Clorofil·la

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca

La clorofil·la (del grec chloros, verd i phyllon, fulla) és una molècula present en les plantes, algues i cianobacteris relacionada en el procés de fotosíntesi.

Amb l'excepció de les algues cianofites està confinada en els cloroplasts.

L'estructura bàsica de la clorofil·la és un anell de porfirina (grup tetrapirrol cíclic) coordinat en un àtom central. És molt similar a l'estructura del grup hemo de l'hemoglobina (de la sang) amb la diferència que en aquesta l'àtom central és el ferro mentre que en la clorofil·la és el magnesi.

Clorofil·la ''a'' Clorofil·la ''b'' Clorofil·la ''c1'' Clorofil·la ''c2'' Clorofil·la ''d''
Fórmula molecular C55H72O5N4Mg C55H70O6N4Mg C35H30O5N4Mg C35H28O5N4Mg C54H70O6N4Mg
Grup C3 -CH=CH2 -CH=CH2 -CH=CH2 -CH=CH2 -CHO
Grup C7 -CH3 -CHO -CH3 -CH3 -CH3
Grup C8 -CH2CH3 -CH2CH3 -CH2CH3 -CH=CH2 -CH2CH3
Grup C17 -CH2CH2COO-Fitil -CH2CH2COO-Fitil -CH=CHCOOH -CH=CHCOOH -CH2CH2COO-Fitil
Enllaç C17-C18 Simple Simple Doble Doble Simple
Ocurrent Universal La majoria en plantes terrestres Diverses algues Diverses algues Cianobacteris
Estructures comunes de les clorofil·les a, b i d
Estructura comuna de les clorofil·les c1, i c2

Funció[modifica | modifica el codi]

La funció de les clorofil·les és l'absorció d'energia lluminosa en la fotosíntesi oxigènica.

El principal paper de les clorofil·les en la fotosíntesi és l'absorció de fotons de llum amb la conseqüent excitació d'un electró. Serveix per a transformar energia lumínica a energia química.

A més, la clorofil·la serveix també perquè la planta detecti d'on ve la llum i créixer en conseqüència (fototropisme)

Ecologia[modifica | modifica el codi]

La clorofil·la pot detectar-se fàcilment gràcies al seu comportament davant la llum. Mesurar òpticament la concentració de clorofil·la en una mostra d'aigua dóna poc treball|feina i permet una estimació suficient de la concentració de fitoplàncton (algues microscòpiques) i, indirectament, de l'activitat biològica; d'aquesta manera el mesurament de clorofil·la és un instrument important de vigilància dels processos d'eutrofització. La presència de clorofil·la és mesurada també per sistemes de teledetecció, que informen sobre la distribució de la producció primària, incloses les oscil·lacions estacionals i les fluctuacions interanuals. En aquesta forma el mesurament de la clorofil·la ajuda la investigació del canvi climàtic i ecològic a escala global (veure figura a la dreta).

Història[modifica | modifica el codi]

La clorofil·la va ser descoberta el 1817 pels químics francesos Pelletier i Caventou, que la van aconseguir aïllar de les fulles de les plantes. Pelletier va introduir els mètodes, basats en la utilització de dissolvents suaus, que van permetre per primera vegada aïllar no només la clorofil·la, sinó substàncies de gran importància farmacològica com la cafeïna, la coltxicina o la quinina.

Estructura química[modifica | modifica el codi]

L'estructura de la molècula de clorofil·la consta de dues parts: un anell de porfirina (substituïda amb petits grups enllaçats, substituents) i una cadena llarga anomenada fitol. L'anell de porfirina és una tetrapirrole, amb quatre anells pentagonals de pirrole enllaçats per a formar un anell més gran que és la porfirina. L'hemoglobina de la sang i altres proteïnes contenen també una porfirina, que en aquest altre cas constituïx el principal d'un grup hemo; i també es troba porfirina en l'estructura de la vitamina B12. El grup hemo conté un àtom de ferro (Fe); la porfirina de la clorofil·la duu en lloc equivalent un àtom de magnesi (Mg2+). L'absorció de determinats pics de l'espectre de radiació (veure gràfica més abaix) és una propietat de les molècules orgàniques que contenen dobles enllaços conjugats (dobles enllaços alternats amb enllaços simples); pot veure's en les fórmules desenvolupades contigües que l'anell porfirínic és ric en tals enllaços. El fitil (o resta de fitol; anomenem resta o residu a la part d'una molècula incorporada a l'estructura d'una altra de més gran) és una cadena hidrocarbonada amb restes de metil (-CH3) al llarg de la cadena. Té, com totes les cadenes orgàniques basades només en C i H, un caràcter hidròfob; és a dir, que repel·leix a l'aigua. La cadena del fitil serveix per a ancorar la molècula de clorofil·la en l'estructura anfipàtica dels complexos moleculars que resideixen les clorofil·les.

Localització en les cèl·lules[modifica | modifica el codi]

Les clorofil·les es troben en les membranes dels tilacoides, que en les cianobactèries són invaginacions de la membrana plasmàtica, i en els plasts de les cèl·lules eucariotes són vesícules distribuïdes pel seu interior. Les clorofil·les apareixen inserides a la membrana, a la qual s'ancoren per la cadena lateral constituïda per un grup de fitol, associades a proteïnes i altres pigments, amb els quals formen els fotosistemes. Cada fotosistema conté unes 200 molècules de clorofil·la, a més de pigments auxiliars, amb els quals constituïx el què es denomina antena. L'antena està formada per conjunts ordenats de molècules de clorofil·la, altres pigments i proteïnes, que es diuen complexos col·lectors de la llum. Només una molècula de clorofil·la a cada fotosistema converteix pròpiament l'energia radiant (llum) en energia química quan rep un fotó amb prou energia des de les molècules de l'antena, que la hi van passant.

Espectre d'absorció i color[modifica | modifica el codi]

Absorbància de les clorofil·les a i b a diferents longituds d'ona. Pot veure's que absorbeixen els colors dels extrems de l'arc de Sant Martí (cap al blau i el vermell), però no el verd, del qual procedeix el seu color. Les clorofil·les tenen típicament dos pics d'absorció a l'espectre visible, un a l'entorn de la llum blava (400-500 nm de longitud d'ona), i l'altre a la zona vermella de l'espectre (600-700 nm); no obstant això, reflecteixen la part mitja de l'espectre, la més nodrida i corresponent al color verd (500-600 nm). Aquesta és la raó per la qual les clorofil·les presenten color verd i el confereixen als organismes o a aquells teixits dotats de cloroplasts actius a les seves cèl·lules, així com als paisatges que formen. Fora de les plantes verdes, que són d'aquest color, les clorofil·les van acompanyades de grans quantitats de pigments auxiliars, principalment carotenoides i ficobilines, que presenten altres colors i dominen el conjunt i tenyeixen l'organisme de colors com el groc daurat típic dels cromòfits, o el vermell porpra de les algues vermelles.

Diversitat i distribució taxonòmica[modifica | modifica el codi]

Les diferents formes de la clorofil·la es distribuïxen desigualment en la diversitat dels fotosintetitzadors oxigènics. La taula següent presenta les diferents formes de la clorofil·la i un resum la seva distribució sistemàtica.

1. La clorofil·la, que es troba en tots els casos vinculada al centre actiu dels complexos moleculars, anomenats fotosistemes, que absorbeixen la llum durant la fotosíntesi, difereix de la clorofil·la b que el radical de la posició 3 del grup tetrapirrólico és -CH3 (llogo) en lloc de -CHO (carbonil). 2. La clorofil·la b caracteritza els plasts de les algues verdes i de les seves descendents, les plantes terrestres (regne Plantae). Aquests plasts, i els organismes que els porten, són de color verd. També es troben plasts verds en alguns grups de protists que han assimilat algues verdes unicel·lulars endosimbionts adquirint així plasts secundaris. Podem citar les euglenes, els cloraracniòfits i alguns dinoflagelats, com el Gymnodinium viride. També es troba en algunes cianobactèrias (les cloroxibactèries), que, per això, són de color verd planta en comptes de blavoses; fa algun temps se'ls va atribuir per aquest tret el caràcter d'avantpassats dels plasts verds, però després s'ha comprovat que és un caràcter adquirit independentment en diverses línies separades. 3. Les clorofil·les c1 i c2 són característiques d'un extens i divers clado de protists que coincideix més o menys amb el superfil Chromista i que inclou grups tan importants com les algues marrons, les diatomees o els haptòfits. 4. La clorofil·la d només s'ha conegut durant decennis per una observació aïllada i no repetida en un alga vermella. Després s'ha trobat en una cianobactèria (Acaryochloris marina), que sembla especialment apta per explotar llum vermella quan creix sota certes ascídies. En tot cas, no s'ha pas d'interpretar de la taula que la seva presència sigui una característica comuna de les algues vermelles. També es troben clorofil·les en animals que contenen dins de les seves cèl·lules o entre elles algues unicel·lulars (zooclorel·les i zooxantel·les). Gràcies a aquesta simbiosi la fotosíntesi contribuïx de manera significativa a la nutrició de coralls, tridacnes, nudibranquis i altres animals marins. No tots els organismes fotosintetizadors tenen clorofil·les. Els bacteris que no són cianobactèries tenen pigments molt distints anomenats bacterioclorofil·les.


A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Clorofil·la