Características de pigmentos fotossintéticos e tipos principais

O Pigmentos fotossintéticos São compostos químicos que absorvem e refletem certos comprimentos de onda da luz visível, o que os faz parecer "coloridos". Diferentes tipos de plantas, algas e cianobactérias têm pigmentos fotossintéticos, que absorvem diferentes comprimentos de onda e geram cores diferentes, principalmente verde, amarelo e vermelho.

Esses pigmentos são necessários para alguns organismos autotróficos, como plantas, porque os ajudam a tirar proveito de uma ampla gama de comprimentos de onda para produzir seus alimentos na fotossíntese. À medida que cada pigmento reage apenas com alguns comprimentos de onda, existem diferentes pigmentos que permitem capturar mais luz (fótons).

Pigmentos fotossintéticos são encontrados em plantas, algas e cianobactérias

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Características de pigmentos fotossintéticos

Como afirmado acima, os pigmentos fotossintéticos são elementos químicos responsáveis ​​por absorver a luz necessária para que o processo de fotossíntese possa ser gerado. Através da fotossíntese, a energia do sol se torna energia química e açúcares.

A luz solar é composta de vários comprimentos de onda, que têm cores diferentes e níveis de energia. Nem todos os comprimentos de onda são usados ​​igualmente na fotossíntese, e é por isso que existem diferentes tipos de pigmentos fotossintéticos.

Os organismos fotossintéticos contêm pigmentos que absorvem apenas os comprimentos de onda da luz visível e refletem outros. O conjunto de comprimentos de onda absorvido por um pigmento é o seu espectro de absorção.

Um pigmento absorve certos comprimentos de onda e aqueles que não os absorvem; A cor é simplesmente a luz refletida por pigmentos. Por exemplo, as plantas parecem verdes porque contêm muitas moléculas de clorofila A e B, que refletem a luz verde.

Tipos de pigmentos fotossintéticos

Pigmentos fotossintéticos podem ser divididos em três tipos: clorofilas, carotenóides e ficobilinas.

- Clorofilas

Vista do microscópio de cloroplasto, organelas que contêm clorofila

Clorofilas são pigmentos fotossintéticos verdes contendo um anel de porfirina em sua estrutura. Eles são moléculas estáveis ​​em forma de anel em torno de quais elétrons estão livres para migrar.

Como os elétrons se movem livremente, o anel tem o potencial de ganhar ou perder elétrons com facilidade e, portanto, tem o potencial de fornecer elétrons energizados a outras moléculas. Este é o processo fundamental pelo qual a clorofila "captura" a energia da luz solar.

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Tipos de clorofilas

Existem vários tipos de clorofila: A, B, C, D e E. Destes, apenas dois são encontrados nos cloroplastos das plantas superiores: clorofila A e clorofila b. O mais importante é a clorofila "A", porque está presente em plantas, algas e cianobactérias fotossintéticas.

Clorofilas de estrutura molecular: a, b e c

A clorofila "A" torna possível a fotossíntese porque transfere seus elétrons ativados para outras moléculas que fabricam açúcares.

Um segundo tipo de clorofila é a clorofila "B", que é apenas nas algas e plantas verdes de som. Por sua vez, a clorofila "C" é encontrada apenas nos membros fotossintéticos do Grupo Chromista, como no Dinoflagellados.

As diferenças entre as clorofilas desses grupos principais foram uma das primeiras amostras que elas não estavam tão intimamente relacionadas quanto se pensou anteriormente.

A quantidade de clorofila "B" é aproximadamente um quarto do conteúdo total de clorofila. Por sua vez, a clorofila “A” é encontrada em todas as plantas fotossintéticas, por isso é chamado de pigmento fotossintético universal. Eles também chamam de pigmento fotossintético primário porque executa a reação principal da fotossíntese.

De todos os pigmentos que participam da fotossíntese, a clorofila encontra um papel fundamental. Por esse motivo, o restante dos pigmentos fotossintéticos é conhecido como pigmentos acessórios.

O uso de pigmentos acessórios permite absorver uma ampla gama de comprimentos de onda e, portanto, capturar mais energia solar.

- Carotenóides

Carotenóides são outro grupo importante de pigmentos fotossintéticos. Estes absorvem luz violeta e azul esverdeado.

Os carotenóides fornecem as cores brilhantes que os frutos presentes; Por exemplo, o tomate vermelho se deve à presença de licopeno, o amarelo das sementes de milho é causado por zeaxantina e laranja de cascas de laranja é devido a β-caroteno.

O licopeno fornece a cor brilhante que os tomates vermelhos têm

Todos esses carotenóides são importantes para atrair animais e promover a dispersão de sementes de plantas.

Como todos os pigmentos fotossintéticos, os carotenóides ajudam a capturar luz, mas também cumprem outra função importante: eliminar o excesso de energia do sol.

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Assim, se uma folha receber uma grande quantidade de energia e essa energia não está sendo usada, esse excesso pode danificar as moléculas do complexo fotossintético. Os carotenóides participam da absorção do excesso de energia e ajudam a dissipá -la na forma de calor.

Os carotenóides geralmente são pigmentos vermelhos, laranja ou amarelos e incluem o composto de caroteno bem conhecido, que colorirá a cor. Esses compostos são formados por dois pequenos anéis de seis carbonos conectados por uma “cadeia” de átomos de carbono.

Como resultado de sua estrutura molecular, eles não se dissolvem na água, mas estão vinculados às membranas dentro da célula.

Os carotenóides não podem usar diretamente a energia da luz para a fotossíntese, mas devem transferir a energia absorvida para a clorofila. Por esse motivo, os pigmentos acessórios são considerados. Outro exemplo de um pigmento acessório muito visível é a fucoxantin, que dá cor marrom às algas e diatomáceas do mar.

Carotenóides podem ser classificados em dois grupos: Carotenos e Xantofilas.

Carotenos

Carotenos são compostos orgânicos amplamente distribuídos como pigmentos em plantas e animais. Sua fórmula geral é C40H56 e não contém oxigênio. Esses pigmentos são hidrocarbonetos insaturados; isto é, eles têm muitos títulos duplos e pertencem à série isopreideide.

Estrutura molecular do β-caroteno

Nas plantas, os carotenos ensinam flores amarelas, laranja ou vermelhas (calêndula), frutas (abóbora) e raízes (cenoura). Nos animais, eles são visíveis em gorduras (manteiga), gemas, penas (canário) e cascas (lagosta).

O caroteno mais comum é o β-caroteno, que é o precursor da vitamina A e é considerado muito importante para os animais.

Xantofilas

Xantofilas são pigmentos amarelos cuja estrutura molecular é semelhante à dos carotenos, mas com a diferença de que eles contêm átomos de oxigênio. Alguns exemplos são: C40H56O (criptoxantina), C40H56O2 (luteina, zeaxantina) e C40H56O6, que é o fucoxantino característico das algas marrons mencionadas acima.

Estrutura molecular da luteína

Geralmente, os carotenos têm uma cor mais laranja que Xantofilas. Carotenos e xanthofilas são solúveis em solventes orgânicos, como clorofórmio, éter etílico, entre outros. Carotenos são mais solúveis em dissulfeto de carbono em comparação com Xantofilas.

Funções carotenóides

- Carotenóides funcionam como pigmentos acessórios. Eles absorvem energia radiante na região média do espectro visível e o transferem para a clorofila.

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- Eles protegem os componentes do cloroplano de oxigênio gerados e liberados durante a fotólise da água. Os carotenóides coletam esse oxigênio através de suas ligações duplas e mudam sua estrutura molecular para um estado de menor energia (inofensiva).

- O estado excitado da clorofila reage com oxigênio molecular para formar um estado de oxigênio altamente prejudicial chamado oxigênio singleto. Os carotenóides impedem isso desligando o estado de excitação da clorofila.

- Tres Xantofilas (Violoxantino, Antheroxantine e Zeaxantine) participam da dissipação do excesso de energia, conversando -a em calor.

- Devido à sua cor, os carotenóides tornam flores e frutas visíveis para polinização e dispersão por animais.

- Ficobilinas 

Ficobilinas são pigmentos solúveis em água e, portanto, são encontrados no citoplasma ou no estroma do cloroplasto. Eles ocorrem apenas em cianobactérias e algas vermelhas (Rhodophyta).

Algas vermelhas (Rhodophyta)

As ficobilinas não são apenas importantes para os organismos que as usam para absorver a energia da luz, mas também são usados ​​como ferramentas de pesquisa.

Ao expor compostos como picocianina e fichoeritrina, eles absorvem a energia da luz e libera a fluorescência em uma faixa muito estreita de comprimentos de onda.

A luz produzida por essa fluorescência é tão distinta e confiável, que as ficobilinas podem ser usadas como "rótulos" químicos. Essas técnicas são amplamente utilizadas na pesquisa do câncer para "marcar" células tumorais.

Referências

1. Bianchi, t. E Canuel, e. (2011). Biomarcadores químicos em ecossistemas aquáticos (1ª ed.). Princeton University Press.
2. Evert, r. & Eichhorn, S. (2013). Raven Biology of Plants (8ª ed.). C. H. Freeman e editores da empresa.
3. Goldberg, d. (2010). Biologia AP de Barron (3ª ed.). Série Educacional de Barron, Inc.
4. Nobel, d. (2009). Fisiologia das plantas fisilmicais e ambientais (4ª ed.). Elsevier inc.
5. Pigmentos fotossintéticos. Recuperado de: UCMP.Berkeley.Edu
6. Renger, g. (2008). Processo primário de fotossíntese: princípios e aparelhos (IL. ed.) RSC Publishing.
7. Salomão, e., Berg, l. & Martin, D. (2004). Biologia (7ª ed.) Aprendizagem Cengage.