Clorofila
Vista microscópica de los cloroplastos, los cuales contienen la clorofila, presentes en una hoja de planta.
Las clorofilas (del griego χλωρος, chloros, "verde", y φύλλον, fýlon, "hoja")[1] son una familia de pigmentos de color verde que se encuentran en las cianobacterias y en todos aquellos organismos que contienen cloroplastos o membranas tilocoidales en sus células, lo que incluye a las plantas y a las diversas algas. La clorofila es una biomolécula extremadamente importante, crítica en la fotosíntesis, proceso que permite a las plantas y algas producir energía a partir de la luz solar.
Índice
1 Historia
2 Descripción
3 Estructura química de la molécula de clorofila
4 Localización en las células
5 Espectro de absorción y color
6 Diversidad y distribución taxonómica
7 Ecología
8 Véase también
9 Referencias
10 Enlaces externos
Historia
La clorofila fue descubierta en 1817 por los químicos franceses Pelletier (1788-1842) y Caventou (1795-1877), que consiguieron aislarla de las hojas de las plantas.[2] Pelletier introdujo los métodos, basados en la utilización de disolventes suaves, que permitieron por primera vez aislar no solo la clorofila, sino sustancias de gran importancia farmacológica como la cafeína, la colchicina o la quinina.
Descripción
Las clorofilas son un grupo de pigmentos que se encuentran en aquellos organismos eucariontes que poseen cloroplastos (plantas, algas) y en algunos procariotas: bacterias que no poseen cloroplastos (cianobacterias, bacterias verdes y púrpuras), y cuyos pigmentos se encuentran en sistemas de membrana internos: (vesículas, lamelas, cromatóforos), pertenecientes a los dominios Eubacteria y Eucarya.
Estructura química de la molécula de clorofila
Clorofila tipo a
La estructura de las moléculas de clorofila tiene dos partes: un anillo de porfirina que contiene magnesio y cuya función es absorber luz, y una cadena hidrófoba de fitol cuya función es mantener la clorofila integrada en la membrana fotosintética.
Localización en las células
Las clorofilas se encuentran en las membranas de los tilacoides, que en las cianobacterias son invaginaciones de la membrana plasmática, y en los plastos de las células eucarióticas son vesículas distribuidas por su interior. Las clorofilas aparecen insertas en la membrana, a las que se anclan por la cadena lateral constituida por un resto de fitol, asociadas a proteínas y otros pigmentos, con los que forman los fotosistemas.
Cada fotosistema contiene alrededor de 200 moléculas de clorofila, además de pigmentos auxiliares, con los que constituye la llamada antena. La antena está formada por conjuntos ordenados de moléculas de clorofila, otros pigmentos y proteínas, que se llaman complejos colectores de la luz. Sólo una molécula de clorofila a en cada fotosistema convierte propiamente la energía radiante (luz) en energía química, cuando recibe un fotón con energía suficiente desde las moléculas de la antena, que se la van pasando.
Espectro de absorción y color
Absorbción de las clorofilas a y b a distintas longitudes de onda. Puede verse que absorben los colores de los extremos del arco iris (hacia el azul y el rojo), pero no el verde, de lo que procede su color.
Las clorofilas tienen típicamente dos tipos de absorción en el espectro visible, uno en el entorno de la luz azul (400-500 nm de longitud de onda), y otro en la zona roja del espectro (600-700 nm); sin embargo reflejan la parte media del espectro, la más nutrida y correspondiente al color verde (500-600 nm). Esta es la razón por la que las clorofilas tienen color verde y se lo confieren a los organismos, o a aquellos tejidos, que tienen cloroplastos activos en sus células, así como a los paisajes que forman.
Diversidad y distribución taxonómica
Las distintas formas de la clorofila se distribuyen desigualmente en la diversidad de los fotosintetizadores oxigénicos. La tabla siguiente presenta las diferentes formas de la clorofila y resumen su distribución sistemática.[3]
| Clorofila a | Clorofila b | Clorofila c1 | Clorofila c2 | Clorofila d | clorofila f | |
|---|---|---|---|---|---|---|
Fórmula empírica | C55H72O5N4Mg | C55H70O6N4Mg | C35H30O5N4Mg | C35H28O5N4Mg | C54H70O6N4Mg | C55H70O6N4Mg |
| Grupo C2 | -CH3 | -CH3 | -CH3 | -CH3 | -CH3 | -CHO |
| Grupo C3 | -CH=CH2 | -CH=CH2 | -CH=CH2 | -CH=CH2 | -CHO | -CH=CH2 |
| Grupo C7 | -CH3 | -CHO | -CH3 | -CH3 | -CH3 | -CH3 |
| Grupo C8 | -CH2CH3 | -CH2CH3 | -CH2CH3 | -CH=CH2 | -CH2CH3 | -CH2CH3 |
| Grupo C17 | -CH2CH2COO-Phytyl | -CH2CH2COO-Phytyl | -CH=CHCOOH | -CH=CHCOOH | -CH2CH2COO-Phytyl | -CH2CH2COO-Phytyl |
| Enlace C17-C18 | Simple | Simple | Doble | Doble | Simple | Simple |
| Distribución | Universal (plantas y algas) | plantas y algas verdes | algas cromofitas | algas cromofitas | alguna cianobacteria | algunas cianobacterias |
- La clorofila a se encuentra en todos los casos, vinculada al centro activo de los complejos moleculares, llamados fotosistemas, que absorben la luz durante la fotosíntesis, difiere de la clorofila b en que el radical de la posición 3 del grupo tetrapirrólico es -CH3 (metilo) en lugar de -CHO (grupo funcional de los aldehídos).
- La clorofila b caracteriza a los plastos de las algas verdes y de sus descendientes las plantas terrestres (Viridiplantae). Esos plastos, y los organismos que los portan, son de color verde. También se encuentran plastos verdes en algunos grupos de protistas que han asimilado algas verdes unicelulares endosimbiontes adquiriendo así plastos secundarios. Podemos citar a las euglenas, a los cloraracniófitos y a algunos dinoflagelados, como Gymnodinium viride. También se encuentra en algunas cianobacterias (las cloroxibacterias), que por ello son de color verde planta en vez de azuladas; hace algún tiempo se les atribuyó por este rasgo el carácter de antepasados de los plastos verdes, pero luego se ha comprobado que es un carácter adquirido independientemente en varias líneas separadas.
- Las clorofilas c1 y c2 son características de un extenso y diverso clado de protistas que coincide con el superfilo Chromista y que incluye grupos tan importantes como las algas pardas, diatomeas, xantofíceas, haptófitas y criptófitas.[4]
- La clorofila d sólo se ha conocido durante decenios por una observación aislada y no repetida en un alga roja. Luego se ha encontrado en una cianobacteria (Acaryochloris marina), que parece especialmente apta para explotar luz roja cuando crece bajo ciertas ascidias. Recientemente se ha descubierto que esta clorofila no es propia del alga roja, sino que procede de la cianobacteria que vive epifita sobre estas algas.[5]
- La clorofila f ha sido encontrada en cianobacterias de estromatolitos de Australia.
También se encuentran clorofilas en animales que albergan dentro de sus células o entre ellas algas unicelulares (zooclorelas y zooxantelas). Gracias a esta simbiosis la fotosíntesis contribuye de manera significativa a la nutrición de corales, tridacnas, nudibranquios y otros animales marinos.
No todos los organismos fotosintetizadores tienen clorofilas. Las bacterias que no son cianobacterias tienen pigmentos muy distintos llamados bacterioclorofilas.
Ecología
La clorofila puede detectarse fácilmente gracias a su comportamiento frente a la luz. Medir ópticamente la concentración de clorofila en una muestra de agua da poco trabajo y permite una estimación suficiente de la concentración de fitoplancton (algas microscópicas) e, indirectamente, de la actividad biológica; de esta manera la medición de clorofila es un instrumento importante de vigilancia de los procesos de eutrofización.
La presencia de clorofila es también medida por sistemas de teledetección, que informan sobre la distribución de la producción primaria, incluidas las oscilaciones estacionales y las fluctuaciones interanuales. En esta forma la medición de la clorofila ayuda a la investigación del cambio climático y ecológico a escala global
Véase también
- 7-Hidroximetil clorofila a reductasa
- Bacterioclorofila
Referencias
↑ «chlorophyll». Online Etymology Dictionary.
↑ Delépine, Marcel (septiembre de 1951). «Joseph Pelletier and Joseph Caventou». Journal of Chemical Education 28 (9): 454. Bibcode:1951JChEd..28..454D. doi:10.1021/ed028p454.
↑ Chlorophyll molecules are specifically arranged in and around photosystems that are embedded in the thylakoid membranes of chloroplasts. Two types of chlorophyll exist in the photosystems: chlorophyll a and b.Speer, Brian R. (1997). «Photosynthetic Pigments». UCMP Glossary (online). University of California Museum of Paleontology. Consultado el 17 de julio de 2010.
↑ S. W. Jeffrey 1976. The occurrence of chlorophyll c1 and c2 in algae Journal of Phycology. Volume 12, Issue 3, pages 349-354
↑ Larkum, Anthony WD, and Michael Kühl. Chlorophyll d: the puzzle resolved. Trends in plant science 10.8 (2005): 355-357.
Enlaces externos
Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Clorofila.
Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Clorofila.
