ぼします（K、Na、およびMgイオンと一緒に筋肉の収縮に関与します）。低カルシウム血症は疝痛につながる。腎臓、肝臓、骨格筋のグリコーゲン合成の調節にも関与しています。.

カルシウムは細胞膜​​と毛細血管壁の透過性を低下させ、その結果、抗炎症作用、抗滲出作用および抗アレルギー作用をもたらします。血液凝固にも必要です.

カルシウムイオンは重要な細胞内メッセンジャーです。そして、それは循環におけるインスリンの分泌と小腸における消化酵素の分泌に影響を及ぼします.

カルシウムの再吸収は、腸内容物中のカルシウムとリン酸との相互関係、およびカルシウムとリンの能動的再吸収を調節するコレカルシフェロールの存在によって影響を受ける。.

カルシウムとリン酸の交換は、パラトイドホルモンとカルシトニンによってホルモン的に調節されています。パラトイドホルモンは血液中の骨からカルシウムを放出します.

カルシトニンは骨のカルシウム沈着を促進し、血中濃度を低下させます.

マグネシウム（Mg）

マグネシウムはクロロフィルの補因子であるため、マグネシウムは生体分子の一部である二次的な生体成分です。マグネシウムは典型的な細胞内カチオンであり、体の組織や体液の重要な部分です.

それは骨格（70％）と動物の筋肉に存在し、その機能の中にはATP分子のリン酸の負電荷を安定させることがあります。.

ナトリウム（Na）

それは重要な細胞外カチオンであり、それは生物の恒常性に参加しています。ナトリウムチャネルを介した過剰な水分損失から体を保護し、神経質な興奮の広がりに参加します.

カリウム（K）

それは有機体の恒常性とカリウムチャンネルを通しての神経興奮の伝播に参加しています。カリウム欠乏症は心停止につながる.

塩素（Cl）

周期表のVII族からのハロゲン。それは主に金属イオンの正電荷を安定化させる塩化物イオンとして生物の体内に存在する（Biogenic elements、S.F.）。.

3-微量元素

彼らはいくつかの生き物に存在しています。これらの微量元素の多くは酵素の補因子として働きます.

微量元素は、ホウ素（Ｂ）、臭素（Ｂｒ）、銅（Ｃｕ）、フッ素（Ｆ）、マンガン（Ｍｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、鉄（Ｆｅ）、ヨウ素（Ｉ）などである。.

生物元素の割合

生物体と大気、水圏または地球の地殻における生物元素の比率に違いがあります。これは、構造を形成し、豊富を超える特定の機能を果たすためのより適切な元素の選択を示しています.

例えば、炭素は生物の重量の約20％ですが、二酸化炭素の形で大気中の濃度は低いです。一方、窒素は地球の大気の80％近くを占めていますが、人体を構成するのはわずか3.3％の窒素です.

以下の表は、地球の他の部分と比較した、生物中のいくつかの生物元素の割合を示しています（Bioelements、s.f.）。

表1：宇宙、地球上、そして人体内の生物元素の量.

生体分子

生体要素は互いに結合し、数千の異なる分子を形成することがあります。生体分子は細胞の構成に関与しています.

これらは無機（水とミネラル）と有機（炭水化物、脂質、アミノ酸と核酸）に分類することができます.

生体分子は、より複雑な分子が構成されているレンガや基本的な型であるため、生命の構造的な灰として知られています。.

例えば、アミノ酸はタンパク質の構造的な特徴です。アミノ酸配列はタンパク質の一次構造を決定する.

脂質などの分子は細胞膜を形成し、ロビオモル単純炭水化物はグリコーゲン分子などの複合炭水化物を形成する.

窒素含有塩基の場合もあり、それらはリボース炭水化物またはデオキシリボースに結合すると、それらの配列が遺伝暗号からのキスとなるＲＮＡおよびＤＮＡ分子を形成する。.

参考文献

  1. バイオ元素. （2009年12月14日）ウィキテカからの撮影：wikiteka.co.uk.
  2. バイオ元素. （Ｓ．Ｆ．）。 cronodonから取得したもの：cronodon.com.
  3. 生体成分. （Ｓ．Ｆ．）。 chemlabaから取得したもの：chemlaba.wordpress.com.
  4. 化学バイオジェニック要素. （Ｓ．Ｆ．）。 intranet.tdmu.edu.uaから取得したもの：intranet.tdmu.edu.ua.
  5. ルル、R.（S.F.）. 生体成分. bioluliaesから撮影された：bioluliaes.wordpress.com.
  6. 惑星生物学と化学進化に関する国立研究評議会（US）委員会。 （1990）。生物起源の元素および化合物の宇宙史で 生命の起源を探る：惑星生物学と化学進化における進歩と将来の方向. ワシントンDC：National Academies Press（US）.
  7. Rastogi、V. B.（2003）. 現代生物学. ニューデリー：pitanbar publishisng.