Γιατί οι ιοντικές ενώσεις δεν βρίσκονται συνήθως στα ζωντανά συστήματα;
1. Υδατική διαλυτότητα: Τα ζωντανά συστήματα αποτελούνται κυρίως από νερό. Οι ιοντικές ενώσεις τείνουν να είναι εξαιρετικά διαλυτές στο νερό, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει στη διάσπαση των κυτταρικών διεργασιών.
2. Αντιδραστικότητα: Πολλές ιοντικές ενώσεις είναι ιδιαίτερα αντιδραστικές σε υδατικά διαλύματα, ενδεχομένως καταστρεπτικά βιολογικά μόρια όπως πρωτεΐνες και νουκλεϊνικά οξέα. Αυτή η αντιδραστικότητα προκύπτει από τα ελεύθερα ιόντα που υπάρχουν σε διάλυμα, τα οποία μπορούν εύκολα να συμμετέχουν σε χημικές αντιδράσεις.
3. Διατήρηση κυτταρικού pH: Οι ιοντικές ενώσεις μπορούν να επηρεάσουν σημαντικά το ρΗ των κυτταρικών περιβαλλόντων. Οι ζωντανοί οργανισμοί πρέπει να διατηρήσουν ένα πολύ στενό εύρος pH για βέλτιστη λειτουργία και η εισαγωγή μεγάλων ποσοτήτων ιοντικών ενώσεων θα μπορούσε να διαταράξει αυτή τη λεπτή ισορροπία.
4. Οσμωτική πίεση: Η παρουσία υψηλών συγκεντρώσεων ιοντικών ενώσεων μπορεί να δημιουργήσει οσμωτικές διαφορές πίεσης μεταξύ των κυττάρων και του περιβάλλοντος τους, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε διόγκωση ή συρρίκνωση των κυττάρων. Αυτό μπορεί να διαταράξει τη δομή και τη λειτουργία των κυττάρων.
5. Περιορισμένοι βιολογικοί ρόλοι: Ενώ ορισμένες ιοντικές ενώσεις έχουν βασικές βιολογικές λειτουργίες, όπως ηλεκτρολύτες όπως το νάτριο και το κάλιο που εμπλέκονται σε νευρικές παρορμήσεις, είναι γενικά παρόντες σε πολύ χαμηλότερες συγκεντρώσεις από ό, τι στον ανόργανο κόσμο.
Αντί για ιοντικές ενώσεις, τα ζωντανά συστήματα βασίζονται κυρίως σε:
* ομοιοπολικές ενώσεις: Αυτά σχηματίζονται με την κοινή χρήση ηλεκτρονίων και τείνουν να είναι πιο σταθερά και λιγότερο αντιδραστικά σε υδατικά περιβάλλοντα. Παραδείγματα περιλαμβάνουν υδατάνθρακες, πρωτεΐνες, λιπίδια και νουκλεϊνικά οξέα.
* αδύναμες αλληλεπιδράσεις: Αυτές περιλαμβάνουν δεσμούς υδρογόνου, δυνάμεις van der Waals και υδρόφοβες αλληλεπιδράσεις. Αυτές οι δυνάμεις είναι ζωτικής σημασίας για τη διατήρηση της δομής και της λειτουργίας των βιολογικών μορίων.
Συνοπτικά, οι ιδιότητες των ιοντικών ενώσεων όπως η υψηλή αντιδραστικότητα, η διαλυτότητα και η πιθανή διακοπή του ρΗ και της οσμωτικής ισορροπίας τους καθιστούν ακατάλληλα για το λεπτό και σύνθετο περιβάλλον των ζωντανών συστημάτων. Ενώ ορισμένα ιόντα είναι απαραίτητα, η παρουσία τους ρυθμίζεται προσεκτικά για να εξασφαλιστεί η σωστή κυτταρική λειτουργία.
