Fotossíntese, um processo complexo - Parte 4 - Pigmentos - Clorofila

Pigmentos - Clorofila

* Por definição: Pigmentos fotossintéticos são substâncias capazes de absorver a luz utilizada na fotossíntese. Eles captam a energia necessária às reações químicas que constituem a fotossíntese.

* Os pigmentos fotossintéticos mais importantes são as clorofilas, que são encontradas dentro das organelas complexas cloroplastos.

Algumas características interessantes sobre a clorofila:

* Existe mais de um tipo de Clorofila.

* As Clorofilas possuem grandes estruturas carbônicas, bastante complexas.

* A energia luminosa utilizada na fotossíntese é captada através das clorofilas (a, b, c e d), carotenóides e ficobilinas (ficoeritrina e ficocianina). Os diferentes tipos de pigmentos fotossintéticos possuem estruturas diversas, permitindo que cada um seja capaz de captar radiações de vários comprimentos de onda.  

A faixa do espectro electromagnético correspondente à luz visível - que inclui radiações com comprimentos de onda que vão desde o violeta, com cerca de 380 nm, ao vermelho, com 700 nm - é designada radiação fotossinteticamente activa. As radiações mais eficientes para a fotossíntese são absorvidas pelos pigmentos nas faixas vermelho-alaranjada e azul-violeta do espectro electromagnético.

Os seres fotossintéticos possuem um ou mais pigmentos, incrustados nas membranas dos Tilacóides (Dentro dos Cloroplastos).

Nas plantas superiores, os principais pigmentos fotossintéticos são as clorofilas (a e b) e os carotenóides: as clorofilas são responsáveis pela cor verde característica das plantas, enquanto que os carotenóides, também chamados pigmentos acessórios, são amarelados ou alaranjados.

Abaixo temos as estruturas dos pigmentos clorofila e suas interpretações:

Formadas por um anel de porfirina ao qual se liga um hidrocarboneto de 20 carbonos denominado fitol (chamada de clorofila a, por ser a estrutura padrão – encontrada em todos os eucariontes fotossintetizantes). 

Existe também a Clorofila b (encontrada em plantas, algas verdes e euglenófitas) que difere da a pela substituição do grupo metila (-CH3), ligado ao anel II da porfirina pelo grupo formila (-CHO). 

A Clorofila b representa 1/4 do total das clorofilas presentes nas folhas verdes, ampliando a faixa de luz absorvida e transfere suas energia para molécula da clorofia do tipo a encontrada no ser vivo.

Em cada molécula de clorofila existe um átomo de magnésio (Mg) que se encontra no centro de uma estrutura em anel (anel porfirínico) que é estimulado pela luz. Há também uma “cauda” na molécula, formada por cadeias hidrofóbicas. 

A Clorofila c substitui a clorofila b em alguns grupos de algas, principalmente as algas pardas e diatomácias. As clorofilas b e c são pigmentos acessórios, ou seja, não estão diretamente envolvidas na trandução da energia da fotossíntese. 

As principais e mais abundantes Clorofilas são a  a e a b.

Clorofila "a" e Clorofila "b", uma pequena diferença na estrutura, a troca de um radical metil por um radical etil, é o suficiente por designar funções diferentes como a trandução da energia da fotossíntese.

 

Em seguida a esse post será apresentado noções sobre o que são os carotenóides e suas estruturas.

Fotossíntese, um processo complexo - Parte 3 - Processo de Oxi-Redução e Etapas da Fotossíntese.

Processo de Oxi-Redução:

* A simplicidade da reação global da fotossíntese não reflete a complexidade do processo fotossintético.

* Tanto a fotossíntese quanto a respiração celular, são processos de reações de redução e oxidação.A redução é a transferência de um elétron de uma molécula doadora (D) para uma molécula receptora (R). A molécula doadora foi oxidada e a molécula receptora reduzida.

*  As reações de oxidação e redução são de extrema importância no estudo da fotossíntese.

* A reação primária da fotossíntese é uma reação de transferência de elétrons entre uma forma especial de clorofila e uma molécula receptora específica.

* Clorofila é a designação de um grupo de pigmentos fotossintéticos presente nos cloroplastos das plantas.

* Ao receberem luz os elétrons das moléculas de clorofila são excitados. Dessa forma as moléculas são oxidadas e os elétrons são transferidos para carregadores do processo fotoquímico, gerando assim energia química. As moléculas oxidadas, são automaticamente reduzidas por elétrons tendo sua neutralidade restaurada.

* Na maioria das vezes a molécula doadora de elétrons é a água. Algumas bactérias primitivas usavam H₂S, H₂ ou algumas moléculas orgânicas como fontes de elétrons.

 

 * Como podemos ver há um acúmulo da quantidade de H⁺  nos dois processos dentro dos cloroplastos. Esse fato não é atoa, pois esse produtos é responsável pela força motriz para a síntese das ligações de alta energia do ATP. 

Fotossíntese: Um Processo em Duas Etapas. 

* As reações responsáveis pela transformação da energia solar em energia química corresponde a etapa fotoquímica.

* A etapa seguinte é conhecida como etapa bioquímica.

 

Etapa Fotoquímica:

 

 NADP: Nicotinamida Adenina Dinucleótido Fosfato

Etapa Bioquímica: Reações no Escuro

Os produtos da reação são carboidratos:

* Os carboidratos produzidos na Etapa Bioquímica quando entram em contato com NO3⁺, NH4^- e outros sais inorgânicos proveniente do solo, acabam por produzir importantes aminoácidos, lipídios, pigmentos, celulose, proteínas, ácidos nucléicos, hormônios, dentre muitos outros compostos.

* Convém lembrar que as denominações reações no escuro são muito mais decorrentes de tratamento experimental dado a fotossíntese do que realidade biológica. Ou seja o mecanismo da fotossíntese é simultâneo.

  Principais Etapas da Fotossíntese e Relação com a Geração de Biomassa

 

Estrutura da Máquina Fotossintética

O próximo post desse blog irá ser sobre os pigmentos que são responsáveis pelos processos fotoquímicos do sistema.