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Articulo de referencia

Clorofila a

2 ''N'',''N''′]"},"OtherNames":{"wt":"α-Chlorophyll"},"Section1":{"wt":"{{Chembox Identifiers\n| CASNo = 479-61-8\n| CASNo_Ref = {{cascite|changed|CAS}}\n| PubChem = 6433192\n| ...

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La clorofila a es una forma específica de clorofila utilizada en la fotosíntesis oxigénica . Absorbe la mayor parte de la energía de las longitudes de onda de luz violeta-azul y naranja-roja, y absorbe poco las porciones verdes y casi verdes del espectro. [ 3 ] La clorofila no refleja la luz, pero los tejidos que la contienen parecen verdes porque la luz verde se refleja difusamente en estructuras como las paredes celulares. [ 4 ] Este pigmento fotosintético es esencial para la fotosíntesis en eucariotas , cianobacterias y proclorofitas debido a su función como donador primario de electrones en la cadena de transporte de electrones . [ 5 ] La clorofila a también transfiere energía de resonancia en el complejo antena , terminando en el centro de reacción donde se encuentran las clorofilas específicas P680 y P700 . [ 6 ]

Distribución de la clorofila a

La clorofila a es esencial para que la mayoría de los organismos fotosintéticos liberen energía química , pero no es el único pigmento que se puede utilizar para la fotosíntesis. Todos los organismos fotosintéticos oxigénicos utilizan clorofila a , pero difieren en pigmentos accesorios como la clorofila b . [ 5 ] La clorofila a también se puede encontrar en cantidades muy pequeñas en las bacterias verdes del azufre , un fotoautótrofo anaeróbico . [ 7 ] Estos organismos utilizan bacterioclorofila y algo de clorofila a , pero no producen oxígeno. [ 7 ] La fotosíntesis anoxigénica es el término que se aplica a este proceso, a diferencia de la fotosíntesis oxigénica , donde el oxígeno se produce durante las reacciones luminosas de la fotosíntesis .

Estructura molecular

La estructura molecular de la clorofila a consiste en un anillo de clorina , cuyos cuatro átomos de nitrógeno rodean un átomo central de magnesio , y tiene varias otras cadenas laterales unidas y una cola de hidrocarburo formada por un éster de fitol .

anillo de cloro

Clorina , la estructura anular central de la clorofila a

La clorofila a contiene un ion magnesio encapsulado en una gran estructura anular conocida como clorina . El anillo de clorina es un compuesto heterocíclico derivado del pirrol . Cuatro átomos de nitrógeno de la clorina rodean y se unen al átomo de magnesio. El centro de magnesio define de forma única la estructura como una molécula de clorofila. [ 8 ] El anillo de porfirina de la bacterioclorofila está saturado y carece de alternancia de enlaces dobles y simples, lo que provoca variaciones en la absorción de la luz. [ 9 ]

Cadenas laterales

El CH 3 recuadrado en verde es el grupo metilo en la posición C-7 de la clorofila a.

Las cadenas laterales se unen al anillo de clorina de las distintas moléculas de clorofila. Cada tipo de molécula de clorofila se caracteriza por diferentes cadenas laterales, lo que altera el espectro de absorción de la luz. [ 10 ] [ 11 ] Por ejemplo, la única diferencia entre la clorofila a y la clorofila b es que la clorofila b tiene un grupo aldehído en lugar de un grupo metilo en la posición C-7. [ 11 ]

Cola de hidrocarburo

El éster fitólico de la clorofila a (R en el diagrama) es una larga cola hidrofóbica que ancla la molécula a otras proteínas hidrofóbicas en la membrana tilacoide del cloroplasto . [ 5 ] Una vez separado del anillo de porfirina, el fitólico se convierte en el precursor de dos biomarcadores , pristano y fitano , que son importantes en el estudio de la geoquímica y la determinación de fuentes de petróleo. [ 12 ]

Biosíntesis

La vía biosintética de la clorofila a utiliza una variedad de enzimas . [ 13 ] En la mayoría de las plantas, la clorofila se deriva del glutamato y se sintetiza a lo largo de una vía ramificada que comparte con el hemo y el sirohemo . [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] Los pasos iniciales incorporan ácido glutámico en ácido 5-aminolevulínico (ALA); luego, dos moléculas de ALA se reducen a porfobilinógeno (PBG), y cuatro moléculas de PBG se acoplan, formando protoporfirina IX. [ 8 ]

La clorofila sintasa [ 17 ] es la enzima que completa la biosíntesis de la clorofila a [ 18 ] [ 19 ] catalizando la reacción EC 2.5.1.62

clorofilida a + fitil difosfato⇌{\displaystyle \rightleftharpoons }clorofila a + difosfato

Esto forma un éster del grupo ácido carboxílico en la clorofilida a con el alcohol diterpénico de 20 carbonos fitol .

Reacciones de la fotosíntesis

Absorbancia de la luz

espectro de luz

Espectro de absorción de la clorofila a y la clorofila b . El uso conjunto de ambas aumenta la absorción de luz para la producción de energía.

La clorofila a absorbe la luz en las longitudes de onda violeta , azul y roja . Los pigmentos fotosintéticos accesorios amplían el espectro de luz absorbida, aumentando el rango de longitudes de onda que se pueden utilizar en la fotosíntesis. [ 5 ] La adición de clorofila b junto a la clorofila a extiende el espectro de absorción . En condiciones de baja luminosidad, las plantas producen una mayor proporción de moléculas de clorofila b con respecto a las de clorofila a , lo que aumenta el rendimiento fotosintético. [ 10 ]

captación de luz

El complejo antena con transferencia de energía dentro de la membrana tilacoide de un cloroplasto. La clorofila a en el centro de reacción es el único pigmento que transfiere electrones potenciados a un aceptor (modificado de 2).

La absorción de luz por los pigmentos fotosintéticos convierte los fotones en energía química. La energía luminosa que incide sobre el cloroplasto golpea los pigmentos de la membrana tilacoide y excita sus electrones. Dado que las moléculas de clorofila a solo capturan ciertas longitudes de onda, los organismos pueden usar pigmentos accesorios para capturar un rango más amplio de energía luminosa, representado por los círculos amarillos. [ 6 ] Luego, transfiere la luz capturada de un pigmento a otro como energía de resonancia, pasando la energía de un pigmento a otro hasta alcanzar las moléculas especiales de clorofila a en el centro de reacción. [ 10 ] Estas moléculas especiales de clorofila a se encuentran tanto en el fotosistema II como en el fotosistema I. Se conocen como P680 para el fotosistema II y P700 para el fotosistema I. [ 20 ] P680 y P700 son los principales donantes de electrones a la cadena de transporte de electrones. Estos dos sistemas difieren en sus potenciales redox para la oxidación de un electrón. El E m para P700 es aproximadamente 500 mV, mientras que el E m para P680 es aproximadamente 1100-1200 mV. [ 20 ]

Donación primaria de electrones

La clorofila a es muy importante en la fase energética de la fotosíntesis. Se necesitan dos electrones que se transfieren a un aceptor de electrones para que el proceso de fotosíntesis se lleve a cabo. [ 5 ] Dentro de los centros de reacción de ambos fotosistemas hay un par de moléculas de clorofila a que transfieren electrones a la cadena de transporte mediante reacciones redox . [ 20 ]

Océano

La concentración de clorofila A se utiliza como índice de la biomasa del fitoplancton. En el océano, todo el fitoplancton contiene el pigmento clorofila, que tiene un color verdoso.

El fitoplancton son organismos microscópicos que viven en ambientes acuáticos, y los cambios en su cantidad indican variaciones en la productividad del océano. El fitoplancton puede verse afectado indirectamente por factores climáticos, como los cambios en la temperatura del agua y los vientos superficiales. [ 21 ]

Véase también

Referencias

  1. 1 2 3 Anatolievich KR. "Clorofila a " . chemister.ru . Archivado del original el 29-11-2014 . Recuperado el 23-08-2014 .
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  3. ↑ "Fotosíntesis" . Archivado del original el 28 de noviembre de 2009.
  4. ↑ Virtanen O, Constantinidou E, Tyystjärvi E (diciembre de 2020). "La clorofila no refleja la luz verde: cómo corregir una idea errónea" . Journal of Biological Education . 56 (5): 552– 559. doi : 10.1080/00219266.2020.1858930 .
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