clorofila - Wikilingue - Encydia
Clorofila é a designación dun grupo de pigmentos fotossintéticos presente nos cloroplastos das plantas (en sentido xeral, incluíndo tamén as algas, cianofíceas e diversos protistas anteriormente considerados "algas" ou "plantas", como as algas vermellas ou castañas).
A intensa cor verde da clorofila se debe a súas fortes absorções das rexións azuis e vermellas do espectro eletromagnético, e por causa destas absorções a luz que ela reflete e transmite parece verde. Ela é capaz de canalizar a enerxía da luz solar en enerxía química a través do proceso de fotossíntese . Neste proceso a enerxía absorbida pola clorofila transforma dióxido de carbono e auga en carboidratos e osíxeno.
Táboa de contido |
Función
As moléculas de clorofila encontran denominados fotossistemas, que se encontran integrados nos tilacóides de cloroplastos . A maioría das moléculas de clorofila absorbe luz e transmite a enerxía luminosa a través dun fenómeno designado por "transferencia de enerxía por ressonância" a un par de moléculas de clorofila específico que se encontra no centro reaccional dos fotossistemas. Os fotossistemas I e II posúen centros reaccionais distinguidos, denominados P680 e P700 de acordo coa lonxitude de onda (en nanómetros ) correspondente ao seu pico máximo de absorção .
A enerxía trasladada para as moléculas de clorofila pertencentes ao centro reaccional é usada no proceso de separación de carga, que consiste na transferencia dun electrão da clorofila para unha cadea de transporte electrónico. A clorofila do centro reaccional P680, oxidada á forma P680+, é reducida cun electrão proveniente da oxidação da auga (H2O) a dioxigénio (O2) e hidrogénio molecular (H2). O fotossistema I traballa en conxunto co fotossistema II; o centro oxidado a P700+ é eventualmente reducido con electrões provenientes do fotossistema II. En determinadas condicións, a fonte de electrões para redución do P700+ pode variar.
O fluxo de electrões producido polos pigmentos de clorofila é usado para transportar iões H+ a través das membranas dos tilacóides, causando un potencial quimiosmótico usado principalmente na produción de ATP . Os electrões son eventualmente usados na redución de NADP+ a NADPH.
Estrutura química
A clorofila é un pigmento clorínico con catro aneis pirrolo ligados por metinas, e un quinto anel ausente noutras porfirinas, grupo de compostos ao cal pertence e que inclúe compostos como o grupo heme. No centro do anel hai un íon de magnésio (Mg2+) coordinado por catro átomos de azoto . O composto é denominado feofitina cando non se encontra magnésio (ou outro íon metálico) no seu centro. As cadeas laterais varían en certo nivel entre as distintas formas de clorofila encontradas en distintos organismos, mais todas posúen unha cadea fitol (un terpeno) ligada por unha conexión éster a un carboxilo do anel IV. A clorofila a encóntrase sempre presente, mais tamén ocorren clorofilas b e c noutros grupos.
Formas da clorofila
A clorofila en plantas verdes consiste en dúas formas, clorofila a e b. As clorofilas c e d son encontradas especialmente en algas e cianobactérias.
A clorofila a difire da clorofila b por presentar na posición 3 do grupo tetrapirrólico o radical -CH3 (metila) no lugar do -CHO (aldeído). A clorofila está presente nas follas das plantas, sendo crucial para a fabricación de glicose a través da fotossíntese. A clorofila é producida pola planta a través dos cloroplastos. É a clorofila á principal responsábel pola coloração verde das plantas e pola realización da fotossíntese.
A clorofila b difire da clorofila a por presentar na posición 3 do grupo pirrólico o radical -CHO (carbonila/aldeído) no lugar do -CH3 (metila).
| Clorofila a | Clorofila b | Clorofila c1 | Clorofila c2 | Clorofila d | |
|---|---|---|---|---|---|
| Fórmula molecular | C55H72O5N4Mg | C55H70O6N4Mg | C35H30O5N4Mg | C35H28O5N4Mg | C54H70O6N4Mg |
| grupo C3 | -CH=CH2 | -CH=CH2 | -CH=CH2 | -CH=CH2 | -CHO |
| grupo C7 | -CH3 | -CHO | -CH3 | -CH3 | -CH3 |
| grupo C8 | -CH2CH3 | -CH2CH3 | -CH2CH3 | -CH=CH2 | -CH2CH3 |
| grupo C17 | -CH2CH2COO-fitilo | -CH2CH2COO-fitilo | -CH=CHCOOH | -CH=CHCOOH | -CH2CH2COO-fitilo |
| conexión C17-C18 | simple | simple | dobre | dobre | simple |
| Ocorrência | Universal, única clorofila en moitas Cianobactérias | Plantas, Euglenídios e Proclorófitas | Stramenopilos | Dinoflagelados | Rodófitas (Plantas)e Cianobactérias |
Propiedades físico-químicas
As clorofilas dan a cor verde ás plantas debido á baixo absorção de luz na rexión do espectro electromagnético correspondente a esta cor. A clorofila a presenta picos máximos de absorção aos 665 e 465 nm, cunha absortividade molar superior a 105 M−1 cm−1, unha das máis altas en compostos orgánicos. A clorofila a en solución presenta fluoresce aos 673 nm, mais a súa fluorescência é moi reducida en follas intactas. Estas características débense á presenza de diversas conexións conxugadas (conexións químicas simples e dúos alternadas) no sistema de aneis pirrólicos que rodean o magnésio central.
A clorofila non é solúvel en auga e é máis inestábel en pH ácido.
A identidade, función e propiedades espectrais dos distintos tipos de clorofila en cada fotossistema son distinguidas e determinadas tanto polo tipo de fotossistema como pola estrutura das proteínas que as rodean. As clorofilas poden ser extraídas das proteínas usando un solvente orgánico como a acetona ou o metanol, e separadas a través de cromatografia en papel . A separación é posíbel dada a diferenza no número de grupos polares entre as clorofilas a e b:
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
Separación da clorofila en cromatografia en papel.
Evidencia da clorofila
A fotossíntese é un proceso que consiste na conversão de gas carbónico e auga en carboidratos, como a sacarose ou o amido.
Pódese demostrar que a clorofila é vital para a fotossíntese a través de follas desamiladas dunha planta variegada e expóndoas á luz por varias horas. Follas de plantas variegadas presentan áreas verdes contendo clorofila e áreas brancas con ausencia deste pigmento. Cando, despois, examinado nunha solución de iodo , unha mudanza de memoria, que ocorre onde o amido está presente só en rexións anteriormente verdes, por tanto contendo clorofila. Isto ocorre porque os cloroplastos son convertidos a amiloplastos (plastídeos de almacenamento de amido) por perda do sistema de membranas tilacoidais (e por tanto da clorofila). Iso mostra que a fotossíntese non ocorre en áreas onde a clorofila está ausente, e por tanto apoia a teoría de que a presenza de clorofila é un requisito para a ocorrência do proceso fotossintético. A enerxía luminosa absorbida pola fotossíntese é almacenada na forma de enerxía potencial química nos azucres formados.
Referencias
- SPEER, Brian R. (1997). "Photosynthetic Pigments" (en inglés )
- PDF review-Chlorophyll d: the puzzle resolved (en inglés )
- Light Absorption by Chlorophyll (en inglés )
- NELSON, David L.; COX, Michael M., Lehninger Principles of Biochemistry, 4th ed., W.H.Freeman, 2004, ISBN 978-0716743392
