Éléments biogènes Caractéristiques, classification et fonctions

Ils s'appellent éléments biogénétiques ces atomes qui composent la matière vivante. Étymologiquement, le terme vient de bio, qui en grec signifie "vie"; et genèse, qui signifie "origine". De tous les éléments connus, une trentaine seulement sont indispensables.

À son niveau d'organisation le plus bas, la matière est composée de minuscules particules appelées atomes. Chaque atome est constitué de protons et de neutrons dans le noyau et d'un certain nombre d'électrons autour de lui. Ces constituants définissent les propriétés des éléments.

Ils ont des fonctions structurelles, étant les constituants fondamentaux des molécules biologiques (protéines, glucides, lipides et acides nucléiques) ou se présentent sous leur forme ionique et agissent comme un électrolyte. Ils ont également des fonctions spécifiques, telles que favoriser la contraction musculaire ou être présents dans le site actif d'une enzyme.

Tous les éléments biogènes sont indispensables, et si l’on devait manquer le phénomène de la vie, cela ne pourrait pas se produire. Les éléments biogènes les plus abondants dans la matière vivante sont le carbone, l’hydrogène, l’azote, l’oxygène, le phosphore et le soufre.

Index

• 1 caractéristiques
  • 1.1 Liens covalents
  • 1.2 Capacité à former des liaisons simples, doubles et triples
• 2 Classification
  • 2.1 Eléments primaires
  • 2.2 Eléments secondaires
  • 2.3 Éléments de trace
• 3 fonctions
  • 3.1 Carbone
  • 3.2 oxygène
  • 3.3 hydrogène
  • 3.4 Azote
  • 3.5 phosphore
  • 3.6 Soufre
  • 3.7 Calcium
  • 3.8 magnésium
  • 3.9 Sodium et potassium
  • 3.10 fer
  • 3.11 fluor
  • 3.12 Lithium
• 4 références

Caractéristiques

Les éléments biogènes ont une série de caractéristiques chimiques qui les rendent aptes à faire partie de systèmes vivants:

Liaisons covalentes

Ils sont capables de former des liaisons covalentes, où les deux atomes se rejoignent en partageant des électrons de leur enveloppe de valence. Lorsque ce lien est formé, les électrons partagés sont situés dans l'espace internucléaire.

Ces liaisons sont assez fortes et stables, une condition qui doit être présente dans les molécules des organismes vivants. De même, ces liens ne sont pas extrêmement difficiles à rompre, ce qui permet d'établir un certain degré de dynamique moléculaire.

Capacité à former des liaisons simples, doubles et triples

Un grand nombre de molécules peuvent être formées avec peu d'éléments grâce à la possibilité de former des liaisons simples, doubles et triples.

En plus de fournir une variété moléculaire importante, cette caractéristique permet la formation de structures avec des arrangements variés (linéaires, en forme d'anneau, entre autres).

Classification

Les éléments biogènes sont classés en tant qu'éléments primaires, secondaires et traces. Cet arrangement est basé sur les différentes proportions des éléments chez les êtres vivants.

Dans la plupart des organismes, ces proportions sont maintenues, bien qu'il puisse y avoir certaines variations spécifiques. Par exemple, chez les vertébrés, l’iode est un élément crucial, alors que dans d’autres taxa Cela ne semble pas être le cas.

Éléments primaires

Le poids sec de la matière vivante est composé de 95 à 99% de ces éléments chimiques. Dans ce groupe, nous trouvons les éléments les plus abondants: hydrogène, oxygène, azote et carbone.

Ces éléments ont une excellente capacité à se combiner avec d'autres. De plus, ils ont la particularité de former des liens multiples. Le carbone peut former des triples liaisons et générer une diversité de molécules organiques.

Éléments secondaires

Les éléments de ce groupe constituent de 0,7% à 4,5% de la matière vivante. Ce sont le sodium, le potassium, le calcium, le magnésium, le chlore, le soufre et le phosphore.

Dans les organismes, les éléments secondaires sont sous leur forme ionique; ils sont donc appelés électrolytes. En fonction de leur charge, ils peuvent être catalogués comme cations (+) ou anions (-)

En général, les électrolytes participent à la régulation osmotique, à l'influx nerveux et au transport des biomolécules.

Les phénomènes osmotiques font référence à l'équilibre adéquat de l'eau dans l'environnement cellulaire et à l'extérieur. Ils jouent également un rôle dans le maintien du pH dans les environnements cellulaires. ils sont appelés tampons ou solutions tampons.

Éléments de trace

Ils sont en minuscules proportions ou traces, approximativement en valeurs inférieures à 0,5%. Cependant, sa présence en faible quantité n’indique pas que son rôle n’est pas important. En fait, ils sont également indispensables que les groupes précédents pour un fonctionnement adéquat de l'organisme vivant.

Ce groupe est composé de fer, magnésium, cobalt, cuivre, zinc, molybdène, iode et fluor. Comme le groupe des éléments secondaires, les oligo-éléments peuvent être sous leur forme ionique et être des électrolytes.

L'une de ses propriétés les plus pertinentes est de rester un ion stable dans ses différents états d'oxydation.Ils peuvent être trouvés dans les centres actifs des enzymes (espace physique de ladite protéine où la réaction se produit) ou agir sur des molécules qui transfèrent des électrons.

D'autres auteurs classent généralement les bioéléments comme essentiels et non essentiels. Cependant, la classification selon son abondance est la plus utilisée.

Fonctions

Chacun des éléments biogénétiques remplit une fonction indispensable et spécifique dans l'organisme. Parmi les fonctions les plus pertinentes, on peut citer les suivantes:

Carbone

Le carbone est le principal "bloc" de molécules organiques.

Oxygène

L'oxygène joue un rôle dans les processus respiratoires et constitue également un composant primordial dans les différentes molécules organiques.

L'hydrogène

Il se trouve dans l'eau et fait partie des molécules organiques. Il est très polyvalent, car il peut être lié à tout autre élément.

Azote

Il se trouve dans les protéines, les acides nucléiques et certaines vitamines.

Phosphore

Le phosphore se trouve dans l'ATP (adénosine triphosphate), une molécule énergétique largement utilisée dans le métabolisme. C'est la devise énergétique des cellules.

De même, le phosphore fait partie du matériel génétique (ADN) et de certaines vitamines. On le trouve dans les phospholipides, des éléments cruciaux pour la formation des membranes biologiques.

Soufre

Le soufre se trouve dans certains acides aminés, en particulier dans la cystéine et la méthionine. Il est présent dans la coenzyme A, une molécule intermédiaire qui permet un grand nombre de réactions métaboliques.

Calcium

Le calcium est essentiel pour les os. Les processus de contraction musculaire nécessitent cet élément. La contraction musculaire et la coagulation sanguine sont également médiées par cet ion.

Magnésium

Le magnésium est particulièrement important chez les plantes, car il se trouve dans la molécule de chlorophylle. En tant qu'ion, il participe en tant que cofacteur à différentes voies enzymatiques.

Sodium et potassium

Ce sont des ions abondants dans le milieu extracellulaire et intracellulaire, respectivement. Ces électrolytes sont les protagonistes de l'influx nerveux, car ils déterminent le potentiel membranaire. Ces ions sont connus par la pompe sodium-potassium.

Fer

Il se trouve dans l'hémoglobine, une protéine présente dans les érythrocytes sanguins dont le rôle est le transport de l'oxygène.

Fluor

Le fluor est présent dans les dents et les os.

Lithium

Le lithium a des fonctions neurologiques.

Références

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