ХЛОРОФИЛ: КАРАКТЕРИСТИКЕ, СТРУКТУРА, ЛОКАЦИЈА, ВРСТЕ - БИОЛОГИЈА

Хлорофила је биолошка пигмент, указујући да је то је молекул способан да апсорбује светлост. Овај молекул апсорбује таласну дужину која одговара боји љубичасте, плаве и црвене боје и рефлектује светлост зелене боје. Због тога је присуство хлорофила одговорно за зелену боју биљака.

Његова структура састоји се од порфириног прстена са центром магнезијума и хидрофобним репом, који се назива фитол. Неопходно је истакнути структурну сличност хлорофила са молекулом хемоглобина.

Молекул хлорофила одговоран је за зелену боју у биљкама. Извор: пикабаи.цом

Хлорофил се налази у тилакоидима, мембранским структурама које се налазе унутар хлоропласта. Хлоропласти се обилују у лишћу и другим структурама биљака.

Главна функција хлорофила је хватање светлости која ће се користити за покретање фотосинтетских реакција. Постоје различите врсте хлорофила - који је најчешће - који се мало разликују по својој структури и вршку апсорпције, како би се повећала количина апсорбоване сунчеве светлости.

Историјска перспектива

Проучавање молекула хлорофила датира из 1818. године када су га први пут описали истраживачи Пеллетиер и Цавентоу, који су сковали назив „хлорофил“. Касније, 1838. године, започињу хемијске студије молекула.

Вердеил је 1851. предложио структурне сличности хлорофила и хемоглобина. У то време је ова сличност била преувеличана и претпостављало се да је и атом гвожђа смештен у центру молекула хлорофила. Касније је присуство магнезијума потврђено као централни атом.

Бородин је 1882. године открио различите врсте хлорофила користећи доказе микроскопа.

Пигменти

Хлорофил посматран под микроскопом. Кристиан Петерс - Фабелфрох

Шта је светлост

Кључна тачка фотосинтетских живих организама који имају способност да користе светлосну енергију је апсорпција исте. Молекули који обављају ову функцију називају се пигменти и присутни су у биљкама и алгама.

Да бисте боље разумели ове реакције, потребно је знати одређене аспекте повезане са природом светлости.

Светлост се дефинише као врста електромагнетног зрачења, облик енергије. Ово зрачење се разуме као талас и као честица. Једна од карактеристика електромагнетног зрачења је таласна дужина, изражена удаљеност између два узастопна гребена.

Људско око може уочити таласну дужину у распону од 400 до 710 нанометара (нм = 10 ^-9 м). Кратке таласне дужине повезане су са већим количинама енергије. Сунчева светлост укључује белу светлост која се састоји од свих таласних дужина у видљивом делу.

Што се тиче природе честице, физичари описују фотоне као дискретне пакете енергије. Свака од ових честица има карактеристичну таласну дужину и енергетски ниво.

Кад фотон погоди објект, могу се догодити три ствари: апсорбирати, пренијети или рефлектирати.

Зашто је хлорофил зелен?

Биљке се перципирају као зелено јер хлорофил углавном апсорбује плаве и црвене таласне дужине и рефлектује зелено. Нефронус

Не понашају се сви пигменти на исти начин. Апсорпција светлости је појава која се може јавити на различитим таласним дужинама, а сваки пигмент има одређени спектар апсорпције.

Апсорбована таласна дужина одређиват ће боју којом ћемо визуелизовати пигмент. На пример, ако апсорбује светлост у свим дужинама, видећемо да је пигмент потпуно црн. Они који не апсорбују све дужине, одражавају остало.

У случају хлорофила, он апсорбује таласне дужине које одговарају боји љубичасте, плаве и црвене боје и рефлектује зелену светлост. Ово је пигмент који биљкама даје карактеристичну зелену боју.

Хлорофил није једини пигмент у природи

Иако је хлорофил један од најпознатијих пигмената, постоје и друге групе биолошких пигмената, попут каротеноида, који имају црвенкасте или наранџасте тонове. Стога апсорбирају свјетлост различите таласне дужине од хлорофила, служећи као заслон за пријенос енергије у хлорофил.

Поред тога, неки каротеноиди имају фотопротективну функцију: апсорбују и распршују светлосну енергију која може оштетити хлорофил; или реагују са кисеоником и формирају оксидативне молекуле који могу оштетити ћелијске структуре.

Карактеристике и структура

Хлорофили су биолошки пигменти који се људском оку перципирају као зелени и који учествују у фотосинтези. Налазимо их у биљкама и другим организмима са способношћу претварања светлосне енергије у хемијску енергију.

Хемијски хлорофили су магнезијум-порфирини. Они су прилично слични молекули хемоглобина, одговорном за транспорт кисеоника у нашој крви. Оба молекула се разликују само у типу и локацији супституентних група на тетракроличном прстену.

Метал порфириног прстена у хемоглобину је гвожђе, док је у хлорофилима магнезијум.

Бочни ланац хлорофила је природно хидрофобан или аполарни, а састоји се од четири изопреноидне јединице, назване фитол. Ово је естерификовано у групу пропионске киселине у прстену број четири.

Ако је хлорофил подвргнут топлотној обради, раствор узима кисели пХ, што доводи до елиминације атома магнезијума из центра прстена. Ако се загревање настави или раствор снизи пХ још више, фитол ће завршити хидролизом.

Локација

Хлорофил је један од најраспрострањенијих природних пигмената и налази се у различитим линијама фотосинтетског живота. У структури биљака налазимо је углавном у лишћу и другим зеленим структурама.

Ако идемо на микроскопски поглед, хлорофил се налази у ћелијама, тачније у хлоропластима. Заузврат, унутар хлоропласта налазе се структуре формиране од двоструких мембрана названих тилакоиди, које у себи садрже хлорофил - заједно са другим количинама липида и протеина.

Тхилакоиди су структуре које личе на неколико наслаганих дискова или кованица, а овај врло компактан распоред је апсолутно неопходан за фотосинтетску функцију молекула хлорофила.

У прокариотским организмима који проводе фотосинтезу не постоје хлоропласти. Из тог разлога, тилакоиди који садрже фотосинтетске пигменте посматрају се као део ћелијске мембране, изоловани унутар ћелијске цитоплазме или стварају структуру у унутрашњој мембрани - образац примећен код цијанобактерија.

Врсте

Хлорофил а

Постоји неколико врста хлорофила који се незнатно разликују у молекуларној структури и њиховој расподјели у фотосинтетским линијама. Односно, неки организми садрже одређене врсте хлорофила, а други не.

Главна врста хлорофила назива се хлорофил а, а у линији биљака у пигменту се накупља директно у процесу фотосинтезе и претвара светлосну енергију у хемијску.

Хлорофил б

Друга врста хлорофила је б и присутна је и у биљкама. Структурно се разликује од хлорофила а, јер последњи има метилну групу на угљенику 3 прстена броја ИИ, а тип б садржи формил групу у том положају.

Сматра се додатним пигментом и захваљујући структурним разликама имају мало другачији спектар апсорпције у односу на варијанту а. Као резултат ове карактеристике разликују се по својој боји: хлорофил а је плаво-зелене боје, а б жуто-зелене боје.

Идеја ових диференцијалних спектра је да се оба молекула међусобно надопуњују у апсорпцији светлости и успевају да повећају количину светлосне енергије која улази у фотосинтетски систем (тако да се спектар апсорпције проширује).

Хлорофил ц и д

Хлорофил д

Постоји трећа врста хлорофила, ц, коју налазимо у смеђим алгама, дијатомејима и динофлагелатима. У случају цијанофитних алги оне показују само хлорофил. Коначно, хлорофил д се налази у неким протистичким организмима, а такође и у цијанобактеријама.

Хлорофил у бактеријама

Постоји велики број бактерија са способношћу фотосинтезе. У тим организмима постоје хлорофили познати заједно као бактериоклорофили, а попут хлорофила еукариота класификују се по словима: а, б, ц, д, е и г.

Историјски се користила идеја да се молекул хлорофила први појавио током еволуције. Данас се, захваљујући анализу секвенци, предлаже да је вероватно молекул клорофила предака сличан бактериоклорофилу.

Карактеристике

Молекул хлорофила кључни је елемент у фотосинтетским организмима, јер је одговоран за апсорпцију светлости.

У машини неопходној за фотосинтезу постоји компонента која се назива фотосистем. Постоје два и свака се састоји од "антене" која је задужена за прикупљање светлости и реакционог центра, где налазимо хлорофил.

Фотосистеми се углавном разликују у апсорпцијском пику молекула хлорофила: фотосистем И има врх на 700 нм, а ИИ на 680 нм.

На тај начин хлорофил успева да испуни своју улогу у хватању светлости, која ће се захваљујући сложеној ензимској батерији трансформисати у хемијску енергију похрањену у молекулима као што су угљени хидрати.

Референце

Бецк, ЦБ (2010). Увод у структуру и развој биљака: анатомија биљака у двадесет првом веку. Цамбридге Университи Пресс.
Берг, ЈМ, Стриер, Л. и Тимоцзко, ЈЛ (2007). Биохемија. Преокренуо сам се.
Бланкенсхип, РЕ (2010). Рана еволуција фотосинтезе. Физиологија биљака, 154 (2), 434–438.
Цампбелл, НА (2001). Биологија: појмови и односи. Пеарсон Едуцатион.
Цоопер, ГМ и Хаусман, РЕ (2004). Ћелија: Молекуларни приступ. Медицинска наклада.
Цуртис, Х., Сцхнек, А. (2006). Позив на биологију. Панамерицан Медицал Ед.
Хохманн-Марриотт, МФ, и Бланкенсхип, РЕ (2011). Еволуција фотосинтезе. Годишњи преглед биљне биологије, 62, 515-548.
Хумпхреи, АМ (1980). Хлорофил. Хемија хране, 5 (1), 57–67. дои: 10.1016 / 0308-8146 (80) 90064-3
Коолман, Ј., и Рохм, КХ (2005). Биохемија: текст и атлас. Панамерицан Медицал Ед.
Лоцкхарт, ПЈ, Ларкум, АВ, Стеел, М., Вадделл, ПЈ, & Пенни, Д. (1996). Еволуција хлорофила и бактериоклорофила: проблем инвариантних места у анализи секвенци. Зборник радова Националне академије наука Сједињених Америчких Држава, 93 (5), 1930–1934. дои: 10.1073 / пнас.93.5.1930
Паладе, ГЕ, и Росен, ВГ (1986). Ћелијска биологија: основна истраживања и примене. Националне академије.
Посада, ЈОС (2005). Темељи за успостављање пашњака и крмних култура. Универзитет Антиокија.
Равен, ПХ, Еверт, РФ и Еицххорн, СЕ (1992). Биологија биљака (Вол. 2). Преокренуо сам се.
Садава, Д. и Пурвес, ВХ (2009). Живот: Наука о биологији. Панамерицан Медицал Ед.
Соуса, ФЛ, Схавит-Гриевинк, Л., Аллен, ЈФ, & Мартин, ВФ (2013). Еволуција гена биосинтезе хлорофила указује на умножавање гена фотосистема, а не на спајање фотосистема, у поређењу са фотосинтезом кисеоника. Биологија и еволуција генома, 5 (1), 200–216. дои: 10.1093 / гбе / евс127
Таиз, Л., Зеигер, Е. (2007). Физиологија биљака. Универзитет Јауме И.
Ксионг Ј. (2006). Фотосинтеза: која је боја настала? Биологија генома, 7 (12), 245. дои: 10.1186 / гб-2006-7-12-245

ХЛОРОФИЛ: КАРАКТЕРИСТИКЕ, СТРУКТУРА, ЛОКАЦИЈА, ВРСТЕ - БИОЛОГИЈА - 2025