Biomineralisaatio

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 28. syyskuuta 2016 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 7 muokkausta .

Biomineralisaatio  on joukko biokemiallisia prosesseja, joiden aikana eläviin organismeihin muodostuu epäorgaanisia kiinteitä aineita [1] [2] . Biomineralisaatioprosessissa organismit muodostavat kiinteät ruumiinosat ( luut , hampaat , kuoret , kuoret, kuoret jne.) [1] .

Biomineralisaatiotuotteet ovat hybridi "orgaanisia/epäorgaanisia" aineita, joille on tunnusomaista monimutkainen muoto, hierarkkinen organisaatio ja epätavalliset ominaisuudet. Vastaavia rakenteita ei tunneta tavanomaisessa epäorgaanisessa kemiassa .

Epäorgaanisten yhdisteiden muodostuminen orgaanisessa aineessa tapahtuu kahdella päätavalla. Ensimmäisessä ("biologisesti stimuloitu" mineralisaatiossa) mineraalifaasi tapahtuu ympäristössä kyllästetystä liuoksesta, joka sisältää tarvittavat ionit, elävän organismin "interventiossa" mineraalisedimentin muodostamiseksi ja paikallistamiseksi. Toisella tavalla ("biologisesti hallittu" mineralisaatio) mineraalifaasi tapahtuu organismin suorassa ja jatkuvassa "hallinnassa", jolloin mineraalisakka saa tyypillisiä ainutlaatuisia kiteisiä ominaisuuksia, jotka eivät yleensä kehity saostuksen aikana kyllästetyistä ioniliuoksista. Tässä tapauksessa kiteiden muotoa, kokoa, sijaintia ja suuntausta voivat hallita tähän prosessiin osallistuvat kehon solut. Lähes kaikki biomineraalirakenteet kehittyvät ennalta muodostetuille matriiseille, jotka koostuvat epiteelikudosten vapautumisen tuotteista [3] [4] .

Biomineralisaatioprosessin aikana muodostuvien "materiaalien" epäorgaaninen osa on kalsiumkarbonaattia , kalsiumsulfaattia , bariumsulfaattia , amorfisia polypiihappoja, joissa on mukana fosfolipidejä , polysakkarideja tai peptidejä [5] . Yksisoluiset organismit pystyvät muodostamaan proteiineista ja amorfisista epäorgaanisista polymeereistä kiteitä ja komposiitteja organismiensa monimutkaisiksi rakenneosiksi. Kalsiumia sisältävät kivennäisaineet muodostavat noin 50 % kaikista tunnetuista biomineraaleista, koska kalsium itse suorittaa monia perustoimintoja solujen aineenvaihdunnassa [6] .

Viime aikoina tieteellinen kiinnostus biomineralisaatioprosessia kohtaan johtuu mahdollisuuksista saada materiaaleja, joilla on joitain välttämättömiä ominaisuuksia, käyttämällä luonnollisia periaatteita.

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ 1 2 Biologiaan liittyvien polymeerien ja sovellusten terminologia (IUPAC Recommendations 2012  )  // Pure and Applied Chemistry  : Journal. - 2012. - Vol. 84 , nro. 2 . - s. 377-410 . - doi : 10.1351/PAC-REC-10-12-04 .
  2. ↑ Veis A. Mineralisaatio orgaanisissa matriisikehyksissä // Rev. Minerissä. geochim. biomineralisaatio. 2003. V. 54. S. 249-283.
  3. ↑ Barinov S. M., Komlev V. S. Kalsiumfosfaatteihin perustuva biokeramiikka. M.: Nauka, 2005. 202 s.
  4. ↑ Biomineralisaatio // Rev. Minerissä. & Geochem. / Dove PM, De Yoreo J., Weiner S. (toim.). 2003. V. 54. 381 s.
  5. ↑ Yksisoluisten organismien biomineralisaatio: epätavallinen kalvobiokemia epäorgaanisten nano- ja mikrorakenteiden tuottamiseksi. Bauerlein Edmund. (Abteilung Membranbiochemie, Max-Planck-Institut fur Biochemie Am Klopferspitz 18 A, 82152 Martinsried Saksa) Angew. Chem. Int. Ed.. 2003. 42, nro 6, s. 614–641
  6. ↑ Karbonaatit: mineralogia ja kemia // Rev. Minerissä. & Geochem. / Reeder RJ (toim.). 1983. V. 11. 394 s.