---------------------------

-----------------

--

COMPOZITIAMateria

CHIMICA A MATERIEldin elemente0

VIIcare se gasesc si In materia vii, elementele anorganica, In:

vie este alcatuita

chimice

In functie de ponderea 1. macroelemente numite si elemente

pe care

au In organismele organismului):

se clasifica

(99% din masa plastice.

C, H, 0, N, S, P, Ca, Cl, Mg, Na, K; sunt

2. microelemente sau oligoelemente 1% din masa organismului): Fe, I, F, B, Cu, Co, Cd, Se, Mo, Va, Ba, Li; multe dintre ele In structura unor hormoni si enzime, participand astfel la cataliza unor importante procese metabolice din organism. In organismul uman s-a constatat prezenta In permanents numai a 2] de elemente, num ite si elemente esentiale. Concentratia acestorain organism adeterminat clasificarea lor In 3 grupe: I. C, H si N - elemente In concentratie mare (60% din atom i); In concentratie mica (0,02 - 0,1% din atomi); In concentratie foarte mica (sub 0,02%

II. Na, K, Cl, Ca, Mg, P, S - elemente

III. Fe, Si, B, Cu, Mn, Zn, Va, J, Ni, Co, Se - elemente atomi) -- de ordinul unei sutimi / miimi de rng fiecare. Aceste bioelemente se cornbina intre ele In diverse

variante

si proportii, acestor

forrnand

biomolecule

-->

compusi ---'t substante. de C deoarece: poate realiza electronegative

Rolul predominant

In cadrul tuturor

bioelemente

11 detine atomul

combinatii atat cu (0, S, N, P, Cl);

elemente

electropozitive

(H),

cat

si cu

clemente

poate realiza combinatii cu alti atomi (lineare, ramificate sau ciclice);

de C, formand

structuri

moleculare

cornplexe

Alaturi de atomul de C, atomii de H si reprezinta constituenti elementari ai matcnei vu. formand glucide si lipide. Combinarea atornilor de C, H si 0 ell un alt element esentia!, atomul de N, conduce la formarea proteinelor, cele mai importante structuri ale organismelor vii. Elementele de concentratie mica fie intra in structura unor molecule ale materiei vii: P, S, Ca, Mg, fie participa ca elemente indispensabile la transportul unor substante in interiorul si in afara celulei. Elementele de concentratie foarte mica intra in structura unor enzime astfel incat deficitul lor afecteaza grav metabolismul celular. sau sunt activatori ai altora,

Principalele bioelernente esentiale, in marea lor majoritate, sunt situate in primele patru perioade ale tabelului lui Mendeleev, ceea ce confera anumite particularitati materiei vii, facilitandu-i insasi existenta. Biosul este alcatuit din atomi usori care se combina in compusi de complexitate redusa. Compusii formati prezinta proprietati de importanta vitala pentru organismele vii: hidrosolubilitatea---'t

transportul

substantelor

nutritive

si al altor substante cu0

intre celule specifica ridicata

foarte slaba conductivitate---'t

electrica

si termica,

in contrast

caldura

desfasurarea

proceselor

metabol ice.

BiomoleculeleBiomoleculele se formeaza din combinarea bioelementelor intre ele si sunt de 2 categorii:

anorganice organice

- reprezentate - reprezentate

de apa si saruri minerale; de glucide, lipide, proteine, vitamine, enzime, hormoni s.a .

. 1_"

Biomoleculele organ ice sunt compusi organici ai atomului de C, au structura specifice care Ie confera un rol foarte important pentru existenta vietii.

SI

functii

Bioelernente

CataJitice (1%) - OligoelementeC, H, 0, N, P, S,

Ca, Mg, Na, K, CIBiomolecule

Fe, Cu, Co. Mn. Mo, Cd, I, S, F. a-, Zn, Ni, Se etc.

H20 (60%)

Saruri min (5%)

RoJ plastic si W proteine glucide lipide

Rol catalitic si reglator enzime vitamine hormoni

Rol informational ARN AD

La baza formarii biomoleculelor

din bioelemente stau 4 tipuri de legaturi:

legatura covalenta (unele avand caracter macroergic) legatura ionica legatura de hidrogen legatura hidrofoba.

Legatura covalenta este 0 caracteristica com un a electronilor intre 2 atomi: 2e- ---; legatura simpla 4e- ---; legatura dubla 6e- ---; legatura tripla

a compusilor organici si se realizeaza prin punerea in

In cazul in care unul dintre atomii participanti la legatura covalenta are 0 afinitate mai mare pentru e pusi in comun (este puternic electronegativ) decat celalalt atom, e- comuni nu sunt distribuiti simetric intre cei 2 atomi participanti. Legatura covalenta devine legatura covalenta polara, iar molecula astfel constituita se numeste dipol (ex. H20).

Legaturi covalente se realizeaza intre atomul de C si atomii de H, N, C (legatura simpla -C-C-sau dubla -C=C-), intre atomul de C si atomul de 0 (legatura dubla (-C=O-), intre 2 atomi de S (-S-S-legatura disulfidica). Legaturile energie. covalente sunt legaturi puternice si distrugerea lor necesita0

mare cantitate de

Din contra, legaturile necovalente sunt legaturi slabe si ca urmare usor reversibile. Ca tipuri de astfel de legaturi intermoleculare sunt: legatura ionica sau eleetrostatiea legatura de hidrogen legatura hidrofoba legatura maeroergiea legatura Van der Waals slabe stau la baza reversibilitatii un or procese bioehimiee, de

Aceste interaetiuni intermoleculare exemplu:

fixare moleeulara (fixarea enzimei la substrat, fixarea ligandului la receptor, s.a.) mentinerea conformatiei tridimensionale cuaternara) a proteinelor (prin structurile secundara, tertiara,

asigurarea strueturii spatiale a acizilor nueleici expresia genica si replicarea ADN transmiterea semnalelor biologice

Legatura ionica se formeaza prin cedarea de catre un atom a unui sau mai multor e altui atom. Astfel, atomul care cedeaza devine ion pozitiv, eel care prirneste e devine ion negativ. Deci legaturile ion ice se formeaza intre doua grupari ionizate avand sarcini electrice opuse. De exemplu, legatura intre gruparea carboxil -COO-H3N+ a altui aminoacid din structura proteinelor al unui aminoacid si gruparea ammo

R-CH-COO-

R-CH

-COO-

Starea ionizata a gruparilor functionale este influentata de pH, deci legaturile electrostatice (ionice) sunt dependente de pH. De altfel, ionizarea gruparilor Ie imprima aminoacizilor si proteinelor un caracter amfoter. Legatura de H se realizeaza intra si intermolecular (intre 2 molecule dipolare). In moleculele care contin atomi de 0, N, S sau halogen (mai ales F), puternica electronegativitate a atornilor si volumul mic al H, determina atragerea e" pusi in comun ell atomul de H catre acesti atomi si formarea unui dipol. Atomii de C, 0, N capata incareatura partiala electronegativa si atomul de H incarcatura partiala electropozitiva. Ca urmare, atomii de Co--, 00--, NO--vor atrage HO+ altor molecule dipolare, moleculelor lor va f atras de gruparea electronegativa a altor molecule dipolare. in timp ce Hb+

Legatura de H exereita 0 influenta importanta asupra proprietatilor fiziee ale multor substante (in primul rand ale apei) si stabilizeaza eonformatia moleculara (struetura tertiara a proteinelor; struetura ADN). Distrugerea legaturii de hidrogen antreneaza ireversibile (eazul denaturarii proteinelor). alterari profunde in structura moleculei, uneori

Legatura de hidrogen intermoleeulara se stabileste praetic intre 2 atomi (donor si acceptor) care impart acelasi atom de hidrogen. Aeeeptorul este un atom eu inearcatura partial eleetronegativa (0, N, S) care atrage atomul de H.

I I IO-H---O

/H

H0 1-TIi5