Elementos biogenéticos: características, tipos e funções - Ciência - 2023

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Eles são chamados elementos biogenéticos aqueles átomos que constituem a matéria viva. Etimologicamente, o termo vem de bio, que em grego significa "vida"; Y 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 minúsculas partículas chamadas átomos. Cada átomo é composto de prótons e nêutrons no núcleo e vários elétrons ao seu redor. Esses constituintes definem as propriedades dos elementos.

Eles possuem funções estruturais, sendo constituintes fundamentais em 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 presentes no sítio ativo de uma enzima.

Todos os elementos biogenéticos são essenciais e, se algum faltasse, o fenômeno da vida não poderia ocorrer. Os principais elementos biogenéticos mais abundantes na matéria viva são carbono, hidrogênio, nitrogênio, oxigênio, fósforo e enxofre.

Caracteristicas

Os elementos biogenéticos possuem uma série de características químicas que os tornam adequados para fazerem parte de sistemas vivos:

Ligações covalentes

Eles são capazes de formar ligações covalentes, onde os dois átomos são unidos pelo compartilhamento de elétrons de sua camada de valência. Quando essa ligação é formada, 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, essas ligações não são extremamente difíceis de quebrar, o que permite que um certo grau de dinâmica molecular seja estabelecido.

Capacidade de formar ligações simples, duplas e triplas

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

Além de proporcionar uma variedade molecular significativa, essa característica permite a formação de estruturas com arranjos variados (lineares, anelares, entre outros).

Classificação

Os elementos biogenéticos são classificados em 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 possa haver certas variações específicas. 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 de 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 combinação com outros. Além disso, possuem a característica de formar múltiplos elos. O carbono pode formar até ligações triplas e gerar uma variedade de moléculas orgânicas.

Elementos secundários

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

Nos organismos, os elementos secundários estão em sua forma iônica; portanto, eles são chamados de eletrólitos. Dependendo de sua 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 referem-se ao equilíbrio adequado da água dentro e fora do ambiente celular. Da mesma forma, eles têm um papel na manutenção do pH em ambientes celulares; eles são conhecidos como buffers ou buffers.

Vestigios

Eles são encontrados em proporções minúsculas ou vestigiais, aproximadamente em valores inferiores a 0,5%. No entanto, sua presença em pequenas quantidades não indica que seu papel não seja importante. Na verdade, eles são igualmente essenciais do que os grupos anteriores para um funcionamento adequado do organismo vivo.

Este grupo é formado por ferro, magnésio, cobalto, cobre, zinco, molibdênio, iodo e flúor. Como o grupo dos elementos secundários, os oligoelementos podem estar em sua forma iônica e ser eletrólitos.

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

Outros autores costumam classificar os bioelementos como essenciais e não essenciais. Porém, a classificação de acordo com sua abundância é a mais utilizada.

Características

Cada um dos elementos biognésicos cumpre uma função essencial e específica do corpo. Entre as funções mais relevantes podemos citar as seguintes:

Carbono

O carbono é o principal "bloco de construção" das moléculas orgânicas.

Oxigênio

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

Hidrogênio

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

Azoto

É encontrado em proteínas, ácidos nucléicos e certas vitaminas.

Combine

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

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

Enxofre

O enxofre é encontrado em alguns aminoácidos, especificamente cisteína e 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 este elemento. A contração muscular e a coagulação do sangue também são mediadas por esse íon.

Magnésio

O magnésio é particularmente importante nas plantas, pois é encontrado na molécula de clorofila. Como um íon, ele participa como co-fator em diferentes vias enzimáticas.

Sódio e potássio

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

Ferro

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

Flúor

O flúor está presente nos dentes e nos ossos.

Lítio

O lítio tem funções neurológicas.

Referências

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