Biomineralizacija

Prema IUPAC-u biomineralizacija je potpuna konverzija organskih supstanci živih organizama u anorganske derivate, posebno mikroorganizama,^[1][2] često da se stvrdnu ili ukrute postojeća tkiva. Takva tkiva nazivaju se mineralizovana tkiva. To je izuzetno raširen fenomen; svih šest taksonomskih carstava sadrže članove koji su sposobni formirati minerale, a u organizmima je identificirano preko 60 različitih minerala.^[3][4][5] Primjeri uključuju silikate u algama i dijatomejima, karbonate u beskičmenjacima i kalcij-fosfate i karbonate u kičmenjacima. Ovi minerali često formiraju strukturne obrasce kao što su more školjke i kosti kod sisara i ptica. Organizmi proizvode mineralizirane skelete tokom proteklih 550 miliona godina. Kalcijevi karbonati i fosfati su obično kristalni, ali organizmi sa silicijem (spužve, diatomeje itd) uvijek su sa nekristalnim mineralima. Ostali primjeri uključuju naslage bakra, gvožđa i zlata koje uključuju bakterije. Biološki oblikovani minerali često imaju posebnu upotrebu, poput magnetnih senzora kod magnetotaksijskih bakterijama (Fe₃O₄), uređajima za osječanje gravitacije (CaCO₃, CaSO₄, BaSO ₄) i skladištenje i mobilizaciju gvožđa U pogledu taksonomske zastupljenosti, najčešći biominerali su fosfatne i karbonatne soli kalcija, koji se koriste zajedno s organskim polimerima, kao što su kolagen i hitin da daju strukturnu potporu kostima i ljušturama.^[6] Strukture ovih biokompozitnih materijala visoko su kontrolirane od nanometarskog do makroskopskog nivoa, što rezultira složenim arhitekturama koje pružaju multifunkcionalna svojstva. Budući da je ovaj opseg kontrole nad rastom minerala poželjan za primjenu u inženjerstvu materijala, postoji značajan interes za razumevanje i rasvetljavanje mehanizama biološki kontrolisane mineralizacije.^[7]

• 
  Hitoni imaju aragonitne ljušturice i zube obložene magnetitom
• 
  Limpete imaju karbonatne ljušturice i zube ojačane goetitom
• 
  Acantharia: radiolaria jmaju kristalne ljušturice od stroncij-sulfata

1. ^ Vert, Michel; Doi, Yoshiharu; Hellwich, Karl-Heinz; Hess, Michael; Hodge, Philip; Kubisa, Przemyslaw; Rinaudo, Marguerite; Schué, François (11. 1. 2012). "Terminology for biorelated polymers and applications (IUPAC Recommendations 2012)". Pure and Applied Chemistry. 84 (2): 377–410. doi:10.1351/PAC-REC-10-12-04.
2. ^ Vert, Michel; Doi, Yoshiharu; Hellwich, Karl-Heinz; Hess, Michael; Hodge, Philip; Kubisa, Przemyslaw; Rinaudo, Marguerite; Schué, François (2012). "Terminology for biorelated polymers and applications (IUPAC Recommendations 2012)" (PDF). Pure and Applied Chemistry. 84 (2): 377–410. doi:10.1351/PAC-REC-10-12-04. Arhivirano s originala (PDF), 19. 3. 2015. Pristupljeno 23. 3. 2021.
3. ^ Astrid Sigel; Helmut Sigel; Rol, K.O. Sigel, ured. (2008). Biomineralization: From Nature to Application. Metal Ions in Life Sciences. 4. Wiley. ISBN 978-0-470-03525-2.
4. ^ Weiner, Stephen; Lowenstam, Heinz A. (1989). On biomineralization. Oxford [Oxfordshire]: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-504977-0.
5. ^ Jean-Pierre Cuif; Yannicke Dauphin; James E. Sorauf (2011). Biominerals and fossils through time. Cambridge. ISBN 978-0-521-87473-1.
6. ^ Vinn, O. (2013). "Occurrence formation and function of organic sheets in the mineral tube structures of Serpulidae (Polychaeta Annelida)". PLOS ONE. 8 (10): e75330. Bibcode:2013PLoSO...875330V. doi:10.1371/journal.pone.0075330. PMC 3792063. PMID 24116035.
7. ^ Boskey, A. L. (1998). "Biomineralization: conflicts, challenges, and opportunities". Journal of Cellular Biochemistry. Supplement. 30–31: 83–91. doi:10.1002/(SICI)1097-4644(1998)72:30/31+<83::AID-JCB12>3.0.CO;2-F. PMID 9893259.
8. ^ Pósfai, M., Lefèvre, C., Trubitsyn, D., Bazylinski, D.A. and Frankel, R. (2013) "Phylogenetic significance of composition and crystal morphology of magnetosome minerals". Frontiers in microbiology, 4: 344. doi:10.3389/fmicb.2013.00344