Chlorofil Charakterystyka, struktura, lokalizacja, typy

chlorofil Jest to pigment biologiczny, który wskazuje, że jest to cząsteczka zdolna do pochłaniania światła. Ta cząsteczka pochłania długość fali odpowiadającą fioletowi, niebieskiej i czerwonej kolorystyce i odbija zielone światło. Dlatego obecność chlorofilu jest odpowiedzialna za zielony kolor roślin.

Jego struktura składa się z pierścienia porfirynowego z centrum magnezu i hydrofobowym ogonem, zwanym Fitol. Konieczne jest podkreślenie podobieństwa strukturalnego chlorofilu z cząsteczką hemoglobiny.

Cząsteczka chlorofilu jest odpowiedzialna za zielony kolor w roślinach. Źródło: Pixabay.com

Chlorofil znajduje się w tilacoidach, błoniaste struktury występujące w chloroplastach. Chloroplasty są obfite w liściach i innych strukturach roślinnych.

Główną funkcją chlorofilu jest zbiór światła, który zostanie użyty do napędzania reakcji fotosyntetycznych. Istnieją różne rodzaje chlorofilu - najczęstsze jest Do - które różnią się nieznacznie pod względem struktury i przy szczycie absorpcji, aby zwiększyć ilość pochłoniętego światła słonecznego.

[TOC]

Perspektywa historyczna

Badanie cząsteczki chlorofilu pochodzi z 1818 r., Kiedy po raz pierwszy opisano ją naukowcy Pelletier i Caventou, którzy wymyślili nazwę „Chlorofil”. Następnie w 1838 r. Rozpoczęły się badania chemiczne cząsteczki.

W 1851 r. Verdeil proponuje podobieństwa strukturalne między chlorofilem a hemoglobiną. W tym czasie to podobieństwo zostało przesadzone i założono, że w centrum cząsteczki chlorofilu istniał również atom żelaza. Później obecność magnezu potwierdzono jako atom centralny.

Różne typy chlorofilu zostały odkryte w 1882 r. Przez borodinę, stosując dowody dostarczone przez mikroskop.

Pigmenty

Chlorofil obserwowany w mikroskopie. Kristian Peters - Fabelfroh [CC przez -sa 3.0 (http: // creativeCommons.Org/licencje/by-sa/3.0/]]

Co to jest światło?

Kluczowym punktem dla fotosyntetycznych żywych organizmów, aby mieć możliwość wykorzystywania energii światła, jest jego wchłanianie. Cząsteczki przeprowadzone przez tę funkcję są wywoływane pigmenty i są obecne w roślinach i glonach.

Aby lepiej zrozumieć te reakcje, należy poznać pewne aspekty związane z naturą światła.

Światło definiuje się jako rodzaj promieniowania elektromagnetycznego, formę energii. Promieniowanie jest rozumiane jako fala i jako cząstka. Jedną z cech promieniowania elektromagnetycznego jest długość fali, wyrażona jako odległość między dwoma kolejnymi grzbietami.

Ludzkie oko może dostrzec długość fali, która wzrasta z 400 do 710 nanometrów (nm = 10^-9 M). Krótkie długości fali są powiązane z większą ilością energii. Światło słoneczne obejmuje białe światło, które składa się ze wszystkich długości fali widzialnej części.

Może ci służyć: Huizache: Charakterystyka, siedlisko, opieka i zastosowania

Jeśli chodzi o natura cząstek, fizycy opisują fotony jako dyskretne pakiety energii. Każda z tych cząstek ma długość fali i charakterystyczny poziom energii.

Kiedy foton uderza w obiekt, może się zdarzyć trzy rzeczy: być wchłaniane, przenoszone lub odbijane.

Dlaczego chlorofil jest zielony?

Rośliny są postrzegane jako zielone, ponieważ chlorofil pochłania głównie niebieską i czerwoną długość fali i odbija zielony. Nephronus [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/nabrzeże/4.0)]

Nie wszystkie pigmenty zachowują się w ten sam sposób. Absorpcja światła jest zjawiskiem, które może wystąpić przy różnych długościach fal, a każdy pigment ma szczególne widmo absorpcyjne.

Wchłonięta długość fali określi kolor, który wizualizujemy w pigmencie. Na przykład, jeśli wchłaniasz światło na całą jego długości, zobaczymy całkowicie czarny pigment. Ci, którzy nie wchłaniają wszystkich długości, odzwierciedlają pozostałe.

W przypadku chlorofilu pochłania to długości fali odpowiadające fioletowi, niebiesko -czerwonym kolorom i odzwierciedla zielone światło. To jest pigment, który daje roślinom ich charakterystyczny zielony kolor.

Chlorofil nie jest jedynym pigmentem natury

Chociaż chlorofil jest jednym z najbardziej znanych pigmentów, istnieją inne grupy pigmentów biologicznych, takich jak karotenoidy, które są czerwonawymi lub pomarańczowymi tonami. Dlatego pochłaniają światło do innej długości fali od chlorofilu, służąc jako ekran transferu energii do chlorofilu.

Ponadto niektóre karotenoidy mają funkcje fotoprotekcyjne: absorbują i rozpraszają energię światła, która może uszkodzić chlorofilu; lub reaguj z tlenem i tworzą cząsteczki oksydacyjne, które mogą uszkodzić struktury komórkowe.

Charakterystyka i struktura

Chlorofile to pigmenty biologiczne, które są postrzegane zielone i uczestniczą w fotosyntezy. Znajdujemy je w roślinach i innych organizmach z zdolnością do przekształcania energii światła w energię chemiczną.

Chemicznie chlorofile to-wiorfiryny magnezu. Są one dość podobne do cząsteczki hemoglobiny, odpowiedzialnych za transport tlenu we krwi. Obie cząsteczki różnią się tylko typami i lokalizacją grup podstawników w pierścieniu tetrapyrolicznym.

Metal pierścienia porfiryny w hemoglobinie to żelazo, podczas gdy w chlorofilu jest to magnez.

Łańcuch boczny chlorofilu jest hydrofobowych lub apolowych tubylców i składa się z czterech jednostek izopreoidowych, zwanych Fitol. Jest to estryfikowane do proponowanej grupy kwasowej w pierścieniu numerem czwartym.

Jeśli chlorofil ulegnie obróbce cieplnej, roztwór pobiera pH kwasu, co prowadzi do eliminacji atomu magnezu w środku pierścienia. Jeśli ogrzewanie utrzymuje się lub roztwór zmniejszy się jeszcze bardziej jego pH, Fitol skończy hydrolizar.

Może ci służyć: Zoapatle: co to jest, cechy, korzyści, przeciwwskazania

Lokalizacja

Chlorofil jest jednym z najbardziej rozproszonych naturalnych pigmentów i znajdujemy go w różnych liniach życia fotosyntetycznego. W strukturze roślin znajdujemy go głównie w liściach i innych zielonych strukturach.

Jeśli przejdziemy do mikroskopowego widzenia, chlorofil jest wewnątrz komórek, szczególnie w chloroplastach. Z kolei, wewnątrz chloroplastów, istnieją struktury utworzone przez podwójne błony zwane tilacoides, które zawierają chlorofil w środku - wraz z inną ilością lipidów i białek.

Tilacoids to struktury, które przypominają kilka układanych płyt lub monet, a ten zwarty kolejność jest całkowicie niezbędna do funkcji fotosyntetycznej cząsteczek, które chlorofil.

W agencjach prokariotycznych wykonujących fotosyntezę nie ma chloroplastów. Dlatego tilakoidy zawierające pigmenty fotosyntetyczne są obserwowane jako część błony komórkowej, izolowane wewnątrz cytoplazmy komórkowej lub budują strukturę w błonie wewnętrznej - obserwowanie wzoru w sinice.

Chłopaki

Chlorofil a

Chlorofil a

Istnieje kilka rodzajów chlorofili, które różnią się nieznacznie strukturą molekularną i ich rozkładem w liniach fotosyntetycznych. To znaczy niektóre organizmy zawierają pewne rodzaje chlorofilu, a inne nie.

Główny typ chlorofilu nazywa się chlorofilem a, a w linii roślin w pigmencie bezpośrednio za proces fotosyntetyczny i przekształca energię światła w chemię.

Chlorofil b

Chlorofil b

Drugi typ chlorofilu jest B i jest również obecny w roślinach. Strukturalnie różni się od chlorofilu A, ponieważ ta ostatnia ma grupę metylową w węglu 3 pierścienia liczby II, a typ B zawiera grupę formylową w tej pozycji.

Jest uważany za pigment akcesorialny, a dzięki różnicom strukturalnym mają nieco inne widmo absorpcyjne niż wariant. W wyniku tej cechy różnią się ich kolorem: chlorofil A jest zielonkawym niebieskim, a B jest zielonkawo żółty.

Idea tych różnicowych widm jest to, że obie cząsteczki są uzupełniane w absorpcji światła i mogą zwiększyć ilość energii światła, która wchodzi do układu fotosyntetycznego (tak że widmo absorpcji jest rozszerzone).

Chlorofil C i D

Chlorofil d

Istnieje trzeci rodzaj chlorofilu, C, który znajdujemy w brązowych, dwuatomowych i dinoflagelatowanych algach. W przypadku glonów cyjanofalnych wykazują tylko chlorofil typu A. Wreszcie, chlorofil D znajduje się w niektórych agencjach protistycznych, a także w cyjanobakterii.

Chlorofil w bakteriach

Istnieje seria bakterii z możliwością wykonywania fotosyntezy. W tych organizmach znajdują się stawy zwane bakterioklorofilami, a chlorofile eukariotyczne są klasyfikowane po literach: A, B, C, D, E i G.

Może ci służyć: Citrus × Aurantifolia: Charakterystyka, siedlisko, właściwości, opieka

Historycznie pomyślano, że cząsteczka chlorofilu pojawiła się pierwsza w trakcie ewolucji. Dzisiaj, dzięki analizie sekwencji, prawdopodobnie zaproponował, że rodowa cząsteczka chlorofilu była podobna do bakterioklorofilów.

Funkcje

Cząsteczka chlorofilu jest kluczowym elementem organizmów fotosyntetycznych, ponieważ jest odpowiedzialna za wchłanianie światła.

W niezbędnej maszynie do wykonania fotosyntezy znajduje się komponent o nazwie Photosystem. Istnieją dwa, a każdy składa się z „anteny” odpowiedzialnej za zbieranie światła i centrum reakcji, w którym znajdujemy chlorofil typu A.

Strakiery fotograficzne różnią się głównie w piku absorpcji cząsteczki chlorofilu: fotosystem I ma szczyt 700 nm, a II do 680 nm.

W ten sposób chlorofilowi ​​udaje się spełnić swoją rolę w wychwytywaniu światła, które dzięki złożonej baterii enzymatycznej zostanie przekształcone w energię chemiczną przechowywaną w cząsteczkach, takich jak węglowodany.

Bibliografia

1. Beck, c. B. (2010). Wprowadzenie do struktury i rozwoju roślin: anatomia roślin na XXI wieku. Cambridge University Press.
2. Berg, J. M., Stryer, L., I Tymoczko, J. L. (2007). Biochemia. Odwróciłem się.
3. Blankenship, r. I. (2010). Wczesna ewolucja fotosyntezy. Fizjologia roślin, 154(2), 434-438.
4. Campbell, n. DO. (2001). Biologia: koncepcje i relacje. Edukacja Pearsona.
5. Cooper, g. M., & Hausman, r. I. (2004). Komórka: zbliżaj się do molekularnej. Medicinska Naklada.
6. Curtis, h., & Schnek, a. (2006). Zaproszenie do biologii. Wyd. Pan -american Medical.
7. Hohmann-Morriott, m. F., & Blankenship, r. I. (2011). Ewolucja fotosyntezy. Coroczny przegląd biologii roślin, 62, 515-548.
8. Humphrey, a. M. (1980). Chlorofil. Food Chemistry, 5 (1), 57-67.Doi: 10.1016/0308-8146 (80) 90064-3
9. Koolman, J., & Röhm, k. H. (2005). Biochemia: tekst i atlas. Wyd. Pan -american Medical.
10. Lockhart, s. 1. J., Larkum, a. W., Steel, m., Waddell, s. 1. J., & Penny, D. (1996). Ewolucja chlorofilu i bakteriochlorofilu: problem niezmiennych miejsc w analizie sekwencji. Materiały z National Academy of Sciences of the United States of America, 93(5), 1930–1934. Doi: 10.1073/PNA.93.5.1930
11. Palade, g. I., & Rosen, w. G. (1986). Biologia komórkowa: podstawowe badania i zastosowania. National Academies.
12. Posada, J. ALBO. S. (2005). Podstawy ustanowienia pastwisk i roślinnych. University of Antioquia.
13. Raven, str. H., Evert, r. F., & Eichhorn, s. I. (1992). Biologia roślin (Tom. 2). Odwróciłem się.
14. Sadava, d., & Purves, w. H. (2009). Życie: nauka o biologii. Wyd. Pan -american Medical.
15. Sousa, f. L., Shavit-Grievink, l., Allen, J. F., & Martin, w. F. (2013). Ewolucja genu biosyntezy chlorofilu wskazuje na powielanie genu fotosystemu, a nie fuzję fotosystemu, po pochodzeniu fotosyntezy tlenowej. Biologia i ewolucja genomu, 5(1), 200-216. Doi: 10.1093/GBE/EVS127
16. Taiz, L., I Zeiger i. (2007). Fizjologia warzyw. University Jaume i.
17. Xiong J. (2006). Photosynteza: jaki był kolor pochodzenia?. Biologia genomu, 7(12), 245. Doi: 10.1186/GB-2006-7-12-245