pigmenți fotosintetici Sunt compuși chimici care absorb și reflectă anumite lungimi de undă ale luminii vizibile, făcându-le să pară „colorate”. Diferite tipuri de plante, alge și cianobacterii au pigmenți fotosintetici, care absorb la diferite lungimi de undă și generează culori diferite, în principal verde, galben și roșu..
Acești pigmenți sunt necesari pentru unele organisme autotrofe, cum ar fi plantele, deoarece îi ajută să profite de o gamă largă de lungimi de undă pentru a-și produce hrana în fotosinteză. Deoarece fiecare pigment reacționează numai cu unele lungimi de undă, există diferiți pigmenți care permit captarea mai multor lumini (fotoni).
Indice articol
Așa cum s-a menționat mai sus, pigmenții fotosintetici sunt elemente chimice care sunt responsabile pentru absorbția luminii necesare procesului de fotosinteză. Prin fotosinteză, energia din Soare este transformată în energie chimică și zaharuri.
Lumina soarelui este alcătuită din diferite lungimi de undă, care au culori și niveluri de energie diferite. Nu toate lungimile de undă sunt utilizate în mod egal în fotosinteză, motiv pentru care există diferite tipuri de pigmenți fotosintetici..
Organismele fotosintetice conțin pigmenți care absorb doar lungimile de undă ale luminii vizibile și reflectă altele. Setul de lungimi de undă absorbite de un pigment este spectrul său de absorbție.
Un pigment absoarbe anumite lungimi de undă, iar cele pe care nu le absoarbe sunt reflectate; culoarea este pur și simplu lumina reflectată de pigmenți. De exemplu, plantele par verzi deoarece conțin multe molecule de clorofilă a și b, care reflectă lumina verde..
Pigmenții fotosintetici pot fi împărțiți în trei tipuri: clorofile, carotenoide și ficobiline.
Clorofilele sunt pigmenți fotosintetici verzi care conțin un inel de porfirină în structura lor. Sunt molecule stabile în formă de inel în jurul cărora electronii sunt liberi să migreze..
Deoarece electronii se mișcă liber, inelul are potențialul de a câștiga sau pierde cu ușurință electroni și, prin urmare, are potențialul de a furniza electroni energizați altor molecule. Acesta este procesul fundamental prin care clorofila „captează” energia din lumina soarelui..
Există mai multe tipuri de clorofilă: a, b, c, d și e. Dintre acestea, doar două se găsesc în cloroplastele plantelor superioare: clorofila a și clorofila b. Cea mai importantă este clorofila „a”, deoarece este prezentă în plante, alge și cianobacterii fotosintetice.
Clorofila "a" face posibilă fotosinteza prin transferarea electronilor săi activați la alte molecule care vor produce zaharuri.
Un al doilea tip de clorofilă este clorofila „b”, care se găsește numai în așa-numitele alge verzi și plante. La rândul său, clorofila "c" se găsește numai în membrii fotosintetici ai grupului chromista, cum ar fi dinoflagelații.
Diferențele dintre clorofile din aceste grupuri majore au fost unul dintre primele semne că nu erau atât de strâns legate ca se credea anterior..
Cantitatea de clorofilă "b" este de aproximativ un sfert din conținutul total de clorofilă. La rândul său, clorofila „a” se găsește în toate plantele fotosintetice, motiv pentru care se numește pigment fotosintetic universal. Se mai numește pigment fotosintetic primar, deoarece efectuează reacția primară a fotosintezei.
Dintre toți pigmenții care participă la fotosinteză, clorofila joacă un rol fundamental. Din acest motiv, restul pigmenților fotosintetici sunt cunoscuți ca pigmenți accesorii..
Utilizarea pigmenților accesorii face posibilă absorbția unei game mai largi de lungimi de undă și, prin urmare, captarea mai multă energie din lumina soarelui.
Carotenoizii sunt un alt grup important de pigmenți fotosintetici. Acestea absorb lumina violet și albastru-verde.
Carotenoizii oferă culorile strălucitoare pe care le prezintă fructele; De exemplu, roșul din roșii se datorează prezenței licopenului, galbenul din semințele de porumb este cauzat de zeaxantină, iar portocala din cojile de portocală se datorează β-carotenului.
Toate aceste carotenoide sunt importante pentru atragerea animalelor și pentru a promova dispersarea semințelor plantei..
La fel ca toți pigmenții fotosintetici, carotenoizii ajută la captarea luminii, dar îndeplinesc și o altă funcție importantă: eliminarea excesului de energie din Soare.
Astfel, dacă o frunză primește o cantitate mare de energie și această energie nu este utilizată, acest exces poate deteriora moleculele complexului fotosintetic. Carotenoizii participă la absorbția excesului de energie și ajută la disiparea acesteia sub formă de căldură.
Carotenoizii sunt în general pigmenți roșii, portocalii sau galbeni și includ binecunoscutul compus caroten, care conferă morcovului culoarea lor. Acești compuși sunt compuși din două inele mici, cu șase carbon, conectate printr-un „lanț” de atomi de carbon..
Ca urmare a structurii lor moleculare, nu se dizolvă în apă, ci se leagă mai degrabă de membranele din celulă..
Carotenoizii nu pot folosi direct energia luminii pentru fotosinteză, ci trebuie să transfere energia absorbită în clorofilă. Din acest motiv, sunt considerați pigmenți accesori. Un alt exemplu de pigment accesoriu foarte vizibil este fucoxantina, care conferă algelor marine și diatomeelor culoarea maro..
Carotenoizii pot fi clasificați în două grupe: caroten și xantofile..
Carotenii sunt compuși organici distribuiți pe scară largă ca pigmenți în plante și animale. Formula lor generală este C40H56 și nu conțin oxigen. Acești pigmenți sunt hidrocarburi nesaturate; adică au multe legături duble și aparțin seriei izoprenoide.
La plante, carotenii conferă culori galbene, portocalii sau roșii florilor (calendula), fructelor (dovleac) și rădăcinilor (morcovului). La animale sunt vizibile în grăsime (unt), gălbenușuri, pene (canar) și coji (homar).
Cel mai frecvent caroten este β-carotenul, care este precursorul vitaminei A și este considerat foarte important pentru animale..
Xantofilele sunt pigmenți galbeni a căror structură moleculară este similară cu cea a carotenilor, dar cu diferența că conțin atomi de oxigen. Câteva exemple sunt: C40H56O (criptoxantină), C40H56O2 (luteină, zeaxantină) și C40H56O6, care este fucoxantina caracteristică algelor brune menționate mai sus.
Carotenii au, în general, o culoare mai portocalie decât xantofilele. Atât carotenii, cât și xantofilele sunt solubile în solvenți organici precum cloroformul, eterul etilic, printre altele. Carotenii sunt mai solubili în disulfură de carbon comparativ cu xantofilele.
- Carotenoizii funcționează ca pigmenți accesorii. Ei absorb energia radiantă în regiunea mijlocie a spectrului vizibil și o transferă în clorofilă.
- Acestea protejează componentele cloroplastului de oxigenul generat și eliberat în timpul fotolizei apei. Carotenoizii preiau acest oxigen prin legăturile lor duble și își schimbă structura moleculară într-o stare de energie mai mică (inofensivă)..
- Starea excitată a clorofilei reacționează cu oxigenul molecular pentru a forma o stare de oxigen extrem de dăunătoare numită oxigen singlet. Carotenoizii previn acest lucru prin oprirea stării excitate a clorofilei..
- Trei xantofile (violoxantina, antheroxantina și zeaxantina) participă la disiparea excesului de energie prin transformarea ei în căldură.
- Datorită culorii lor, carotenoizii fac florile și fructele vizibile pentru polenizare și dispersare de către animale..
Ficobilinele sunt pigmenți solubili în apă și, prin urmare, se găsesc în citoplasma sau stroma cloroplastului. Ele apar doar în cianobacterii și alge roșii (Rhodophyta).
Ficobilinele nu sunt importante doar pentru organismele care le folosesc pentru a absorbi energia din lumină, ci sunt folosite și ca instrumente de cercetare.
Atunci când compuși precum picocianina și ficoeritrina sunt expuși la lumină intensă, ei absorb energia luminii și o eliberează prin emiterea de fluorescență într-un interval foarte restrâns de lungimi de undă..
Lumina produsă de această fluorescență este atât de distinctivă și fiabilă încât ficobilinele pot fi utilizate ca „etichete” chimice. Aceste tehnici sunt utilizate pe scară largă în cercetarea cancerului pentru a „marca” celulele tumorale..
Nimeni nu a comentat acest articol încă.