Biomineralizarea

Biomineralizarea  este un ansamblu de procese biochimice în timpul cărora se formează solide anorganice în organismele vii [1] [2] . În procesul de biomineralizare, organismele își formează părțile solide ale corpului ( oase , dinți , cochilii , cochilii, cochilii etc.) [1] .

Produsele biomineralizării sunt substanțe hibride „organice/anorganice”, caracterizate prin formă complexă, organizare ierarhică și proprietăți neobișnuite. Structuri similare nu sunt cunoscute în chimia anorganică convențională .

Formarea compușilor anorganici în materia organică are loc în două moduri principale. În prima mineralizare („stimulată biologic”), faza minerală are loc în mediu dintr-o soluție saturată care conține ionii necesari, cu „intervenția” unui organism viu pentru a forma și localiza sedimentul mineral. În a doua modalitate (mineralizare „controlată biologic”), faza minerală are loc sub „controlul” direct și constant al organismului, astfel încât precipitatul mineral dobândește proprietăți cristaline caracteristice unice, care de obicei nu se dezvoltă în timpul precipitării din soluții saturate de ioni. În acest caz, forma, dimensiunea, poziția și orientarea cristalelor pot fi controlate de celulele corpului implicate în acest proces. Aproape toate structurile biominerale se dezvoltă pe matrici preformate constând din produsele eliberării țesuturilor epiteliale [3] [4] .

Partea anorganică a „materialelor” care se formează în timpul procesului de biomineralizare este carbonat de calciu , sulfat de calciu , sulfat de bariu , acizi polisilicici amorfi cu participarea fosfolipidelor , polizaharidelor sau peptidelor [5] . Organismele unicelulare sunt capabile să formeze cristale și compozite de proteine ​​și polimeri anorganici amorfi ca părți structurale complexe ale organismelor lor. Mineralele care conțin calciu reprezintă aproximativ 50% din toate biomineralele cunoscute, deoarece calciul însuși îndeplinește multe funcții fundamentale în metabolismul celular [6] .

Recent, interesul științific pentru procesul de biomineralizare se datorează perspectivelor de obținere a materialelor cu unele proprietăți necesare, prin utilizarea principiilor naturale.

Vezi și

• Robert Hazen
• Barskov Igor Sergheevici

Note

1. ↑ 1 2 Terminologie pentru polimeri și aplicații biorelaționați (Recomandările IUPAC 2012  )  // Chimie pură și aplicată  : jurnal. - 2012. - Vol. 84 , nr. 2 . - P. 377-410 . - doi : 10.1351/PAC-REC-10-12-04 .
2. ↑ Veis A. Mineralization in Organic Matrix Frameworks // Rev. în Miner. geochim. biomineralizare. 2003. V. 54. P. 249-283.
3. ↑ Barinov S. M., Komlev V. S. Bioceramics based on calcium phosphates. M.: Nauka, 2005. 202 p.
4. ↑ Biomineralizare // Rev. în Miner. & Geochimie. / Dove PM, De Yoreo J., Weiner S. (eds.). 2003. V. 54. 381 p.
5. ↑ Biomineralizarea organismelor unicelulare: o biochimie membranară neobișnuită pentru producerea de nano- și microstructuri anorganice. Bauerlein Edmund. (Abteilung Membranbiochemie, Max-Planck-Institut fur Biochemie Am Klopferspitz 18 A, 82152 Martinsried Germania) Angew. Chim. Int. Ed.. 2003. 42, Nr. 6, p. 614–641
6. ↑ Carbonați: mineralogie și chimie // Rev. în Miner. & Geochimie. / Reeder RJ (ed.). 1983. V. 11. 394 p.