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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), que son mucho más abundantes en la materia viva que en la corteza terrestre.
Según su intervención en la constitución de las biomoléculas, los bioelementos se clasifican en primarios y secundarios. (Leheninger, A. L. 1976).
2.1.1 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: forman 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.
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.
Oxígeno: es un elemento muy electronegativo que permite la obtención de energía mediante la respiración aeróbica. Además, forma enlaces polares con el hidrógeno, dando lugar a radicales polares solubles en agua
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.
Fósforo. Se halla principalmente como grupo fosfato formando parte de los nucleótidos. Forma enlaces ricos en energía que permiten su fácil intercambio (ATP).
(Leheninger, A. L. 1976).
2.1.2 Bioelementos secundarios
Los bioelementos secundarios se encuentran en menor proporción en todos los seres vivos, en forma iónica, en proporción de 4.5%. Estos realizan funciones de vital importancia en la fisiología celular.
Calcio (Ca): Integra los carbonatos de calcio de estructuras esqueléticas. Iónicamente interviene en la contracción muscular, la coagulación sanguínea y el impulso nervioso.
Sodio (Na): Es un catión abundante en el medio extracelular; muy necesario en la conducción nerviosa y en la contracción muscular.
Potasio (K): Constituye el catión más abundante en el interior de las células; es necesario para el sistema nervioso y en la contracción muscular.
Magnesio (Mg): Constituye un elemento esencial en la cadena alimentaria de los seres vivos, ya que es parte integrante de la molécula de clorofila, imprescindible en la fotosíntesis: todos nuestros alimentos proceden, directa o indirectamente de la función vegetal de fotosíntesis. Como ion actúa junto con las enzimas en muchas reacciones químicas del organismo.
Cloro (Cl): Es el anión más frecuente; resulta necesario para mantener el balance de agua en la sangre y en el fluido que se encuentra entre unas y otras células en los tejidos.
Hierro (Fe): Asociado a los componentes proteínicos (hemoglobina, mioglobina, citocromos). Permite el almacenamiento y transporte de minerales.
Cobre (Cu): Forma parte de la hemocianina, activador coenzimático, también participa en la formación de la hemoglobina.
Yodo (I): Componente de la hormona tiroxina, su deficiencia ocasiona el cretinismo en los niños y el bocio en los adultos.
Cobalto (Co): Componente de la vitamina B12
Zinc (Zn): Componente de la insulina, participa en el desarrollo y crecimiento de los huesos.
Cromo (Cr): Participa en el metabolismo de los glúcidos.
Níquel (Ni): Activa e inhibe enzimas, participa en la coagulación sanguínea.
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