Biomineralización

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La biomineralización  es un conjunto de procesos bioquímicos durante los cuales se produce la formación de sólidos inorgánicos en los organismos vivos [1] [2] . En el proceso de biomineralización, los organismos forman sus partes sólidas del cuerpo ( huesos , dientes , caparazones , caparazones, caparazones, etc.) [1] .

Los productos de la biomineralización son sustancias híbridas "orgánicas/inorgánicas", caracterizadas por una forma compleja, una organización jerárquica y propiedades inusuales. No se conocen estructuras similares en la química inorgánica convencional .

La formación de compuestos inorgánicos en la materia orgánica se produce de dos formas principales. En la primera mineralización (“biológicamente estimulada”), la fase mineral se da en el ambiente a partir de una solución saturada que contiene los iones necesarios, con la “intervención” de un organismo vivo para formar y ubicar el sedimento mineral. En la segunda forma (mineralización “biológicamente controlada”), la fase mineral ocurre bajo el “control” directo y constante del organismo para que el precipitado mineral adquiera propiedades cristalinas características únicas que generalmente no se desarrollan durante la precipitación de soluciones saturadas de iones. En este caso, la forma, el tamaño, la posición y la orientación de los cristales pueden ser controlados por las células del cuerpo involucradas en este proceso. Casi todas las estructuras biominerales se desarrollan sobre matrices preformadas que consisten en los productos de la liberación de tejidos epiteliales [3] [4] .

La parte inorgánica de los "materiales" que se forman durante el proceso de biomineralización es carbonato de calcio, sulfato de calcio , sulfato de bario , ácidos polisilícicos amorfos con la participación de fosfolípidos , polisacáridos o péptidos [5] . Los organismos unicelulares pueden formar cristales y compuestos de proteínas y polímeros inorgánicos amorfos como partes estructurales complejas de sus organismos. Los minerales que contienen calcio constituyen aproximadamente el 50 % de todos los biominerales conocidos, ya que el calcio en sí mismo realiza muchas funciones fundamentales en el metabolismo celular [6] .

Recientemente, el interés científico en el proceso de biomineralización se debe a las perspectivas de obtener materiales con algunas propiedades necesarias, utilizando principios naturales.

Véase también

Notas

  1. 1 2 Terminología para polímeros biorelacionados y aplicaciones (Recomendaciones IUPAC 2012  )  // Química pura y aplicada  : revista. - 2012. - vol. 84 , núm. 2 . - pág. 377-410 . - doi : 10.1351/PAC-REC-10-12-04 .
  2. Veis A. Mineralización en estructuras de matrices orgánicas // Rev. en Minero. geochim. biomineralización. 2003. V. 54. P. 249-283.
  3. Barinov S. M., Komlev V. S. Biocerámicas basadas en fosfatos de calcio. M.: Nauka, 2005. 202 p.
  4. Biomineralización // Rev. en Minero. y Geoquímica. / Dove PM, De Yoreo J., Weiner S. (eds.). 2003. V. 54. 381 pág.
  5. Biomineralización de organismos unicelulares: una bioquímica de membrana inusual para la producción de nano y microestructuras inorgánicas. Bauerlein Edmund. (Abteilung Membranbiochemie, Max-Planck-Institut fur Biochemie Am Klopferspitz 18 A, 82152 Martinsried Alemania) Angew. química En t. Ed.. 2003. 42, N° 6, pág. 614–641
  6. Carbonatos: mineralogía y química // Rev. en Minero. y Geoquímica. / Reeder RJ (ed.). 1983. V. 11. 394 pág.