Caratteristiche di clorofilla, struttura, posizione, tipi

IL clorofilla È un pigmento biologico, che indica che è una molecola in grado di assorbire la luce. Questa molecola assorbe la lunghezza d'onda corrispondente al colore viola, blu e rosso e riflette la luce verde. Pertanto, la presenza di clorofilla è responsabile del colore verde delle piante.

La sua struttura è costituita da un anello di porfirina con un centro di magnesio e una coda idrofobica, chiamata Fitolo. È necessario evidenziare la somiglianza strutturale della clorofilla con la molecola di emoglobina.

La molecola di clorofilla è responsabile del colore verde nelle piante. Fonte: Pixabay.com

La clorofilla si trova in tilacoidi, strutture membranose che si trovano all'interno dei cloroplasti. I cloroplasti sono abbondanti nelle foglie e in altre strutture vegetali.

La funzione principale della clorofilla è la raccolta di luce che verrà utilizzata per spingere le reazioni fotosintetiche. Esistono diversi tipi di clorofilla: il più comune è A - Ciò differisce leggermente nella loro struttura e nel loro picco di assorbimento, al fine di aumentare la quantità di luce solare assorbita.

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Prospettiva storica

Lo studio della molecola di clorofilla risale al 1818, quando fu descritto per la prima volta dai ricercatori Pelletier e Cavenntou, che coniavano il nome "Clorofilla". Successivamente, nel 1838 iniziarono gli studi chimici della molecola.

Nel 1851 Verdeil propone le somiglianze strutturali tra clorofilla ed emoglobina. All'epoca, questa somiglianza era esagerata e si presumeva che al centro della molecola di clorofilla c'era anche un atomo di ferro. Successivamente la presenza di magnesio fu confermata come atomo centrale.

I diversi tipi di clorofilla furono scoperti nel 1882 da borodin usando prove fornite dal microscopio.

Pigmenti

Clorofilla osservata al microscopio. Kristian Peters - Fabelfroh [CC di -sa 3.0 (http: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0/]]

Cos'è la luce?

Un punto chiave per gli organismi viventi fotosintetici per avere la capacità di usare l'energia della luce è l'assorbimento di esso. Le molecole svolte da questa funzione sono chiamate pigmenti e sono presenti nelle piante e nelle alghe.

Per comprendere meglio queste reazioni è necessario conoscere alcuni aspetti relativi alla natura della luce.

La luce è definita come un tipo di radiazione elettromagnetica, una forma di energia. Questa radiazione è intesa come un'onda e una particella. Una delle caratteristiche della radiazione elettromagnetica è la lunghezza d'onda, espressa come distanza tra due creste successive.

L'occhio umano può percepire la lunghezza d'onda che va da 400 a 710 nanometri (nm = 10^-9 M). Le lunghezze d'onda corte sono associate a una maggiore quantità di energia. La luce del sole include la luce bianca, che consiste in tutte le lunghezze d'onda della porzione visibile.

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Per quanto riguarda la natura delle particelle, i fisici descrivono i fotoni come pacchetti di energia discreti. Ognuna di queste particelle ha una lunghezza d'onda e un livello di energia caratteristico.

Quando un fotone colpisce un oggetto, possono accadere tre cose: essere assorbiti, trasmessi o riflessi.

Perché la clorofilla è verde?

Le piante sono percepite come verdi perché la clorofilla assorbe principalmente la lunghezza d'onda blu e rossa e riflette il verde. Nefronus [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/4.0)]

Non tutti i pigmenti si comportano allo stesso modo. L'assorbimento della luce è un fenomeno che può verificarsi a diverse lunghezze d'onda e ogni pigmento ha un particolare spettro di assorbimento.

La lunghezza d'onda assorbita determinerà il colore che visualizzeremo al pigmento. Ad esempio, se assorbi la luce a tutte le sue lunghezze vedremo il pigmento totalmente nero. Coloro che non assorbono tutte le lunghezze, riflettono il restante.

Nel caso della clorofilla, questo assorbe le lunghezze d'onda corrispondenti ai colori viola, blu e rosso e riflette la luce verde. Questo è il pigmento che dà alle piante il loro caratteristico colore verde.

La clorofilla non è l'unico pigmento della natura

Sebbene la clorofilla sia uno dei pigmenti più noti, ci sono altri gruppi di pigmenti biologici come i carotenoidi, che sono toni rossastri o arancioni. Pertanto, assorbono la luce a una lunghezza d'onda diversa dalla clorofilla, fungendo da schermo di trasferimento di energia alla clorofilla.

Inoltre, alcuni carotenoidi hanno funzioni fotoprotettive: assorbono e dissipano l'energia luminosa che potrebbe danneggiare la clorofilla; o reagire con ossigeno e formare molecole ossidative che potrebbero danneggiare le strutture cellulari.

Caratteristiche e struttura

Le clorofille sono pigmenti biologici che sono percepiti verdi e che partecipano alla fotosintesi. Li troviamo nelle piante e in altri organismi con la capacità di trasformare l'energia della luce in energia chimica.

Le clorofille chimicamente sono porfirine di magnesio. Questi sono abbastanza simili alla molecola di emoglobina, incaricati di trasportare ossigeno nel nostro sangue. Entrambe le molecole differiscono solo nei tipi e nella posizione dei gruppi sostituenti nell'anello tetrapirolico.

Il metallo dell'anello di porfirina nell'emoglobina è di ferro, mentre nella clorofilla è magnesio.

La catena laterale della clorofilla è di nativi idrofobici o apolari ed è composta da quattro unità isopreoidi, chiamate Fitolo. Questo è esterificato per il gruppo acido proposto nell'anello numero quattro.

Se la clorofilla subisce un trattamento termico, la soluzione prende un pH acido, portando all'eliminazione dell'atomo di magnesio del centro dell'anello. Se il riscaldamento persiste o la soluzione diminuisce ancora di più il suo pH, il fidolo finirà per Hydrolyzar.

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Posizione

La clorofilla è uno dei pigmenti naturali più distribuiti e lo troviamo in diversi lignaggi della vita fotosintetica. Nella struttura delle piante lo troviamo principalmente nelle foglie e in altre strutture verdi.

Se andiamo a una visione microscopica, la clorofilla si trova all'interno delle cellule, in particolare nei cloroplasti. A loro volta, all'interno dei cloroplasti ci sono strutture formate da doppie membrane chiamate tilacoides, che contengono clorofilla all'interno - insieme a un'altra quantità di lipidi e proteine.

I tilacoidi sono strutture che assomigliano a diversi dischi o monete e questo ordine compatto è totalmente necessario per la funzione fotosintetica delle molecole che clorofill.

Nelle agenzie procariotiche che eseguono la fotosintesi non ci sono cloroplasti. Pertanto, i tilacoidi contenenti pigmenti fotosintetici sono osservati come parte della membrana cellulare, isolati all'interno del citoplasma cellulare o costruiscono una struttura nella membrana interna - il motivo che osserva nei cianobatteri.

Ragazzi

Clorofilla a

Clorofilla a

Esistono diversi tipi di clorofille, che differiscono leggermente nella struttura molecolare e nella loro distribuzione nei lignaggi fotosintetici. Cioè, alcuni organismi contengono alcuni tipi di clorofilla e altri no.

Il principale tipo di clorofilla si chiama clorofilla A e nel lignaggio delle piante nel pigmento direttamente responsabile del processo fotosintetico e trasforma l'energia della luce in chimica.

Clorofilla b

Clorofilla b

Un secondo tipo di clorofilla è B ed è presente anche nelle piante. Strutturalmente differisce dalla clorofilla A perché quest'ultimo ha un gruppo metilico nel carbonio 3 dell'anello numero II e il tipo B contiene un gruppo formyl in quella posizione.

È considerato un pigmento accessorio e grazie alle differenze strutturali ha uno spettro di assorbimento leggermente diverso rispetto alla variante. Come risultato di questa caratteristica differiscono nel suo colore: la clorofilla A è blu verdastra e la B è giallo verdastro.

L'idea di questi spettri differenziali è che entrambe le molecole sono completate dall'assorbimento della luce e possono aumentare la quantità di energia luminosa che entra nel sistema fotosintetico (in modo che lo spettro di assorbimento sia ampliato).

Clorofilla c e d

Clorofilla d

Esiste un terzo tipo di clorofilla, la C, che troviamo in alghe marrone, diatomea e dinoflagellate. Nel caso delle alghe cianofícee mostrano solo la clorofilla di tipo A. Infine, la clorofilla D si trova in alcune agenzie protiste e anche nei cianobatteri.

Clorofilla nei batteri

Ci sono una serie di batteri con la capacità di eseguire la fotosintesi. In questi organismi ci sono articolazioni chiamate batterioclofili e come le clorofille eucariotiche sono classificate seguendo le lettere: A, B, C, D, E e G.

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Storicamente, l'idea è stata gestita che la molecola di clorofilla è apparsa per prima nel corso dell'evoluzione. Oggi, grazie all'analisi della sequenza, ha probabilmente proposto che la molecola di clorofilla ancestrale fosse simile a un batterioclofili.

Funzioni

La molecola di clorofilla è un elemento cruciale negli organismi fotosintetici, poiché è responsabile dell'assorbimento della luce.

Nei macchinari necessari per eseguire la fotosintesi c'è un componente chiamato fotosistema. Ce ne sono due e ognuno è costituito da una "antenna" incaricata di raccogliere la luce e un centro di reazione, dove troviamo la clorofilla di tipo A.

I fotosistemi differiscono principalmente nel picco di assorbimento della molecola di clorofilla: il fotosistema I ha un picco di 700 nm e il II a 680 nm.

In questo modo, la clorofilla riesce a svolgere il suo ruolo nella cattura della luce, che grazie a una batteria enzimatica complessa sarà trasformata in energia chimica immagazzinata in molecole come i carboidrati.

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