Nombre:
William Cruz Olivares.
Área:
Salud.
Curso:
V01.
Docente:
Bioq. Carlos García. MsC
Asignatura:
Biología.
Fecha:
Machala, 18 de diciembre de 2014.
Biología
Bioelementos
o elementos biogenésicos
Los
bioelementos o elementos biogénicos son los elementos químicos, presentes en
seres vivos. La materia viva está constituida por unos 70 elementos, la práctica
totalidad de los elementos estables que hay en la Tierra, excepto los gases
nobles. No obstante, alrededor del 99% de la masa de la mayoría de las células
está constituida por cuatro elementos, carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O)
y nitrógeno (N), Azufre (S) y (P) que son mucho más abundantes en la materia
viva que en la corteza terrestre.
Bioelementos
primarios
Los
bioelementos primarios son los elementos indispensables para formar las biomoléculas orgánicas (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos);
constituyen el 96% de la materia viva seca. Son el carbono, el hidrógeno, el
oxígeno, el nitrógeno, el fósforo y el azufre (C, H, O, N, P, S,
respectivamente).
Carbono:
tiene la capacidad de formar largas cadenas carbono-carbono (macromoléculas) mediante enlaces simples (-CH2-CH2)
o dobles (-CH=CH-), así como estructuras cíclicas. Pueden incorporar una gran
variedad de radicales (=O, -OH, -NH2, -SH, PO43-),
lo que da lugar a una variedad enorme de moléculas distintas. Los enlaces que
forma son lo suficientemente fuertes como para formar compuestos estables, y a
la vez son susceptibles de romperse sin excesiva dificultad. Por esto, la vida
está constituida por carbono y no por silicio, un átomo con la configuración
electrónica de su capa de valencia igual a la del carbono. El hecho es que las
cadenas silicio-silicio no son estables y las cadenas de silicio y oxígeno son
prácticamente inalterables, y mientras el dióxido de carbono, CO2,
es un gas soluble en agua, su equivalente en el silicio, SiO2, es un
cristal sólido, muy duro e insoluble (cuarzo). Se encuentra en un 20%.
Hidrógeno: además de ser uno de
los componentes de la molécula de agua,
indispensable para la vida y muy abundante en los seres vivos, forma parte de
los esqueletos de carbono de las moléculas orgánicas. Puede enlazarse con
cualquier bioelemento. Se encuentra en un 65%
Nitrógeno: principalmente como
grupo amino (-NH2) presente en
las proteínas ya que forma parte de todos
los aminoácidos. También se
halla en las bases nitrogenadas de
los ácidos nucleicos.
Prácticamente todo el nitrógeno es incorporado al mundo vivo como ion nitrato, por las plantas. El gas nitrógeno solo es aprovechado por
algunas bacterias del suelo y algunas
cianobacterias. Se encuentra en un 3%.
Fósforo: Se halla principalmente como grupo fosfato (PO43-)
formando parte de los nucleótidos. Forma enlaces ricos en energía que
permiten su fácil intercambio (ATP). Se
encuentra en menos del 1%.
Azufre: Se
encuentra sobre todo como radical sulfhidrilo (-SH) formando parte de muchas
proteínas, donde crean enlaces disulfuro esenciales para la
estabilidad de la estructura terciaria y cuaternaria. También se halla en
el coenzima A, esencial para diversas rutas metabólicas universales,
como el ciclo de Krebs. Se
encuentra en menos del 1%.
Bioelementos Secundarios
Son
aquellos cuya concentración en las células es entre 0,05 y 1%, también se los
conoce como microelementos, se dividen en: Indispensables y variables.
Indispensables.- no
pueden faltar en la vida celular, pueden estar en mayor o menor proporción,
están presentes en todos los seres vivos y son los siguientes: Na, k, Cl, Ca,
Mg.
Sodio.- catión abundante en el
medio extracelular , necesario para la contracción muscular. Se encuentra en la
sal de casa.
Potasio.- catión más abundante en
el interior de las células necesario para la conducción nerviosa.
Cloro.- anión más frecuente;
necesario para mantener el balance de agua en la sangre, en la permeabilidad de
la membrana y en el desarrollo de los huesos. En medio de las células (intersticio)
(regula los fluidos que pasan en medio de las células es decir en el
intersticio).
Calcio.- participa en la
contracción del músculo, en la coagulación de la sangre, en la permeabilidad de
la membrana y en el desarrollo de los huesos.
Magnesio.- forma parte de muchas
enzimas y de la clorofila, interviene en síntesis y degradación del ATP,
replicación del ADN, síntesis del ARN, etc.
Variables.- estos elementos pueden
faltar en algunos organismos y son: Bromo (Br), Titanio (Ti), Vanadio (V),
Plomo (Pb).
Bromo.- el bromo se encuentra
en niveles de traza en humanos. Es considerado un elemento químicos esencial,
aunque no se conocen exactamente las
funciones que realiza. Algunos de sus compuestos se han empleado en
tratamiento contra la epilepsia y como sedantes.
Titanio.- es un metal abundante
en la naturaleza; se considera que es el cuarto metal estructural más abundante
en la superficie terrestre y el noveno en la ama de metales industriales. No se
encuentra en estado puro sino en forma de óxidos, en la escoria de ciertos
minerales de hierro y en las cenizas de animales y plantas. Su utilización se
ha generalizado con el desarrollo de la tecnología aeroespacial, donde es capaz
de soportar las condiciones extremas de frío calor que se dan en el espacio y
en la industria química, por ser resistente al ataque de muchos ácidos;
asimismo, este metal tiene propiedades biocompatibles, dado que los tejido del
organismo toleran su presencia, por lo que es factible la fabricación de muchas
prótesis e implantes de metal.
Vanadio.- el vanadio es un
elemento esencial en algunos organismos. En humanos no está demostrada su
esencialidad, aunque existen compuestos de vanadio que imitan y potencian la
actividad de la insulina.
Se
encuentra en algunas enzimas en distintos seres vivos. Por ejemplo, en
lashaloperoxidasas (generalmente bromoperoxidasas) de algunas akgas, que
reducen peróxidos y a la vez halogenan un sustrato orgánico.
Las
ascidias (unos organismos marinos de la familia de los tunicados) almacenan
altas concentraciones de vanadio, alrededor de un millón de veces más altas que
el agua que les rodea, concentrándose en una molécula llamada hemovanadina. En
estos organismos el vanadio se almacena en unas células llamadas vanadocitos.
También
acumula altas concentraciones de vanadio de hongo amanita muscaria. Se forma un
complejo con un ligado ionóforo llamado arnavadina.
Plomo.- los compuestos del
plomo más utilizado en la industria son los óxidos de plomo, el tetraetilo de
plomo y los silicatos de plomo. El plomo forma aleaciones con muchos metales y,
en general, se emplea en esta forma en la mayor parte de sus aplicaciones. Es
un metal pesado y tóxico, y la intoxicación por plomo se denomina satumismo o
plumbosis.
Oligoelementos.- intervienen
en cantidades muy pequeñas, pero cumplen funciones esenciales en los seres
vivos. Los principales son: Fe, Cu, Co , Zn, Cr, Mn, I, F, Si, Li, Se, Mo.
Cobre.- forma la hemocianina
que es el pigmento respiratorio de muchos invertebrados acuáticos y enzimas
oxidativas.
Hierro.- sintetiza la
hemoglobina de la sangre y la mioglobina del músculo. Es decir interviene en la
oxigenación de la sangre.
Zinc.- abunda en el cerebro y
en el páncreas donde se asocia a la acción de la insulina que regula a la
glucosa (regula C6H12O6, se encuentra en toces, hígado de bacalao) (catalizador
en las reacciones del organismo).
Cobalto.- sirve para sintetizar
vitamina B12 y enzimas fijadoras de nitrógeno. Ante su falta produce anemia.
Cromo.- interviene junto con la hormona insulina, en la regulación de la glucosa en la
sangre.
Manganeso.- interviene en la
fotólisis del agua durante el proceso de la fotosíntesis y cataliza muchas
reacciones biológicas.
Yodo.- interviene en la
síntesis de las hormonas tiroideas entre ellas la tiroxina.
Flúor.- se acumula en huesos y
dientes dándoles una mayor resistencia.
Silicio.- proporciona resistencia
al tejido conjuntivo y endurece tejidos vegetales como en las gramíneas (arroz,
cebada, trigo).
Litio.- actúa sobre los
neurotransmisores y en la permeabilidad celular (regula lo que puede y no
ingresar a la célula).
Selenio.- el dióxido de selenio es un catalizador
adecuado para la oxidación, hidrogenación y deshidrogenación de compuestos
orgánicos.
Molibdeno.- Forma parte de las
enzimas vegetales que actúan en la reducción en los nitratos por parte de las
plantas (disminuye los nitratos, está presente en los embutidos).
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