Clorofila: características, estrutura, localização, tipos - Ciência - 2023

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Clorofila: características, estrutura, localização, tipos - Ciência
Clorofila: características, estrutura, localização, tipos - Ciência

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o clorofila é um pigmento biológico, o que indica que é uma molécula capaz de absorver luz. Esta molécula absorve o comprimento de onda correspondente às cores violeta, azul e vermelha e reflete a luz da cor verde. Portanto, a presença de clorofila é responsável pela cor verde das plantas.

Sua estrutura consiste em um anel de porfirina com centro de magnésio e cauda hidrofóbica, denominado fitol. É necessário destacar a semelhança estrutural da clorofila com a molécula de hemoglobina.

A clorofila está localizada nos tilacóides, estruturas membranosas que se encontram no interior dos cloroplastos. Os cloroplastos são abundantes nas folhas e outras estruturas das plantas.

A principal função da clorofila é capturar a luz que será usada para conduzir as reações fotossintéticas. Existem diferentes tipos de clorofila - a mais comum é para - que diferem ligeiramente na sua estrutura e no seu pico de absorção, de forma a aumentar a quantidade de luz solar absorvida.


Perspectiva histórica

O estudo da molécula da clorofila data de 1818, quando foi descrita pela primeira vez pelos pesquisadores Pelletier e Caventou, que cunharam o nome de "clorofila". Mais tarde, em 1838, começaram os estudos químicos da molécula.

Em 1851, Verdeil propôs as semelhanças estruturais entre clorofila e hemoglobina. Para a época, essa semelhança era exagerada e presumia-se que um átomo de ferro também estava localizado no centro da molécula de clorofila. Mais tarde, foi confirmada a presença de magnésio como átomo central.

Os vários tipos de clorofila foram descobertos em 1882 por Borodin usando evidências fornecidas pelo microscópio.

Pigmentos

O que é luz

Um ponto chave para que os organismos vivos fotossintéticos tenham a capacidade de usar a energia da luz é a sua absorção. As moléculas que realizam esta função são chamadas pigmentos e eles estão presentes em plantas e algas.


Para entender melhor essas reações é necessário conhecer alguns aspectos relacionados à natureza da luz.

A luz é definida como um tipo de radiação eletromagnética, uma forma de energia. Essa radiação é entendida como onda e como partícula. Uma das características da radiação eletromagnética é o comprimento de onda, expresso como a distância entre duas cristas sucessivas.

O olho humano pode perceber o comprimento de onda variando de 400 a 710 nanômetros (nm = 10-9 m). Comprimentos de onda curtos estão associados a maiores quantidades de energia. A luz solar inclui a luz branca, que consiste em todos os comprimentos de onda na parte visível.

Em relação à natureza da partícula, os físicos descrevem os fótons como pacotes discretos de energia. Cada uma dessas partículas tem comprimento de onda e nível de energia característicos.

Quando um fóton atinge um objeto, três coisas podem acontecer: ele é absorvido, transmitido ou refletido.


Por que a clorofila é verde?

Nem todos os pigmentos se comportam da mesma maneira. A absorção de luz é um fenômeno que pode ocorrer em diferentes comprimentos de onda e cada pigmento tem um espectro de absorção específico.

O comprimento de onda absorvido determinará a cor na qual visualizaremos o pigmento. Por exemplo, se absorver luz em todo o seu comprimento, veremos o pigmento completamente preto. Aqueles que não absorvem todos os comprimentos, refletem o resto.

No caso da clorofila, ela absorve os comprimentos de onda correspondentes às cores violeta, azul e vermelho e reflete a luz verde. Esse é o pigmento que dá às plantas sua cor verde característica.

A clorofila não é o único pigmento na natureza

Embora a clorofila seja um dos pigmentos mais conhecidos, existem outros grupos de pigmentos biológicos, como os carotenóides, que apresentam tons avermelhados ou alaranjados. Portanto, eles absorvem luz em um comprimento de onda diferente da clorofila, servindo como uma tela de transferência de energia para a clorofila.

Além disso, alguns carotenóides têm funções fotoprotetoras: eles absorvem e dissipam a energia luminosa que pode danificar a clorofila; ou reagem com o oxigênio e formam moléculas oxidativas que podem danificar as estruturas celulares.

Características e estrutura

As clorofilas são pigmentos biológicos percebidos como verdes ao olho humano e que participam da fotossíntese. Nós os encontramos em plantas e outros organismos com a capacidade de transformar energia luminosa em energia química.

Quimicamente as clorofilas são porfirinas de magnésio. São bastante semelhantes à molécula de hemoglobina, responsável pelo transporte de oxigênio em nosso sangue. Ambas as moléculas diferem apenas nos tipos e localização dos grupos substituintes no anel tetrapirrólico.

O metal do anel de porfirina na hemoglobina é o ferro, enquanto na clorofila é o magnésio.

A cadeia lateral da clorofila é naturalmente hidrofóbica ou apolar e é composta por quatro unidades isoprenóides, denominadas fitol. Este é esterificado no grupo ácido propioico no anel número quatro.

Se a clorofila for submetida a um tratamento térmico, a solução adquire um pH ácido, levando à eliminação do átomo de magnésio do centro do anel. Se o aquecimento persistir ou a solução diminuir ainda mais seu pH, o fitol acabará se hidrolisando.

Localização

A clorofila é um dos pigmentos naturais mais amplamente distribuídos e é encontrada em diferentes linhagens de vida fotossintética. Na estrutura das plantas, encontramos principalmente nas folhas e outras estruturas verdes.

Se formos para uma visão microscópica, a clorofila é encontrada dentro das células, especificamente nos cloroplastos. Por sua vez, dentro dos cloroplastos existem estruturas formadas por membranas duplas chamadas tilacóides, que contêm clorofila em seu interior - junto com outras quantidades de lipídios e proteínas.

Os tilacóides são estruturas que se assemelham a vários discos ou moedas empilhados, e esse arranjo muito compacto é absolutamente necessário para a função fotossintética das moléculas de clorofila.

Em organismos procarióticos que realizam a fotossíntese, não existem cloroplastos. Por esse motivo, os tilacóides contendo pigmentos fotossintéticos são observados como parte da membrana celular, isolados dentro do citoplasma da célula, ou constroem uma estrutura na membrana interna - um padrão observado nas cianobactérias.

Tipos

Clorofila a

Existem vários tipos de clorofilas, que diferem ligeiramente na estrutura molecular e em sua distribuição nas linhagens fotossintéticas. Ou seja, alguns organismos contêm certos tipos de clorofila e outros não.

O principal tipo de clorofila é denominado clorofila a, e na linhagem da planta o pigmento carrega diretamente no processo fotossintético e transforma a energia luminosa em química.

Clorofila b

Um segundo tipo de clorofila é be também está presente nas plantas. Estruturalmente, ela difere da clorofila a porque esta última possui um grupo metil no carbono 3 do anel número II, e o tipo b contém um grupo formil nessa posição.

É considerado um pigmento acessório e, graças às diferenças estruturais, possui um espectro de absorção ligeiramente diferente da variante a. Como resultado dessa característica, eles diferem em sua cor: a clorofila a é verde-azulada eb é verde-amarelada.

A ideia desses espectros diferenciais é que as duas moléculas se complementem na absorção da luz e consigam aumentar a quantidade de energia luminosa que entra no sistema fotossintético (de forma que o espectro de absorção seja ampliado).

Clorofila c e d

Existe um terceiro tipo de clorofila, c, que encontramos em algas marrons, diatomáceas e dinoflagelados. No caso das algas cianófitas, elas apresentam apenas clorofila do tipo a. Por último, a clorofila d é encontrada em alguns organismos protistas e também nas cianobactérias.

Clorofila em bactérias

Existem várias bactérias com a capacidade de fotossintetizar. Nestes organismos existem clorofilas chamadas conjuntamente de bacterioclorofilas e, como as clorofilas dos eucariotos, são classificadas de acordo com as letras: a, b, c, d, e e g.

Historicamente, foi usada a ideia de que a molécula de clorofila apareceu primeiro no curso da evolução. Hoje em dia, graças à análise de sequência, foi proposto que a molécula ancestral da clorofila era provavelmente semelhante a uma bacterioclorofila.

Características

A molécula de clorofila é um elemento crucial nos organismos fotossintéticos, pois é responsável pela absorção da luz.

Na máquina necessária para realizar a fotossíntese, existe um componente chamado fotossistema. São dois e cada um é formado por uma "antena" encarregada de coletar a luz e um centro de reação, onde encontramos o tipo uma clorofila.

Os fotossistemas diferem principalmente no pico de absorção da molécula de clorofila: o fotossistema I tem um pico de 700 nm e o II a 680 nm.

Dessa forma, a clorofila consegue cumprir seu papel de captadora de luz, que graças a uma complexa bateria enzimática será transformada em energia química armazenada em moléculas como os carboidratos.

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