BIOGN ELEMEK A sejtet felpt elemek Biogn elemek

BIOGÉN ELEMEK A sejtet felépítő elemek

Biogén elemek • 1. Biogén elemek: • Az élő szervezetet felépítő elemek. (kb. 20)

1. Elsődleges biogén elemek: . Minden élőlényben nagy mennyiségben C: 4 erős kovalens kötés kialakítására képes A pr-ben hatodik eleme, rszám: 6, a IV. Főcsoport, 2. periódus, nemfémes elem. Allotrop módosulatai: grafit, gyémánt. Előford. : a CO 32 - , a CO 2 és az élőket alkotó szerves vegy. -ben. Nélküle nem létezne élet a Földön.

allotrópia Egy kémiai elemnek azonos halmazállapotú, de többféle molekulaszerkezetű vagy különböző kristályszerkezetű változatban való előfordulását allotrópiának nevezzük. Az allotróp módosulatokban az atomok elrendeződése eltérő.

A szén allotrop módosulatai: a. ) Gyémánt, b) Grafit, g)Amorf szén, h) Nanocső; 2004. március 22 -én jelentették be egy mágneses módosulat létezését

23 March 2004 | Nature | Scientists create fifth form of carbon Magnetic carbon 'nanofoam' could find medical applications. http: //www. nature. com/news/1998/040322/full/news 040322 -5. html

The new carbon foam is unusually attracted to magnets.

Elsődleges biogén elemek: H: - szerves vegyületek felépítője - a víz molekula építője - energiatermelő folyamatokban fontos

4 H 2 O molekula

H és a H 2 O 1. ) Az egyik legjelentősebb szervetlen vegyület. 2. ) H 2 O poláros szerkezetű. 3. ) Hidrogénkötés - hidrogénhidak különböző molekulák közt (nagy felületi feszültség - határhártyák).

Víz 4. ) Oldószere (vízben disszociáló vegyületek) - ionokra, aztán hidrátburok. 5. ) Poláros (cukor) és ionos vegyületek oldódnak jól. 6. ) Diffúzió (külső behatás nélküli keveredés), és az ozmózis, amely féligáteresztő hártyán keresztül történő oldószeráramlást jelent a töményebb oldat felől a hígabb felé.

Diffúzió H+ diffundálnak a sejtbe

Diffúzió a vvt <-> alveolusok között

Ozmózis és az ozmotikus nyomás

ozmózis Azt a nyomást, amelyet az oldatra ki kell fejteni, hogy a dinamikus egyensúly létrejöjjön (különböző koncentrációk esetén), ozmózisnyomásnak nevezzük.

OLDATOK OSZTÁLYOZÁSA AZ OZMOTIKUS NYOMÁS ALAPJÁN Két különböző oldat ozmózisnyomása megegyezik: IZOTÓNIÁS extra-és intracelluláris oldat azonos ozmotikus nyomású Az emberi szervezet sejtjeinek oldatai a 0, 87% Na. Cl oldattal azonos ozmózisnyomásúak->fiziológiás sóoldat

Oldatok Nagyobb ozmózisnyomás: HYPERTÓNIÁS: extracelluláris oldat magasabb ozmotikus nyomású, mint az intracelluláris ->vízkiáramlás. Kisebb ozmózisnyomás: HYPOTÓNIÁS extracelluláris oldat alacsonyabb ozmotikus nyomású, mint az intracelluláris->vízbeáramlás

Szemipermeábilis hártya

OZMÓZIS korlátozott DIFFÚZIÓ: SPECIÁLIS HATÁROLÓFAL féligáteresztő (szemipermeábilis)az oldószer kis molekuláit átengedi, de az oldott anyag nagy molekuláit Nem ->„szűrő” pl: állati eredetű hártyák, élő sejtek fala, lyukacsos agyaglemez, celofán

VVT KÜLÖNBÖZŐ KÖRNYEZETBEN HYPERTÓNIÁS IZOTÓNIÁS HYPOTÓNIÁS (töményebb: 10% Na. Cl) (0. 9 % Na. Cl) (hígabb: 0. 01% Na. Cl) passzív vízkiáramlás passzív vízbeáramlás

Növényi sejtek

Hemodialízis a vérben felhalmozódott oldható, a vese számára toxikus salakanyagok eltávolítása

ANYAGTRANSZPORT A SEJTMEMBRÁNON KERESZTÜL

Elsődleges biogén elemek: • O: - szerves molekulák alkotórésze • - víz alkotórésze • - H oxidálásához szükséges • - anyagcsere-folyamatokban e- akceptor

Elsődleges biogén elemek: • N: - fehérjék alkotórészei • - nukleinsavak alkotórészei • -egyéb nukleotidok alkotórészei

2. Másodlagos biogén elemek: • 2. Másodlagos biogén elemek: kis mennyiségben vannak jelen, de minden élőlény számára fontosak • S: fehérjék alkotója • P: - csont alkotója • - örökítőanyag alkotórésze • -energiaközvetítő vegyület

P helyett As? A kaliforniai Mono Lake nevű tó iszapjában olyan baktériumot (a GFAJ-1 jelű törzs a Halomonadaceae családból) találtak , amely foszfor helyett arzént is tud használni szerves molekuláinak, például DNS-ének felépítésénél.

GFAJ-1 baktérium

P helyett As? A Mono Lake szélsőséges élőhely: nagyon sós és lúgos a vize, és magas az arzéntartalma. A baktériumokat úgy tenyésztették, hogy a foszfort fokozatosan arzénre cserélték, és a baktériumok képesek voltak átállni az új elemre, ezt építve be szerves anyagaikba.

Mono Lake

P A P a legfontosabb biogén elemek közé tartozik. (Mennyisége csak a szervezet tömegének 0, 5 -1, 5 százalékát teszi ki) Alig van olyan biokémiai folyamat, amelyben ne játszana nélkülözhetetlen szerepet. Szerves kötésben az örökítőanyagot alkotó nukleinsavaknak (DNS, RNS), illetve egyes fehérjéknek, enzimeknek az építőköve.

Másodlagos biogén elemek: • Na+ K+: idegingerület kialakításában fontos • Ca 2+: - csontban építőanyag • - izomműködésben fontos • - véralvadásban szerepe van

Másodlagos biogén elemek: • Mg 2+: - enzimek alkotója • - klorofil (növényekben) • Fe 2+ v. F 3+: - hemoglobin molekula alkotója • - enzimek alkotója • Cl-: idegingerület kialakításában fontos

3. Nyomelemek • 3. Nyomelemek: Néhány ezrelékben vannak csak jelen, de pótolhatatlanok. • • CO 2+ : B 12 -vitamin alkotórésze* • Cu, Zn, Mn: enzimaktivátorok

A Co szerepe* Ausztrália bizonyos területein a birkák igen nagy arányban betegedtek meg ún. bozótbetegségben, amely a vérszegénység tüneteivel járt. Éppen ezért vasat próbáltak az állatok szervezetébe juttatni, de csak igen nagy mennyiségek esetén értek el eredményt - ekkor viszont a vastúlterhelés károsító hatásába ütköztek. Ezek után arra gondoltak, hogy a vassal bevitt valamilyen szennyezőanyag okozta a tünetek enyhülését, nem is maga a vas. Szerteágazó vizsgálatok végül kiderítették, hogy a vasat mindig kísérő nyomelem, a kobalt az aktív hatóanyag. 1948 -ban több tonna nyers májból végül sikerült izolálni azt a kobalttartalmú anyagot, ami a vérképzéshez a vas mellett elengedhetetlenül szükséges, és B 12 -vitaminnak nevezték el. Ez a vegyület igen hatásosnak bizonyult a bozótbetegség gyógyításában.

4. speciális biogén elemek • 4. speciális biogén elemek: Néhány faj számára nélkülözhetetlenek. • • F: emlősök fogzománcában fordul elő • Si: alsóbbrendű növényekben fordul elő • B: - a növényi sejtfal alkotója • - enzimaktivátor is a növényekben • I: pajzsmirigyben található meg •

Zn, Cu, Fe, Mn, S A Zn a májban az alkohol közömbösítését végző alkohol-dehidrogenáz komponense. A Cu és a Fe együtt a mitokondriumban működő terminális oxidáció utolsó enzimének, a citokróm-oxidáznak az alkotója (ez az az enzim, ami az elektronokat az oxigénhez továbbítja). A Mn a glutamin nevű aminosavat előállító enzim (a glutaminszintetáz) működéséhez kell. A Mo az Fe és S atomokkal egy összetett konfigurációban a nitrogenáz enzim aktív centrumát képezi (ezzel az enzimmel képes néhány baktérium egyedülálló módon a levegő nitrogéntartalmát megkötni).