Și alte elemente organogenă
Proprietăți și rolul biologic al elementelor biogene.
Carbon. Acest articol face parte din rolul major în formarea biosistemelor. Atomii de carbon, datorită caracteristicilor structurale ale învelișului exterior al electronilor (patru în stare excitată de electroni capabilă să formeze sp 3. sp 2 si sp-hibridizarea) și formează o puternică conexiune energetică - simplu, dublu sau triplu. Ele sunt legate între ele în structuri liniare, ramificate și ciclice. Aliindu la ea însăși formă hetero închisă heterocicluri. Printre heterociclurile, există un număr mare de compuși biologic activi.
În prezent, cantitatea de substanțe organice existente în natură sau sintetic format are aproximativ 10 milioane de acesta face parte și un număr mare de compuși bio-organice -. Biopolimeri (proteine, acizi nucleici, glucide) bioreglatorilor
(Enzime, hormoni, vitamine) și substanțe active fiziologic sintetice. Acestea sunt obiectele de studiu Bioorganic Chemistry, care studiaza structura chimică și proprietățile compușilor de carbon care fac parte din organisme.
Deoarece atomii de carbon pot avea diferite stări de oxidare și să fie în aceleași molecule în diferite stări de oxidare, provoacă, de asemenea, o varietate de compuși ai acestui element.
Dintre compușii de carbon anorganici, menționăm în special oxizii săi - CO2 și CO.
Monoxid de carbon sau de monoxid de carbon (CO) - este un gaz incolor, foarte toxic, care este produs în timpul arderii incomplete a combustibililor. Așa cum am spus deja, cu hemoglobina din forme compuse complexe stabile karbogemoglobin care, spre deosebire de hemoglobina nu este capabil de a transporta oxigenul de la plamani la tesuturi. Prin urmare, chiar și concentrații scăzute de CO în aer se produce otrăvire a corpului uman. Antidot pentru intoxicații cu monoxid de carbon gaz este oxigen într-o cameră de presiune specială.
Cianhidric (HCN), în condiții normale - lichid solubil bun. Solutia sa in apa - este acidul cianhidric. Acest acid și sărurile sale sunt substanțe otrăvitoare. Chiar si dozele letale sunt miniscule pentru organism. Mecanismul acțiunii lor toxic este că formează compuși complecși, în special un cation bivalent de fier, care face parte din enzimele responsabile pentru respirație. Și cantitatea minimă de săruri de cianuri provoacă paralizie respiratorie.
Dar, urme de ioni de cianură sunt formate în organism și le-a folosit pentru a construi unele structuri biologice, cum ar fi tsianokobalomina (vitamina B12). Molecula acestei vitamine ioni de cianură acționează ca liganzi în compoziția complexului chelat.
Un important compus carbon este CO2 de dioxid de carbon (dioxid de carbon), care este produsul final al oxidării biologice in celule de diferite substraturi biologice - glucoză, lipide, și într-o măsură mai mică - de proteine.
Tratat Chimic CO2 - oxid acid, anhidrida acidului carbonic. Este slab solubil în apă. acid carbonic - un acid dibazic slab. Prin urmare, într-un amestec cu săruri ale acestui acid în organism acționează ca un sistem tampon de sânge.
Hidrogen (H) și oxigen (O). La om sozhderzhitsya aproximativ 10% în greutate hidrogen și 62, 4% oxigen. Cea mai mare parte a acestor elemente este în compușii formă covalente cu alte nemetale - carbon, azot, fosfor, sulf, care constau din substanțe biologic active, ca o parte din carbohidrați, proteine și grăsimi. Deoarece atomii de hidrogen sunt donatori de electroni, ei participă la toate reacțiile redox în organism. Energia acestor electroni este utilizată pentru formarea compușilor cum ar fi ATP visokoenergeticheskih molecula, ADP și altele.
De asemenea, protoni de hidrogen joacă un rol important în menținerea echilibrului acido-bazic în organism, reacția este oxidarea catalizată a moleculelor de alimente, participă la digestia alimentelor, ca parte a acidului clorhidric - o componentă importantă a sucului gastric.
Cel mai important pentru ftsnktsionirovaniya Biosystems este oxigen. Ca element-organogenă face parte dintr-un număr foarte mare de biomolecule cu conținut de oxigen organic - proteine, grăsimi, fosfolipide, acizi nucleici, enzime, vitamine, etc.
Fără oxigen nu poate funktsilonirovat nici o celulă a unui organism viu, deoarece ia parte la toate reacțiile metabolice care au loc la nivel celular. În toate reacțiile de oxidare, acționează ca un agent de oxidare, care este un acceptor de electroni. Oxidarea materialului organic este însoțită de o eliberare mare de energie acumulată în legăturile ATP bogate în energie și sunt utilizate pentru diferite tipuri de organisme de lucru.
Oxigenul este necesar pentru realizarea unuia dintre cele mai importante procese - respirație. Acesta este un proces complex, cu mai multe etape. Chimia este după cum urmează. Oxigenul, pornind de plămân în sânge cu hemoglobină sub formă de oxihemoglobină, prenositsya în țesuturi și celule, în cazul în care există mai multe procese de oxidare a substanțelor organice.
Astfel, oxigenul și hidrogenul sunt purtători de reacții redox în organism. Acestea joacă un rol important în metabolismul energetic și, ca valoarea principalului de energie a corpului uman produce din cauza proceselor de oxidare-reducere, care sunt numite de oxidare biologică.
Formele de azot legături covalente cu alte molecule 0organogenami care sunt ușor scindate de enzimele.
azot molecular în atmosferă nu poate fi absorbită de corpul uman, în această formă. Ca are o stabilitate termodinamică ridicată.
Procesul biologic al azotului atmosferic în amoniac Legarea se realizează de către nitrogenase enzimei. Acest proces este foarte important, deoarece fixarea azotului este o condiție esențială pentru existența vieții.
Formele de azot o multitudine de compuși cu substanțe nerganicheskimi vazhymi din punct de vedere al utilizării în medicină sunt amoniac, săruri de azot și acid azotic.
Amoniacul este utilizat în practica medicală sub formă de amoniac (soluție apoasă de amoniac 10%).
Monoxidul de azot, care este un produs de degradare a azotic și acid azotos în corpul uman este un regulator al destelnosti cardiovasculare și sprijină tonul vaselor sanguine. Atunci când o cantitate mică de utilizare a acestuia medicamente, cum ar fi nitroglicerina sau nitrit de amil, care yavlyayutya vasodilatatoare potente.
Sulphur - un alt unul din elementele organogenă. In organismele vii, o parte din acidul amino sulf (cisteină, cistină, metionină), proteine, lipide, unele dintre vitamine (B1 ,. B12 etc.). și bioreglatorilor - (insulina). O cantitate mare de ea este conținută în cheratină, păr, oase, celulele nervoase, fracția de greutate într-un adult este de aproximativ 0,16%.
Din punct de vedere biochimic funktsuiya elemntov aceasta este capacitatea sa de a forma un tip de conexiune - S - S - constând din lanțuri polipeptidice ale proteinelor. Aceste ajutoare punți disulfurice în configurație spațială postoenii a moleculelor sunt proteine și starea lor de funcționare normală.
compuși ai fosforului în valenta Mauger prezintă W și Y. compus Cele mai rezistente yaalyaetsya cu o valență de Y, inclusiv semnificația biologică sunt săruri ale acidului ortofosforic.
Fosforul este numit „elementul de viață și de gândire“, deoarece acesta joacă un rol important în metabolismul și energia. Sub formă de ioni fosfat, intră în nucleotidele supt care sunt unitățile monomere ale acizilor nucleici (ARN, ADN). Acid Nucleic - sunt polimeri care asigură păstrarea și transferul inforomatsii ereditare. Unele nucleotide sunt implicate în metabolizarea, servind ca o coenzima.
molecule Bioorqanic, care constau din baze care conțin azot și carbohidrați pentozo numite nucleozide. Nucleozide interactioneaza cu acid fosforic pentru a forma mono-, di- și triadenozinfosfaty (AMP, ADP, ATP). Legarea acidului fosforic pentru a forma un molecule bio-organice, esteri sau amide ale acestora numite fosforilare biologica si formarea de ATP din ADP și fosfat anorganic a fost numit fosforilării oxidative.
fosfat Adenozina conținută în mitocondriile celulelor și sunt implicate în metabolismul energetic. Un rol important este jucat de molecula de ATP, care este sursa de energie și corpul bateriei. Ca rezultat, 30,5 kJ energia liberă Gibbs hidrolizei ATP de către enzima ATPase este alocat la 1 mol de acid, care este utilizat pentru contracția musculară, biosinteza proteinelor și acizilor nucleici și membranară de transport.
fosfați anorganici solubili în apă bune sunt incluse în sistemul de tampon fosfat, care în combinație cu alte sisteme tampon asigură o valoare a pH constant de sânge.
Fosforul este o componentă majoră a bazelor minerale osoase și a dinților și smalțul dinților.
Corpul conține o medie de 650 g de fosfați, din care mai mult de 80% situat în schelet, iar restul de fluide intracelulare și extracelulare. Rata zilnică a sostavlyaet1,0 de fosfor al organismului - 1,3 g Cu lipsa ei, mai ales în combinație cu calciu și vitamina D, dezvolta rahitism.