Fotosentetik Pigmentlerin Özellikleri ve Ana Tipleri

fotosentetik pigmentler görünür ışığın belirli dalga boylarını emen ve yansıtan kimyasal bileşiklerdir ve bu da onları "renkli" gösterir. Farklı bitki türleri, algler ve siyanobakteriler farklı dalga boylarında absorbe eden ve çoğunlukla yeşil, sarı ve kırmızı olmak üzere farklı renkler üreten fotosentetik pigmentlere sahiptir..

Bu pigmentler, bitkiler gibi bazı ototrofik organizmalar için gereklidir, çünkü yiyeceklerini fotosentezde üretmeleri için geniş bir dalga boyu aralığından faydalanmalarına yardımcı olurlar. Her pigment sadece bazı dalga boylarında reaksiyona girdiğinden, daha fazla miktarda ışık (fotonlar) yakalayabilen farklı pigmentler vardır..

indeks

• 1 özellikleri
• 2 Fotosentetik pigment çeşitleri
  • 2.1 Klorofiller
  • 2.2 Karotenoidler
  • 2.3 Ficobilinler 
• 3 Kaynakça

özellikleri

Yukarıda belirtildiği gibi, fotosentetik pigmentler, gerekli ışığın emilmesinden sorumlu olan ve fotosentez işleminin üretilebileceği kimyasal elementlerdir. Fotosentez yoluyla, Güneş'in enerjisi kimyasal enerjiye ve şekere dönüştürülür..

Güneş ışığı, farklı renk ve enerji seviyelerine sahip çeşitli dalga boylarından oluşur. Tüm dalga boyları fotosentezde eşit olarak kullanılmaz, bu yüzden farklı tipte fotosentez pigmentleri vardır..

Fotosentetik organizmalar, yalnızca görünür ışığın dalga boylarını emen ve diğerlerini yansıtan pigmentler içerir. Bir pigment tarafından absorbe edilen dalga boyları kümesi, absorpsiyon spektrumu.

Bir pigment belirli dalga boylarını emer ve emmeyenler onları yansıtır; renk, sadece pigmentlerin yansıdığı ışıktır. Örneğin, bitkiler yeşil görünür çünkü yeşil ışığı yansıtan birçok klorofil a ve b molekülü içerirler..

Fotosentetik pigment çeşitleri

Fotosentetik pigmentler üç türe ayrılabilir: klorofiller, karotenoidler ve fikobilinler.

klorofil

Klorofiller, yapılarında bir porfirin halkası içeren yeşil fotosentetik pigmentlerdir. Etrafında elektronların göç etmekte serbest olduğu halka şeklindeki moleküllerdir..

Elektronlar serbestçe hareket ettiğinden, halka kolayca elektron kazanma veya kaybetme potansiyeline sahiptir ve bu nedenle diğer moleküllere enerji verilmiş elektronlar sağlama potansiyeline sahiptir. Bu, klorofilin güneş ışığının enerjisini "yakaladığı" temel işlemdir.

Klorofil çeşitleri

Birkaç tür klorofil vardır: a, b, c, d ve e. Bunlardan sadece iki tanesi yüksek bitkilerin kloroplastlarında bulunur: klorofil a ve klorofil b. Bunlardan en önemlisi, bitkilerde, alglerde ve fotosentetik siyanobakterilerde mevcut olduğu gibi, klorofil "a" dır..

Klorofil "a" fotosentezi mümkün kılar çünkü aktif elektronlarını şeker yapabilecek diğer moleküllere aktarır..

İkinci bir klorofil tipi, sadece yeşil algler ve bitkilerde bulunan klorofil "b" dir. Öte yandan, klorofil "c", dinoflagellatlarda olduğu gibi, sadece kromist grubun fotosentetik üyelerinde bulunur..

Bu ana grupların klorofilleri arasındaki farklılıklar, daha önce düşündükleri kadar yakın olmadıklarının ilk belirtilerinden biriydi..

Klorofil "b" miktarı, toplam klorofil içeriğinin yaklaşık dörtte biri kadardır. Klorofil "a" kısmı tüm fotosentetik bitkilerde bulunur, bu nedenle evrensel fotosentetik pigment olarak adlandırılır. Aynı zamanda birincil fotosentetik pigment olarak adlandırırlar çünkü fotosentezin birincil reaksiyonunu gerçekleştirir.

Fotosenteze katılan tüm pigmentlerden klorofil temel bir rol oynar. Bu nedenle fotosentetik pigmentlerin geri kalanı aksesuar pigmentler olarak bilinir..

Aksesuar pigmentlerin kullanımı daha geniş bir dalga boyu aralığının emilmesine izin verir ve bu nedenle güneş ışığından daha fazla enerji alır..

karotenoidler

Karotenoidler bir başka önemli fotosentetik pigment grubudur. Bunlar menekşe ve mavi-yeşil ışığı emer.

Karotenoidler meyvelerin sağladığı parlak renkleri sağlar; örneğin, domates kırmızısı, likopen varlığından kaynaklanır, mısır tohumlarının sarısı zeaksantinin neden olur ve portakal kabuğunun turuncu rengi β-karotenden kaynaklanır.

Bütün bu karotenoidler, hayvanları çekmek ve bitkinin tohumlarının dağılmasını teşvik etmek için önemlidir..

Tüm fotosentetik pigmentler gibi, karotenoidler ışığı yakalamaya yardımcı olur, ancak aynı zamanda önemli bir rol daha oynar: aşırı enerjiyi Güneşten alın.

Bu nedenle, bir yaprak çok miktarda enerji alırsa ve bu enerji kullanılmıyorsa, bu fazlalık fotosentetik kompleks moleküllerine zarar verebilir. Karotenoidler fazla enerjinin emilimine katılır ve onu ısı şeklinde dağıtmaya yardımcı olur.

Karotenoidler genellikle kırmızı, turuncu veya sarı pigmentlerdir ve havuçlara renk veren iyi bilinen karoten bileşiklerini içerir. Bu bileşikler, bir "karbon atomu zinciri" ile bağlanmış altı karbondan oluşan iki küçük halkadan oluşur..

Moleküler yapılarının bir sonucu olarak, suda çözünmezler, bunun yerine hücre içindeki zarlara bağlanırlar.

Karotenoidler ışığın enerjisini fotosentez için doğrudan kullanamazlar, ancak emilen enerjiyi klorofile aktarmaları gerekir. Bu nedenle aksesuar pigmentleri olarak kabul edilirler. Oldukça görünür bir aksesuar pigmentinin bir başka örneği deniz yosununa ve diatomlarına kahverengi renk veren fokoksantindir..

Karotenoidler iki gruba ayrılabilir: karotenoidler ve ksantofiller.

karotenler

Karotenler, bitkilerde ve hayvanlarda yaygın olarak pigment olarak dağılan organik bileşiklerdir. Genel formülü C40H56'dır ve oksijen içermez. Bu pigmentler doymamış hidrokarbonlardır; yani, birçok çift bağa sahiptir ve izoprenoid serisine aittir..

Bitkilerde karotenler çiçeklere (nergis), meyvelere (kabak) ve köklere (havuç) sarı, turuncu veya kırmızı renkler verir. Hayvanlarda yağlarda (tereyağı), yumurta sarısında, tüylerde (kanarya) ve kabuklarda (ıstakoz) görülür..

En yaygın karoten, A vitaminin öncüsü olan β-karotendir ve hayvanlar için çok önemlidir..

ksantofiller

Ksantofiller, moleküler yapısı karotenoidlerinkine benzeyen sarı pigmentlerdir, ancak oksijen atomları içermeleriyle aynıdır. Bazı örnekler: C40H56O (cryptoxanthin), C40H56O2 (lutein, zeaksantin) ve yukarıda belirtilen kahverengi alglerin karakteristik fokoksantini olan C40H56O6.

Genel olarak, karotenoidler, ksantofillerden daha turuncu bir renge sahiptir. Hem karotenoidler hem de ksantofiller, diğerleri arasında kloroform, etil eter gibi organik çözücülerde çözünür. Karotenler, ksantofillerle karşılaştırıldığında karbon disülfürde daha fazla çözünür.

Karotenoidlerin fonksiyonları

- Karotenoidler aksesuar pigmentleri olarak işlev görür. Görünür spektrumun orta bölgesindeki radyan enerjiyi absorbe edin ve klorofile aktarın.

- Kloroplast bileşenlerini suyun fotolizi sırasında üretilen ve salınan oksijenden korurlar. Karotenoidler bu oksijeni çift bağlarından toplarlar ve moleküler yapılarını daha düşük enerji durumuna (zararsız) dönüştürürler..

- Heyecanlı klorofil durumu, singlet oksijen adı verilen oldukça zararlı bir oksijen durumu oluşturmak için moleküler oksijen ile reaksiyona girer. Karotenoidler, klorofilin uyarılma durumunu kapatarak bunu önler.

- Üç ksantofil (violoxanthin, antheroxanthin ve zeaxanthin), fazla enerjinin ısıya dönüştürülmesiyle dağılır..

- Karotenoidleri renklerinden dolayı çiçeklerin ve meyvelerin tozlaşma ve hayvanlar tarafından dağılma için görünür olmasını sağlar.

fikobilin 

Fikobilinler, suda çözünür pigmentlerdir ve bu nedenle, kloroplastın sitoplazmasında veya stromasında bulunurlar. Sadece siyanobakterilerde ve kırmızı alglerde görülürler (Rhodophyta).

Ficobilinler, ışığın enerjisini emmek için onları kullanan organizmalar için önemli değildir, aynı zamanda araştırma aracı olarak da kullanılırlar..

Psikosiyanin ve fikoeritrin gibi yoğun ışık bileşiklerine maruz kaldıklarında, ışığın enerjisini emerler ve çok dar dalga boylarında floresan yayarlar..

Bu flüoresansın ürettiği ışık, fikobilinlerin kimyasal "etiketler" olarak kullanılabilecekleri kadar ayırt edici ve güvenilirdir. Bu teknikler kanser araştırmalarında tümör hücrelerini "etiketlemek" için yaygın olarak kullanılmaktadır..

referanslar

1. Bianchi, T. ve Canuel, E. (2011). Su Ekosistemlerinde Kimyasal Biyobelirteçler (1. basım). Princeton Üniversitesi Basını.
2. Evert, R. ve Eichhorn, S. (2013). Kuzgun Bitki Biyolojisi (8. basım). W. H. Freeman ve Şirket Yayıncıları.
3. Goldberg, D. (2010). Barron'un AP Biyolojisi (3. baskı). Barron'un Eğitim Serisi, Inc.
4. Nobel, D. (2009). Fizikokimyasal ve Çevresel Bitki Fizyolojisi (4. basım). Elsevier Inc.
5. Fotosentetik Pigmentler. Alınan: ucmp.berkeley.edu
6. Renger, G. (2008). Fotosentezin Temel İşlemleri: İlkeleri ve Aparatları (IL ed.) RSC Yayıncılık.
7. Solomon, E., Berg, L. ve Martin, D. (2004). biyoloji (7. basım) Cengage Learning.