Chlorofyl charakteristiky, štruktúra, umiestnenie, typy

Ten chlorofyl Je to biologický pigment, ktorý naznačuje, že je to molekula schopná absorbovať svetlo. Táto molekula absorbuje vlnovú dĺžku zodpovedajúcu fialovej, modrej a červenej farbe a odráža zelené svetlo. Preto je prítomnosť chlorofylu zodpovedná za zelenú farbu rastlín.

Jeho štruktúra pozostáva z porfyrínového kruhu s horčíkovým stredom a hydrofóbnym chvostom, nazývaným fitol. Je potrebné zdôrazniť štrukturálnu podobnosť chlorofylu s molekulami hemoglobínu.

Molekula chlorofylu je zodpovedná za zelenú farbu v rastlinách. Zdroj: Pixabay.com

Chlorofyl sa nachádza v tilalakoidoch, membránové štruktúry nachádzajúce sa vo vnútri chloroplastov. Chloroplasty sú hojné v listoch a iných štruktúrach rastlín.

Hlavnou funkciou chlorofylu je zbierka svetla, ktorá sa použije na pohon fotosyntetických reakcií. Existujú rôzne typy chlorofylu - najbežnejšie je do - ktoré sa mierne líšia v ich štruktúre a v ich absorpčnom vrchole, aby sa zvýšilo množstvo absorbovaného slnečného žiarenia.

[TOC]

Historická perspektíva

Štúdium molekuly chlorofylu siaha až do roku 1818, keď ju prvýkrát opísali vedci Pelletier a Caventou, ktorí vytvorili názov „chlorofyl“. Následne v roku 1838 začali chemické štúdie molekuly.

V roku 1851 Verdeil navrhuje štrukturálne podobnosti medzi chlorofylom a hemoglobínom. V tom čase bola táto podobnosť prehnaná a predpokladalo sa, že v strede molekuly chlorofylu bol tiež atóm železa. Neskôr bola prítomnosť horčíka potvrdená ako centrálny atóm.

Rôzne typy chlorofylu boli objavené v roku 1882 borodínom s použitím dôkazov poskytnutých mikroskopom.

Pigmenty

Chlorofyl pozorovaný v mikroskope. Kristian Peters - Fabelfroh [CC BY -SA 3.0 (http: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/3.0/]]

Čo je svetlo?

Kľúčovým bodom pre fotosyntetické živé organizmy majú schopnosť využívať svetelnú energiu, je jeho absorpcia. Molekuly vykonávané touto funkciou sa nazývajú pigmenty a sú prítomné v rastlinách a riasach.

Na lepšie pochopenie týchto reakcií je potrebné poznať určité aspekty súvisiace s povahou svetla.

Svetlo je definované ako typ elektromagnetického žiarenia, forma energie. Toto žiarenie sa chápe ako vlna a ako častica. Jednou z charakteristík elektromagnetického žiarenia je vlnová dĺžka vyjadrená ako vzdialenosť medzi dvoma po sebe nasledujúcimi hrebeňmi.

Ľudské oko môže vnímať vlnovú dĺžku, ktorá prechádza od 400 do 710 nanometrov (nm = 10^-9 m). Krátke vlnové dĺžky sú spojené s vyšším množstvom energie. Slnko obsahuje biele svetlo, ktoré pozostáva zo všetkých vlnových dĺžok viditeľnej časti.

Môže vám slúžiť: Huizache: Charakteristiky, biotop, starostlivosť a použitie

Pokiaľ ide o povahu častíc, fyzici opisujú fotóny ako diskrétne energetické balíčky. Každá z týchto častíc má vlnovú dĺžku a charakteristickú hladinu energie.

Keď fotón zasiahne objekt, môžu sa stať tri veci: absorbovanie, prenos alebo odrážanie.

Prečo je chlorofyl zelená?

Rastliny sú vnímané ako zelené, pretože chlorofyl, hlavne absorbuje modrú a červenú vlnovú dĺžku a odráža zelenú farbu. Nephronus [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/4.0)]

Nie všetky pigmenty sa správajú rovnako. Absorpcia svetla je jav, ktorý sa môže vyskytnúť pri rôznych vlnových dĺžkach, a každý pigment má konkrétne absorpčné spektrum.

Absorbovaná vlnová dĺžka určí farbu, ktorú budeme vizualizovať pre pigment. Napríklad, ak absorbujete svetlo vo všetkých jeho dĺžkach, uvidíme úplne čierny pigment. Tí, ktorí neabsorbujú všetky dĺžky, odrážajú zostávajúce.

V prípade chlorofylu to absorbuje vlnové dĺžky zodpovedajúce fialovej, modrej a červenej farbe a odráža zelené svetlo. Toto je pigment, ktorý dáva rastlinám ich charakteristickú zelenú farbu.

Chlorofyl nie je jediným pigmentom prírody

Aj keď je chlorofyl jedným z najznámejších pigmentov, existujú aj ďalšie skupiny biologických pigmentov, ako sú karotenoidy, ktoré sú červenkasté alebo oranžové tóny. Preto absorbujú svetlo na inú vlnovú dĺžku od chlorofylu a slúži ako obrazovka prenosu energie do chlorofylu.

Niektoré karotenoidy majú navyše fotoprotektívne funkcie: absorbujú a rozptyľujú svetelnú energiu, ktorá by mohla poškodiť chlorofyl; alebo reagovať s kyslíkom a tvoriť oxidačné molekuly, ktoré by mohli poškodiť bunkové štruktúry.

Vlastnosti

Chlorofyly sú biologické pigmenty, ktoré sú vnímané zelené a ktoré sa zúčastňujú na fotosyntéze. Nájdeme ich v rastlinách a iných organizmoch so schopnosťou transformovať svetelnú energiu na chemickú energiu.

Chemicky chlorofyly sú horčík-porfiríny. Sú celkom podobné molekule hemoglobínu, zodpovednú transportu kyslíka v našej krvi. Obe molekuly sa líšia iba v typoch a umiestnení substitučných skupín v tetrapylickom kruhu.

Kov porfyrínového kruhu v hemoglobíne je železo, zatiaľ čo v chlorofyle je horčík.

Bočný reťazec chlorofylu je hydrofóbnych alebo apolárnych domorodcov a je zložený zo štyroch izopreoidných jednotiek, nazývaných fitol. Toto je esterifikované do navrhovanej skupiny kyseliny v kruhovom čísle štyri.

Ak chlorofyl podlieha tepelnému spracovaniu, roztok má kyslé pH, čo vedie k eliminácii atómu horčíka v strede kruhu. Ak zahrievanie pretrváva alebo roztok klesne ešte viac jeho pH, fitol skončí hydrolyzar.

Môže vám slúžiť: Zoapatle: Čo je, charakteristiky, výhody, kontraindikácie

Miesto

Chlorofyl je jedným z najviac distribuovaných prírodných pigmentov a nachádzame ho v rôznych líniách fotosyntetického života. V štruktúre rastlín to nachádzame väčšinou v listoch a iných zelených štruktúrach.

Ak pôjdeme na mikroskopické videnie, chlorofyl je vo vnútri buniek, konkrétne v chloroplastoch. Na druhej strane, vo vnútri chloroplastov sú štruktúry tvorené dvojitými membránami nazývanými tilakoidy, ktoré obsahujú chlorofyl vo vnútri - spolu s ďalším množstvom lipidov a proteínov.

Tilakoidy sú štruktúry, ktoré pripomínajú niekoľko naskladaných diskov alebo mincí, a toto kompaktné poradie je úplne potrebné pre fotosyntetickú funkciu molekúl, ktoré chlorofylllsll.

V prokaryotických agentúrach, ktoré vykonávajú fotosyntézu, neexistujú žiadne chloroplasty. Preto sa tilalakoidy obsahujúce fotosyntetické pigmenty pozorujú ako súčasť bunkovej membrány, izolované vo vnútri bunkovej cytoplazmy alebo vytvárajú štruktúru vo vnútornej membráne, ktorá pozoruje v cyanobaktériách.

Chlapci

Chlorofyl a

Chlorofyl a

Existuje niekoľko typov chlorofylov, ktoré sa mierne líšia v molekulárnej štruktúre a ich distribúcia vo fotosyntetických líniách. To znamená, že niektoré organizmy obsahujú určité typy chlorofylu a iné nie.

Hlavný typ chlorofylu sa nazýva chlorofyl A av línii rastlín v pigmente priamo zodpovedný za fotosyntetický proces a transformuje svetlú energiu na chémiu.

Chlorofyl B

Chlorofyl B

Druhý typ chlorofylu je B a je tiež prítomný v rastlinách. Štruktúrne sa líši od chlorofylu A, pretože posledná uvedená má metylovú skupinu v uhlíku 3 kruhu čísla II a typ B obsahuje formylovú skupinu v tejto polohe.

Považuje sa za príslušenský pigment a vďaka štrukturálnym rozdielom má mierne odlišné absorpčné spektrum ako variant. V dôsledku tejto charakteristiky sa líšia vo svojej farbe: Chlorofyl A je zelenkavá modrá a B je zelenkavá žltá.

Myšlienka týchto diferenciálnych spektier spočíva v tom, že obe molekuly sú doplnené pri absorpcii svetla a môžu zvýšiť množstvo svetelnej energie, ktorá vstupuje do fotosyntetického systému (aby sa rozšírilo absorpčné spektrum).

Chlorofyl c a d

Chlorofyl d

Existuje tretí typ chlorofylu, C, ktorý nachádzame v hnedých, diatomea a dinoflagelovaných riasach. V prípade rias Cyanofíceas vykazujú iba chlorofyl typu A. Nakoniec sa chlorofyl D nachádza v niektorých protistických agentúrach a tiež v cyanobaktériách.

Chlorofyl v baktériách

Existuje séria baktérií so schopnosťou vykonávať fotosyntézu. V týchto organizmoch sú kĺby nazývané bakterioklorofily a podobne ako eukaryotické chlorofyly sú klasifikované podľa písmen: A, B, C, D, E a G a.

Môže vám slúžiť: citrusové × aurantifolia: Charakteristiky, biotop, vlastnosti, starostlivosť

Historicky sa táto myšlienka zaobchádzala s tým, že molekula chlorofylu sa objavila ako prvá v priebehu evolúcie. Dnes vďaka sekvenčnej analýze pravdepodobne navrhla, že molekula predkov chlorofylu bola podobná bakterioklorofilom.

Funkcia

Molekula chlorofylu je rozhodujúcim prvkom vo fotosyntetických organizmoch, pretože je zodpovedná za absorpciu svetla.

V potrebnom strojovom zariadení na vykonanie fotosyntézy je komponent nazývaný fotosystém. Existujú dva a každá z nich sa skladá z „antény“ zodpovednej za zhromažďovanie svetla a reakčného centra, kde nájdeme chlorofyl typu A.

Fotosystémy sa líšia hlavne v absorpčnom vrchole molekuly chlorofylu: fotosystém I má vrchol 700 nm a II až 680 nm.

Týmto spôsobom sa chlorofylu podarí plniť svoju úlohu pri zachytávaní svetla, ktorá sa vďaka zložitej enzymatickej batérii transformuje na chemickú energiu uloženú v molekulách, ako sú sacharidy.

Odkazy

1. Beck, C. B. (2010). Úvod do štruktúry a vývoja rastlín: Anatómia rastlín pre dvadsať-firs storočie. Cambridge University Press.
2. Berg, J. M., Stryer, L., & Tymoczko, J. L. (2007). Biochémia. Obrátil som sa.
3. Blankenship, r. A. (2010). Včasný vývoj fotosyntézy. Fyziológia rastlín, 154(2), 434-438.
4. Campbell, n. Do. (2001). Biológia: Koncepty a vzťahy. Pearson Vzdelanie.
5. Cooper, G. M., & Hausman, R. A. (2004). Bunka: Priblížte sa molekulárne. Medicinska Naklada.
6. Curtis, h., & Schnek, a. (2006). Pozvanie na biológiu. Edimatizovať. Pan -American Medical.
7. Hohmann-Morriott, m. F., & Blankenship, r. A. (2011). Vývoj fotosyntézy. Ročný prehľad biológie rastlín, 62, 515-548.
8. Humphrey, a. M. (1980). Chlorofyl. Food Chemistry, 5 (1), 57-67.Doi: 10.1016/0308-8146 (80) 90064-3
9. Koolman, J., & Röhm, K. H. (2005). Biochémia: text a atlas. Edimatizovať. Pan -American Medical.
10. Lockhart, P. J., Land, a. W., Oceľ, m., Waddell, P. J., & Penny, D. (Devätnásť deväťdesiat šiestich). Vývoj chlorofylu a bakteriochlorofylu: Problém invariantných miest v sekvenčnej analýze. Zborník Národnej akadémie vied Spojených štátov amerických, 93(5), 1930-1934. Doi: 10.1073/pnas.93.5.1930
11. Parade, g. A., & Rosen, W. G. (1986). Bunková biológia: Základný výskum a aplikácie. Národné akadémie.
12. Posada, J. Ani. Siež. (2005). Základy založenia pasienkov a krmovín. University of Antioquia.
13. Raven, P. H., Evert, r. F., & Eichhorn, s. A. (1992). Biológia rastlín (Zv. 2). Obrátil som sa.
14. Sadava, D., & Purves, w. H. (2009). Život: Veda biológie. Edimatizovať. Pan -American Medical.
15. Sousa, f. L., Shavit-Grievink, L., Allen, J. F., & Martin, W. F. (2013). Vývoj génu biosyntézy chlorofylu naznačuje duplikáciu génov fotosystém, nie fúziu fotosystémov, pri pôvode kyslíkovej fotosyntézy. Biológia a vývoj genómu, 5(1), 200-216. Doi: 10.1093/GBE/EVS127
16. Taiz, l., & Zeiger a. (2007). Fyziológia zeleniny. University JAUME I.
17. Xiong J. (2006). Fotosyntéza: Aká bola farba pôvodu?. Genómová biológia, 7(12), 245. Doi: 10.1186/GB-2006-7-12-245