KLOROFYLL: EGENSKAPER, STRUKTUR, BELIGGENHET, TYPER - BIOLOGI

Den klorofyll er en biologisk pigment, noe som indikerer at det er et molekyl som har evnen til å absorbere lys. Dette molekylet absorberer bølgelengden som tilsvarer fargen fiolett, blått og rødt, og reflekterer lyset fra grønn farge. Derfor er tilstedeværelsen av klorofyll ansvarlig for den grønne fargen på planter.

Strukturen består av en porfyrinring med et magnesiumsenter og en hydrofob hale, kalt fytol. Det er nødvendig å fremheve den strukturelle likheten mellom klorofyll og hemoglobinmolekylet.

Klorofyllmolekylet er ansvarlig for den grønne fargen i planter. Kilde: pixabay.com

Klorofyll er lokalisert i thylakoider, membranstrukturer som finnes inne i kloroplaster. Kloroplastene er rikelig i bladene og andre strukturer av planter.

Chlorophylls viktigste funksjon er å fange opp lys som vil bli brukt til å drive fotosyntetiske reaksjoner. Det er forskjellige typer klorofyll - den vanligste er en - som skiller seg litt i struktur og absorpsjonstopp for å øke solopptaket.

Historisk perspektiv

Studien av klorofyllmolekylet dateres tilbake til 1818 da den først ble beskrevet av forskerne Pelletier og Caventou, som myntet navnet "klorofyll". Senere, i 1838, begynte de kjemiske studiene av molekylet.

I 1851 foreslo Verdeil de strukturelle likhetene mellom klorofyll og hemoglobin. På det tidspunktet var denne likheten overdrevet og det ble antatt at et jernatom også lå i sentrum av klorofyllmolekylet. Senere ble tilstedeværelsen av magnesium bekreftet som det sentrale atom.

De forskjellige klorofyltypene ble oppdaget i 1882 av Borodin ved bruk av bevis fra mikroskopet.

pigmenter

Klorofyll observert under et mikroskop. Kristian Peters - Fabelfroh

Hva er lett

Et sentralt punkt for at fotosyntetiske levende organismer skal kunne bruke lysenergi er absorpsjonen av den. Molekylene som utfører denne funksjonen kalles pigmenter og er til stede i planter og alger.

For bedre å forstå disse reaksjonene er det nødvendig å kjenne til visse aspekter relatert til lysets natur.

Lys er definert som en type elektromagnetisk stråling, en form for energi. Denne strålingen blir forstått som en bølge og som en partikkel. En av egenskapene til elektromagnetisk stråling er bølgelengde, uttrykt som avstanden mellom to påfølgende rygger.

Det menneskelige øye kan oppfatte bølgelengden fra 400 til 710 nanometer (nm = ^10-9 m). Korte bølgelengder er assosiert med større mengder energi. Sollys inkluderer hvitt lys, som består av alle bølgelengder i den synlige delen.

Når det gjelder arten av partikkelen, beskriver fysikere fotoner som separate pakker med energi. Hver av disse partiklene har en karakteristisk bølgelengde og energinivå.

Når et foton treffer et objekt kan tre ting skje: bli absorbert, overført eller reflektert.

Hvorfor er klorofyllgrønt?

Planter oppfattes som grønne fordi klorofyll hovedsakelig absorberer de blå og røde bølgelengdene og reflekterer grønt. Nefronus

Ikke alle pigmenter oppfører seg på samme måte. Lysabsorpsjon er et fenomen som kan oppstå ved forskjellige bølgelengder, og hvert pigment har et spesielt absorpsjonsspekter.

Den absorberte bølgelengden vil bestemme fargen som vi skal visualisere pigmentet med. Hvis det for eksempel absorberer lys i alle lengder, vil vi se pigmentet helt svart. De som ikke absorberer alle lengder, gjenspeiler resten.

Når det gjelder klorofyll, absorberer den bølgelengdene som tilsvarer fargene fiolett, blått og rødt, og reflekterer grønt lys. Dette er pigmentet som gir planter deres karakteristiske grønne farge.

Klorofyll er ikke det eneste pigmentet i naturen

Selv om klorofyll er et av de mest kjente pigmentene, er det andre grupper biologiske pigmenter som karotenoider, som har rødlige eller oransje toner. Derfor absorberer de lys med en annen bølgelengde enn klorofyll, og fungerer som en energioverføringsskjerm til klorofyll.

I tillegg har noen karotenoider fotobeskyttende funksjoner: de absorberer og sprer lysenergi som kan skade klorofyll; eller reagerer med oksygen og danner oksidative molekyler som kan skade cellestrukturer.

Kjennetegn og struktur

Klorofyller er biologiske pigmenter som oppfattes som grønne for det menneskelige øyet og som deltar i fotosyntesen. Vi finner dem i planter og andre organismer med evnen til å transformere lysenergi til kjemisk energi.

Kjemisk klorofyll er magnesium-porfyriner. Disse er ganske like hemoglobinmolekylet, som er ansvarlig for transport av oksygen i blodet vårt. Begge molekyler skiller seg bare i typer og beliggenhet for substituentgruppene på den tetrapyrroliske ringen.

Metallet til porfyrinringen i hemoglobin er jern, mens det i klorofyll er magnesium.

Klorofyll-sidekjeden er naturlig hydrofob eller apolar, og består av fire isoprenoidenheter, kalt fytol. Dette er forestret til propionsyragruppen i ring nummer fire.

Hvis klorofyllet underkastes en varmebehandling, tar løsningen en sur pH, noe som fører til eliminering av magnesiumatomet fra midten av ringen. Hvis oppvarmingen vedvarer eller løsningen senker sin pH enda mer, vil fytolen ende med å hydrolysere.

plassering

Klorofyll er et av de mest distribuerte naturlige pigmentene og finnes i forskjellige linjer med fotosyntetisk liv. I strukturen til planter finner vi det hovedsakelig i bladene og andre grønne strukturer.

Hvis vi går til et mikroskopisk syn, blir klorofyll funnet i celler, spesielt i kloroplast. På sin side er det inne i kloroplastene strukturer dannet av doble membraner kalt thylakoider, som inneholder klorofyll inni - sammen med andre mengder lipider og proteiner.

Thylakoider er strukturer som ligner flere stablede plater eller mynter, og dette veldig kompakte arrangementet er helt nødvendig for den fotosyntetiske funksjonen til klorofyllmolekyler.

I prokaryotiske organismer som utfører fotosyntese, er det ingen kloroplaster. Av denne grunn blir thylakoider som inneholder fotosyntetiske pigmenter observert som en del av cellemembranen, isolert inne i cytoplasma, eller de bygger en struktur i den indre membranen - et mønster observert i cyanobakterier.

typer

Klorofyll a

Det er flere typer klorofyll, som avviker litt i molekylstruktur og deres fordeling i fotosyntetiske avstamninger. Det vil si at noen organismer inneholder visse typer klorofyll og andre ikke.

Hovedtypen klorofyll kalles klorofyll a, og i plantens avstamning i pigmentet som lades direkte i den fotosyntetiske prosessen og omdanner lysenergi til kjemi.

Klorofyll b

En andre type klorofyll er b og er også til stede i planter. Strukturelt skiller den seg fra klorofyll a fordi sistnevnte har en metylgruppe ved karbon 3 i ring nummer II, og type b inneholder en formylgruppe i den posisjonen.

Det regnes som et tilbehørspigment og takket være strukturelle forskjeller har det et litt annet absorpsjonsspekter enn variant a. Som et resultat av denne egenskapen har de forskjellige farger: klorofyll a er blågrønn og b er gulgrønn.

Tanken med disse differensialspektraene er at begge molekylene utfyller hverandre i absorpsjonen av lys og klarer å øke mengden lysenergi som kommer inn i det fotosyntetiske systemet (slik at absorpsjonsspekteret utvides).

Klorofyll c og d

Klorofyll d

Det er en tredje type klorofyll, c, som vi finner i brune alger, kiselalger og dinoflagellater. Når det gjelder cyanofyttalger, viser de bare type klorofyll. Til slutt finnes klorofyll d i noen protistorganismer og også i cyanobakterier.

Klorofyll i bakterier

Det er en rekke bakterier som har muligheten til å fotosyntetisere. I disse organismer er det klorofyll kjent som bakterioklorofyll, og i likhet med klorofyllene til eukaryoter klassifiseres de etter bokstavene: a, b, c, d, e og g.

Historisk sett ble ideen brukt om at klorofyllmolekylet dukket opp først i løpet av evolusjonen. I dag, takket være sekvensanalyse, har det blitt foreslått at antagelig klorofyllmolekylet var likt en bakterioklorofyll.

Egenskaper

Klorofyllmolekylet er et viktig element i fotosyntetiske organismer, siden det er ansvarlig for absorpsjon av lys.

I maskineriet som er nødvendig for å utføre fotosyntese er det en komponent som kalles fotosystemet. Det er to og hver består av en "antenne" med ansvar for å samle lyset og et reaksjonssenter, hvor vi finner type klorofyll.

Fotosystemer skiller seg hovedsakelig i absorpsjonstoppen for klorofyllmolekylet: fotosystem I har en topp på 700 nm, og II ved 680 nm.

På denne måten klarer klorofyll å oppfylle sin rolle i å fange lys, som takket være et komplekst enzymatisk batteri vil bli omdannet til kjemisk energi lagret i molekyler som karbohydrater.

referanser

Beck, CB (2010). En introduksjon til plantestruktur og utvikling: planteanatomi i det tjueførste århundre. Cambridge University Press.
Berg, JM, Stryer, L., & Tymoczko, JL (2007). Biokjemi. Jeg snudde meg.
Blankenship, RE (2010). Tidlig utvikling av fotosyntesen. Plantefysiologi, 154 (2), 434–438.
Campbell, NA (2001). Biologi: begreper og relasjoner. Pearson Education.
Cooper, GM, & Hausman, RE (2004). Cellen: Molekylær tilnærming. Medicinska naklada.
Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Invitasjon til biologi. Panamerican Medical Ed.
Hohmann-Marriott, MF, & Blankenship, RE (2011). Evolusjon av fotosyntesen. Årlig gjennomgang av plantebiologi, 62, 515-548.
Humphrey, AM (1980). Klorofyll. Matkjemi, 5 (1), 57–67. doi: 10.1016 / 0308-8146 (80) 90064-3
Koolman, J., & Röhm, KH (2005). Biokjemi: tekst og atlas. Panamerican Medical Ed.
Lockhart, PJ, Larkum, AW, Steel, M., Waddell, PJ, & Penny, D. (1996). Evolusjon av klorofyll og bakterioklorofyll: problemet med invariante steder i sekvensanalyse. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 93 (5), 1930–1934. doi: 10.1073 / pnas.93.5.1930
Palade, GE, & Rosen, WG (1986). Cellebiologi: grunnleggende forskning og applikasjoner. Nasjonale akademier.
Posada, JOS (2005). Fundamenter for etablering av beite og fôrvekster. Universitetet i Antioquia.
Raven, PH, Evert, RF, & Eichhorn, SE (1992). Plantebiologi (bind 2). Jeg snudde meg.
Sadava, D., & Purves, WH (2009). Life: The Science of Biology. Panamerican Medical Ed.
Sousa, FL, Shavit-Grievink, L., Allen, JF, & Martin, WF (2013). Evolusjon av klorofyllbiosyntesen indikerer duplisering av fotosystemet, ikke fotosystemfusjon, ved opprinnelsen til oksygenisk fotosyntese. Genom biologi og evolusjon, 5 (1), 200–216. doi: 10.1093 / gbe / evs127
Taiz, L., & Zeiger, E. (2007). Plantefysiologi. Jaume I. universitet
Xiong J. (2006). Fotosyntese: hvilken farge var opprinnelsen? Genom biologi, 7 (12), 245. doi: 10.1186 / gb-2006-7-12-245

KLOROFYLL: EGENSKAPER, STRUKTUR, BELIGGENHET, TYPER - BIOLOGI - 2026