Chlorofil.html |
| | | ca | | | de | | | en | | | es | | | fr | | | it | | | nl | | | no | | | pl | | | pt | | | ru | | | ro | | | fi | | | sv | | | tr | | | vo | | |
| |  |
 |
Przeprowadzana jest gruntowna przebudowa tego artykułu. Pomoc jest mile widziana. Wikipedysta Pisum. |
Chlorofil – grupa organicznych związków chemicznych obecnych w roślinach, algach (glonach) i bakteriach fotosyntetyzujących (np.: sinice). Funkcją chlorofili w organizmach przeprowadzających fotosyntezę jest wychwytywanie kwantów światła i przekazywanie energii wzbudzenia do centrum reakcji fotoukładu skąd wybijane są elektrony, spożytkowane następnie w dalszych etapach fotosyntezy. Znaczna zawartość chlorofili w organizmach fotosyntetyzujących jest odpowiedzialna za ich zieloną barwę. Zielony kolor chlorofilu spowodowany jest wysoką absorpcją w czerwonej i niebieskiej części spektrum światła, a niską absorpcją w zielonej części spektrum światła (długość fali 500-600 nm). Wyróżnia się wiele rodzajów chlorofili. Najbardziej rozpowszechnione w przyrodzie to chlorofil a i chlorofil b występujące u wszystkich roślin przeprowadzających fotosyntezę. Chlorofile c i d występują jedynie u części glonów. U prokariontów zdolnych do przeprowadzania fotosyntezy mogą występować chlorofil a u sinic oraz wiele rodzajów bakteriochlorofili oznaczanych literami od a do g.
Spis treści |
edytuj Budowa chlorofili
Cząsteczka każdego chlorofilu zbudowana jest z pochodnej porfiryny określanej feoporofiryną. Feoporofiryna to pięciopierścieniowa porfiryna z różnymi podstawnikami. Cztery z pierścieni to pierścienie pirolowe, a piąty pierścień tworzą same atomy węgla. Wiązania pomiędzy atomami tworzącymi pierścienie to nasypujące po sobie wiązania pojedyncze i podwójne składające się na układ wiązań sprzężonych. Centralne miejsce w układzie porfiryny zajmuje atom magnezu łączący się z atomami azotu każdego z pierścieni. U większość chlorofili (poza chlorofilami c) feoporfiryna łączy się poprzez wiązanie estrowe z alkoholem o 20 atomach węgla - fitolem. Porfiryna tworząca kompleks z magnezem posiada zdolność do absorpcji promieniowania elektromagnetycznego w zakresie widzialnym. Przyłączony alkohol izoprenowy nie wpływa znacząco na zdolność absorpcji światła. Jego rolą jest tworzenie hydrofobowego fragmenty cząsteczki łączącego chlorofil z błonach białkowo-lipidowych. Obecność magnezu wpływa na zdolność agregacji cząsteczek chlorofilu co ułatwia przekazywanie energii wzbudzenia pomiędzy cząsteczkami. Do układu porfiryny w różnych miejscach przyłączone są dodatkowe grupy. Wpływają one na niewielkie zmiany zdolności absorpcji kwantów światła przez poszczególne rodzaje chlorofili. W zależności od rodzaju podstawników układu porfirynowego wyróżniania się następujące typy chlorofilu:
| Chlorofil a | Chlorofil b | Chlorofil c1 | Chlorofil c2 | Chlorofil d | |
|---|---|---|---|---|---|
| Wzór sumaryczny | C55H72O5N4Mg | C55H70O6N4Mg | C35H30O5N4Mg | C35H28O5N4Mg | C54H70O6N4Mg |
| grupa w pozycji C3 | -CH=CH2 | -CH=CH2 | -CH=CH2 | -CH=CH2 | -CHO |
| grupa w pozycji C7 | -CH3 | -CHO | -CH3 | -CH3 | -CH3 |
| grupa w pozycji C8 | -CH2CH3 | -CH2CH3 | -CH2CH3 | -CH=CH2 | -CH2CH3 |
| grupa w pozycji C17 | -CH2CH2COO-fitol | -CH2CH2COO-fitol | -CH=CHCOOH | -CH=CHCOOH | -CH2CH2COO-fitol |
| Wiązanie C17-C18 | Pojedyncze | Pojedyncze | Podwójne | Podwójne | Pojedyncze |
| Występowanie | Eukariota + sinice | Rośliny + cześć glonów (prazynofity, eugleniny, zielenice właściwe) | Brunatnice | Brunatnice | Krasnorosty |
Numeracja atomów węgla patrz "układ porfirynowy"
|
|
|
|
|
Dwa najpowszechniej występujące chlorofile, chlorofil a — niebieskozielony, chlorofil b — żółtozielony, stanowią przeważającą większość masy wszystkich barwników w organie fotosyntetyzującym.
edytuj Absorpcja kwantów energii przez chlorofile
Kompleks porfirynowo-magnezowy jest światłoczuły i po zaabsorbowaniu kwantu światła ulega wzbudzeniu. Stan wzbudzenia przekazywany jest przez kolejne cząsteczki chlorofilu do centrum reakcji – cząsteczki chlorofilu w specyficznym otoczeniu białkowym. Z chlorofilu stanowiącego centrum reakcji elektron jest wybijany i następnie przechwytywany przez kolejnych pośredników zlokalizowanych w obrębie fotosystemów, a następnie na kolejne przekaźniki w obrębie błony tylakoidów. Transport elektronów w błonach tylakoidów jest konieczny do wytworzenia NADPH (tzw. "siły redukcyjnej") oraz gradientu protonowego w poprzek błony, niezbędnego do produkcji ATP przez chloroplastową syntazę ATP.
W chloroplastach, chlorofil wchodzi w skład większych kompleksów barwnikowo-białkowych (tak zwanych fotosystemów oraz układów antenowych).
Stosunki ilościowe chlorofili w roślinach zależą między innymi od warunków siedliskowych: rośliny cieniolubne (cienioznośne) mają więcej chlorofilu b, rośliny światłolubne (światłożądne) — chlorofilu a.
Chlorofile są dobrze rozpuszczalne w rozpuszczalnikach organicznych (aceton itp.) i tłuszczach, a praktycznie nierozpuszczalne w wodzie. Chlorofile w roztworach wykazują silną fluorescencję. Fluorescencja chlorofili in vivo zależy od stanu funkcjonalnego układu fotosyntetycznego, i jest wykorzystywana do pomiarów parametrów wydajności fotosyntezy (metoda PAM, ang. Pulse Amplitude Modulated chlorophyll fluorescence).
edytuj Synteza chlorofili
edytuj Zobacz też
Barwniki fotosyntetyczne to, oprócz chlorofili, również karotenoidy i fikobiliny.
edytuj Bibliografia
- Alicja Szweykowska: Fizjologia roślin. Poznań: Wydawnictwo Naukowe UAM, 1997.
Zobacz też: przegląd zagadnień z zakresu biologii
E100 • E101 • E101a • E102 • E103 • E104 • E105 • E106 • E107 • E110 • E111 • E120 • E121 • E122 • E123 • E124 • E125 • E126 • E127 • E128 • E129 • E130 • E131 • E132 • E133 • E140 • E141 • E142 • E150a • E150b • E150c • E150d • E151 • E152 • E153 • E154 • E155 • E160a • E160b • E160c • E160d • E160e • E160f • E161a • E161b • E161c • E161d • E161e • E161f • E161g • E162 • E163 • E170 • E171 • E172 • E173 • E174 • E175 • E180 • E181