KLOROFIL: ÖZELLIKLERI, YAPISI, YERI, TÜRLERI - BIYOLOJI

Klorofil gösteren biyolojik bir pigmenttir bu ışığı absorbe edebilen bir moleküldür. Bu molekül menekşe, mavi ve kırmızı renge karşılık gelen dalga boyunu emer ve yeşil rengin ışığı yansıtır. Bu nedenle bitkilerin yeşil renginden klorofilin varlığı sorumludur.

Yapısı, magnezyum merkezli bir porfirin halkası ve fitol adı verilen hidrofobik bir kuyruktan oluşur. Klorofilin hemoglobin molekülü ile yapısal benzerliğini vurgulamak gerekir.

Bitkilerdeki yeşil renkten klorofil molekülü sorumludur. Kaynak: Pixabay.com

Klorofil, kloroplastların içinde bulunan membranöz yapılar olan tilakoidlerde bulunur. Kloroplastlar yapraklarda ve bitkilerin diğer yapılarında bol miktarda bulunur.

Klorofilin ana işlevi, fotosentetik reaksiyonları yürütmek için kullanılacak ışığı yakalamaktır. Absorbe edilen güneş ışığı miktarını artırmak için yapıları ve absorpsiyon zirveleri bakımından biraz farklılık gösteren farklı klorofil türleri vardır - en yaygın olanı a'dır.

Tarihi bakış açısı

Klorofil molekülü ile ilgili çalışma, "klorofil" adını icat eden araştırmacılar Pelletier ve Caventou tarafından ilk kez tanımlandığı 1818 yılına kadar uzanıyor. Daha sonra 1838'de molekülün kimyasal çalışmaları başladı.

1851'de Verdeil, klorofil ve hemoglobin arasındaki yapısal benzerlikleri önerdi. O zamanlar bu benzerlik abartılıydı ve klorofil molekülünün merkezinde de bir demir atomunun bulunduğu varsayılıyordu. Daha sonra magnezyumun varlığının merkezi atom olduğu doğrulandı.

Mikroskop tarafından sağlanan kanıtlar kullanılarak 1882'de Borodin tarafından çeşitli klorofil türleri keşfedildi.

Pigmentler

Mikroskop altında gözlenen klorofil. Kristian Peters - Fabelfroh

Işık nedir

Fotosentetik canlı organizmaların ışık enerjisini kullanma kabiliyetine sahip olmasının kilit noktası, onun emilmesidir. Bu işlevi yerine getiren moleküller pigment olarak adlandırılır ve bitkilerde ve alglerde bulunur.

Bu reaksiyonları daha iyi anlamak için ışığın doğasıyla ilgili belirli yönleri bilmek gerekir.

Işık, bir tür elektromanyetik radyasyon, bir tür enerji olarak tanımlanır. Bu radyasyon bir dalga ve bir parçacık olarak anlaşılır. Elektromanyetik radyasyonun özelliklerinden biri, iki ardışık sırt arasındaki mesafe olarak ifade edilen dalga boyudur.

İnsan gözü, 400 ile 710 nanometre (nm = ^10-9 m) arasında değişen dalga boyunu algılayabilir . Kısa dalga boyları, daha büyük miktarda enerji ile ilişkilidir. Güneş ışığı, görünür kısımdaki tüm dalga boylarından oluşan beyaz ışığı içerir.

Parçacığın doğası ile ilgili olarak, fizikçiler fotonları ayrı enerji paketleri olarak tanımlarlar. Bu parçacıkların her birinin karakteristik bir dalga boyu ve enerji seviyesi vardır.

Bir foton bir nesneye çarptığında üç şey olabilir: soğurulabilir, iletilebilir veya yansıtılabilir.

Klorofil neden yeşildir?

Bitkiler yeşil olarak algılanır çünkü klorofil esas olarak mavi ve kırmızı dalga boylarını emer ve yeşili yansıtır. Nefronus

Tüm pigmentler aynı şekilde davranmaz. Işık absorpsiyonu, farklı dalga boylarında meydana gelebilen bir olgudur ve her pigmentin belirli bir absorpsiyon spektrumu vardır.

Absorbe edilen dalga boyu, pigmenti görselleştireceğimiz rengi belirleyecektir. Örneğin, ışığı tüm uzunluğu boyunca emerse, pigmentin tamamen siyah olduğunu görürüz. Tüm uzunlukları emmeyenler, gerisini yansıtır.

Klorofil olması durumunda mor, mavi ve kırmızı renklerine karşılık gelen dalga boylarını emer ve yeşil ışığı yansıtır. Bu, bitkilere karakteristik yeşil rengini veren pigmenttir.

Doğadaki tek pigment klorofil değildir

Klorofil en iyi bilinen pigmentlerden biri olmasına rağmen, kırmızımsı veya turuncu tonlara sahip karotenoidler gibi başka biyolojik pigment grupları da vardır. Bu nedenle, ışığı klorofilden farklı bir dalga boyunda emerek klorofile enerji transfer ekranı görevi görürler.

Ek olarak, bazı karotenoidlerin ışıktan koruyucu işlevleri vardır: klorofile zarar verebilecek ışık enerjisini emer ve dağıtırlar; veya oksijenle reaksiyona girerek hücre yapılarına zarar verebilecek oksidatif moleküller oluşturur.

Özellikleri ve yapısı

Klorofiller insan gözü tarafından yeşil olarak algılanan ve fotosenteze katılan biyolojik pigmentlerdir. Bunları bitkilerde ve diğer organizmalarda ışık enerjisini kimyasal enerjiye dönüştürme yeteneğiyle buluyoruz.

Kimyasal olarak klorofiller magnezyum-porfirinlerdir. Bunlar, kanımızdaki oksijenin taşınmasından sorumlu olan hemoglobin molekülüne oldukça benzer. Her iki molekül de yalnızca ikame gruplarının tetrapirrolik halka üzerindeki türleri ve konumu bakımından farklılık gösterir.

Hemoglobindeki porfirin halkasının metali demir, klorofilde ise magnezyumdur.

Klorofil yan zinciri doğal olarak hidrofobik veya apolardır ve fitol adı verilen dört izoprenoid birimden oluşur. Bu, dördüncü halkadaki propioik asit grubuna esterleştirilir.

Klorofil bir ısıl işleme tabi tutulursa, çözelti asidik bir pH alır ve bu da magnezyum atomunun halkanın merkezinden yok olmasına yol açar. Isıtma devam ederse veya çözelti pH'ını daha da düşürürse, fitol hidrolize olacaktır.

yer

Klorofil, en yaygın olarak dağılan doğal pigmentlerden biridir ve fotosentetik yaşamın farklı soylarında bulunur. Bitkilerin yapısında esas olarak yapraklarda ve diğer yeşil yapılarda buluyoruz.

Mikroskobik bir bakış açısına gidersek, klorofil hücrelerin içinde, özellikle de kloroplastlarda bulunur. Buna karşılık, kloroplastların içinde, içinde klorofil bulunan ve diğer miktarlarda lipit ve protein içeren tilakoid adı verilen çift zardan oluşan yapılar vardır.

Thylakoids, birkaç yığılmış disk veya madeni paraya benzeyen yapılardır ve bu çok kompakt düzenleme, klorofil moleküllerinin fotosentetik işlevi için kesinlikle gereklidir.

Fotosentez yapan prokaryotik organizmalarda kloroplast yoktur. Bu nedenle, fotosentetik pigmentler içeren tilakoidler hücre zarının bir parçası olarak gözlenir, hücre sitoplazmasının içinde izole edilir veya iç zarda bir yapı oluştururlar - siyanobakterilerde gözlemlenen bir model.

Türleri

Klorofil a

Moleküler yapı ve bunların fotosentetik soylardaki dağılımları bakımından biraz farklılık gösteren birkaç klorofil türü vardır. Yani, bazı organizmalar belirli tipte klorofil içerirken diğerleri içermez.

Ana klorofil türü klorofil a olarak adlandırılır ve bitkilerin soyunda, fotosentetik işlemde doğrudan yüklenen pigmentteki ve ışık enerjisini kimyasala dönüştürür.

Klorofil b

İkinci bir klorofil türü b'dir ve bitkilerde de mevcuttur. Yapısal olarak klorofil a'dan farklıdır çünkü ikincisi, II numaralı halka karbon 3'te bir metil grubuna sahiptir ve tip b, bu pozisyonda bir formil grubu içerir.

Bir aksesuar pigment olarak kabul edilir ve yapısal farklılıklar nedeniyle, varyant a'dan biraz farklı bir absorpsiyon spektrumuna sahiptirler. Bu özelliğinin bir sonucu olarak renkleri farklıdır: klorofil a mavi-yeşil ve b sarı-yeşildir.

Bu diferansiyel spektrumların fikri, her iki molekülün ışığın emilmesinde birbirini tamamlaması ve fotosentetik sisteme giren ışık enerjisi miktarını artırmayı başardığıdır (böylece absorpsiyon spektrumu genişler).

Klorofil c ve d

Klorofil d

Kahverengi alglerde, diatomlarda ve dinoflagellatlarda bulduğumuz üçüncü bir klorofil c tipi vardır. Siyanofit algleri söz konusu olduğunda, sadece bir tip klorofil gösterirler. Son olarak, klorofil d bazı protist organizmalarda ve ayrıca siyanobakterilerde bulunur.

Bakterilerde klorofil

Fotosentez yapabilen çok sayıda bakteri vardır. Bu organizmalarda birlikte bakterioklorofiller olarak bilinen klorofiller vardır ve ökaryotların klorofilleri gibi, bunlar aşağıdaki harflere göre sınıflandırılır: a, b, c, d, e ve g.

Tarihsel olarak, klorofil molekülünün evrim sürecinde ilk ortaya çıktığı fikri kullanıldı. Bugün, dizi analizi sayesinde, muhtemelen atadan kalma klorofil molekülünün bir bakteriyoklorofile benzer olduğu öne sürüldü.

Özellikleri

Klorofil molekülü, ışığın emilmesinden sorumlu olduğu için fotosentetik organizmalarda çok önemli bir elementtir.

Fotosentez yapmak için gerekli olan makinede fotosistem adı verilen bir bileşen vardır. İki tane var ve her biri ışığı toplamaktan sorumlu bir "anten" ve bir klorofil tipi bulduğumuz bir reaksiyon merkezinden oluşuyor.

Fotosistemler esas olarak klorofil molekülünün absorpsiyon zirvesinde farklılık gösterir: fotosistem I, 700 nm'de ve II'de 680 nm'de bir zirveye sahiptir.

Böylelikle klorofil, karmaşık bir enzimatik pil sayesinde karbonhidratlar gibi moleküllerde depolanan kimyasal enerjiye dönüşecek olan ışığı yakalamadaki rolünü yerine getirmeyi başarır.

Referanslar

Beck, CB (2010). Bitki yapısı ve gelişimine giriş: 21. yüzyıl için bitki anatomisi. Cambridge University Press.
Berg, JM, Stryer, L. ve Tymoczko, JL (2007). Biyokimya. Tersine döndüm.
Blankenship, RE (2010). Fotosentezin Erken Evrimi. Bitki Fizyolojisi, 154 (2), 434–438.
Campbell, NA (2001). Biyoloji: Kavramlar ve ilişkiler. Pearson Education.
Cooper, GM ve Hausman, RE (2004). Hücre: Moleküler yaklaşım. Medicinska naklada.
Curtis, H. ve Schnek, A. (2006). Biyolojiye Davet. Panamerican Medical Ed.
Hohmann-Marriott, MF ve Blankenship, RE (2011). Fotosentezin evrimi. Bitki biyolojisinin yıllık incelemesi, 62, 515-548.
Humphrey, AM (1980). Klorofil. Gıda Kimyası, 5 (1), 57–67. doi: 10.1016 / 0308-8146 (80) 90064-3
Koolman, J. ve Röhm, KH (2005). Biyokimya: metin ve atlas. Panamerican Medical Ed.
Lockhart, PJ, Larkum, AW, Steel, M., Waddell, PJ ve Penny, D. (1996). Klorofil ve bakteriyoklorofilin evrimi: dizi analizinde değişmeyen bölgeler sorunu. Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri, 93 (5), 1930–1934. doi: 10.1073 / pnas.93.5.1930
Palade, GE ve Rosen, WG (1986). Hücre Biyolojisi: Temel Araştırma ve Uygulamalar. Ulusal Akademiler.
Posada, JOS (2005). Mera ve yem bitkilerinin kurulması için temeller. Antioquia Üniversitesi.
Raven, PH, Evert, RF ve Eichhorn, SE (1992). Plant Biology (Cilt 2). Tersine döndüm.
Sadava, D. ve Purves, WH (2009). Yaşam: Biyoloji Bilimi. Panamerican Medical Ed.
Sousa, FL, Shavit-Grievink, L., Allen, JF ve Martin, WF (2013). Klorofil biyosentez gen evrimi, oksijenik fotosentezin kökeninde fotosistem gen çoğalmasını değil, fotosistem gen çoğalmasını gösterir. Genom biyolojisi ve evrimi, 5 (1), 200–216. doi: 10.1093 / gbe / evs127
Taiz, L. ve Zeiger, E. (2007). Bitki Fizyolojisi. Jaume I. Üniversitesi
Xiong J. (2006). Fotosentez: kökeni hangi renkti? Genom biyolojisi, 7 (12), 245. doi: 10.1186 / gb-2006-7-12-245

KLOROFIL: ÖZELLIKLERI, YAPISI, YERI, TÜRLERI - BIYOLOJI - 2025