La clorofila a es una forma específica de clorofila utilizada en la fotosíntesis oxigenada . Absorbe la mayor parte de la energía de las longitudes de onda de la luz violeta-azul y naranja-roja, y absorbe mal las porciones verdes y casi verdes del espectro. [3] La clorofila no refleja la luz, pero los tejidos que contienen clorofila se ven verdes porque la luz verde, reflejada de manera difusa por estructuras como las paredes celulares, se enriquece con la luz reflejada. [4] Este pigmento fotosintético es esencial para la fotosíntesis en eucariotas , cianobacterias y proclorofitos.debido a su papel como donante primario de electrones en la cadena de transporte de electrones . [5] La clorofila a también transfiere energía de resonancia en el complejo de la antena , que termina en el centro de reacción donde se encuentran las clorofilas específicas P680 y P700 . [6]
Nombres | |
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Nombre IUPAC Clorofila a | |
Nombre IUPAC sistemático Magnesio [metil (3 S , 4 S , 21 R ) -14-etil-4,8,13,18-tetrametil-20-oxo-3- (3-oxo-3 - {[(2 E , 7 R , 11 R ) -3,7,11,15-tetrametil-2-hexadecen-1-il] oxi} propil) -9-vinil-21-forbinacarboxilatato (2 -) - κ 2 N , N '] | |
Otros nombres α-clorofila | |
Identificadores | |
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Modelo 3D ( JSmol ) | |
ChemSpider | |
Tarjeta de información ECHA | 100.006.852 |
Número CE |
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PubChem CID | |
Número RTECS |
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UNII | |
Tablero CompTox ( EPA ) | |
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Propiedades | |
C 55 H 72 Mg N 4 O 5 | |
Masa molar | 893,509 g · mol −1 |
Apariencia | Verde |
Olor | Inodoro |
Densidad | 1,079 g / cm 3 [1] |
Punto de fusion | ~ 152,3 ° C (306,1 ° F; 425,4 K) [2] se descompone [1] |
Insoluble | |
Solubilidad | Muy soluble en etanol , éter Soluble en ligroína , [2] acetona , benceno , cloroformo [1] |
Absorbancia | Ver texto |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
verificar ( ¿qué es ?) | |
Referencias de Infobox | |
Distribución de 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 oxigenados usan 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 usan 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 oxigenada, en la que se produce oxígeno durante las reacciones lumínicas de la fotosíntesis .
Estructura molecular
La estructura molecular de la clorofila a consiste en un anillo de cloro , cuyos cuatro átomos de nitrógeno rodean un átomo de magnesio central, y tiene varias otras cadenas laterales unidas y una cola de hidrocarburo .
Anillo de cloro
La clorofila a contiene un ión de magnesio encerrado en una gran estructura de anillo conocida como clorina . El anillo de cloro es un compuesto heterocíclico derivado del pirrol . Cuatro átomos de nitrógeno del cloro 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 sencillos, lo que provoca variaciones en la absorción de luz. [9]
Cadenas laterales
Las cadenas laterales están unidas al anillo de cloro de las diversas moléculas de clorofila. Diferentes cadenas laterales caracterizan cada tipo de molécula de clorofila y 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 aldehído en lugar de un grupo metilo en la posición C-7. [11]
Cola de hidrocarburos
La clorofila a tiene una cola hidrófoba larga, que ancla la molécula a otras proteínas hidrófobas en la membrana tilacoide del cloroplasto . [5] Una vez separada del anillo de porfirina, esta larga cola de hidrocarburo 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.
Biosíntesis
La vía biosintética de la clorofila a utiliza una variedad de enzimas . [12] En la mayoría de las plantas, la clorofila se deriva del glutamato y se sintetiza a lo largo de una vía ramificada que se comparte con el hemo y el sirohema . [13] [14] [15] Los pasos iniciales incorporan ácido glutámico en ácido 5-aminolevulínico (ALA); A continuación, dos moléculas de ALA se reducen a porfobilinógeno (PBG) y se acoplan cuatro moléculas de PBG, formando protoporfirina IX. [8]
La clorofila sintasa [16] es la enzima que completa la biosíntesis de la clorofila a [17] [18] catalizando la reacción EC 2.5.1.62
- clorofiluro a + difosfato de fitilo clorofila a + difosfato
Esto forma un éster del grupo ácido carboxílico en el clorofiluro a con el fitol de alcohol diterpénico de 20 carbonos .
Reacciones de la fotosíntesis.
Absorbancia de luz
Espectro de luz
La clorofila a absorbe la luz dentro de las longitudes de onda violeta , azul y roja, mientras que refleja principalmente el verde . Esta reflectancia le da a la clorofila su apariencia verde. 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 poca luz, las plantas producen una mayor proporción de moléculas de clorofila b a clorofila a , lo que aumenta el rendimiento fotosintético. [10]
Reunión de luz
La absorción de luz por los pigmentos fotosintéticos convierte los fotones en energía química. La energía luminosa que irradia 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 que se muestra como círculos amarillos. [6] Luego transfiere la luz capturada de un pigmento al siguiente como energía de resonancia, pasando energía de un pigmento a otro hasta alcanzar las moléculas especiales de clorofila a en el centro de reacción. [10] Estos clorofila especial a moléculas están situadas en ambos fotosistema II y Fotosistema I . Se les conoce como P680 para Photosystem II y P700 para Photosystem I. [19] P680 y P700 son los principales donantes de electrones a la cadena de transporte de electrones. Estos dos sistemas son diferentes en sus potenciales redox para la oxidación de un electrón. La E m para P700 es aproximadamente 500 mV, mientras que la E m para P680 es aproximadamente 1,100-1,200 mV. [19]
Donación primaria de electrones
La clorofila a es muy importante en la fase energética de la fotosíntesis. Es necesario pasar dos electrones a un aceptor de electrones para que continúe el proceso de fotosíntesis. [5] Dentro de los centros de reacción de ambos fotosistemas hay un par de moléculas de clorofila a que pasan electrones a la cadena de transporte a través de reacciones redox . [19]
Ver también
- Proteína recolectora de luz del fotosistema II
- Clorofila b , otra sustancia química relacionada
- Clorofila c , un pigmento accesorio de la clorofila
Referencias
- ^ a b c Anatolievich KR. "Clorofila a " . chemister.ru . Archivado desde el original el 29 de noviembre de 2014 . Consultado el 23 de agosto de 2014 .
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- ^ "Fotosíntesis" . Archivado desde el original el 28 de noviembre de 2009.
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enlaces externos
- Zeiger & Taiz 2006 , Tema 7.11: Biosíntesis de clorofila