Hvad er forholdet mellem chlorophyll og carotenoider?

Chlorophyll og carotenoider er begge pigmenter eller kromoforer, der er involveret i fotosyntesen. Både chlorophyll og carotenoider er ansvarlige for høst af lys, absorberende fotoner og overførsel af excitationsenergien til det fotosyntetiske reaktionscenter. Kun chlorophyll fungerer imidlertid inden for reaktionscentret til at udføre ladningsadskillelse på tværs af cellemembranen. Det er chlorophyll, der sætter en række elektronoverførselsreaktioner i gang, der til sidst reducerer kuldioxid (CO2) til kulhydrater.

med et navn, der betyder "grøn blad" på græsk, blev Chlorophyll først identificeret i 1818 af Pierre Joseph Pelletier og Joseph BioMenaime Caventou. Chlorophyll er kendt for sit grønne udseende og for at være det mest rigelige fotosyntetiske pigment på jorden. Siden dens oprindelige opdagelse er snesevis af typer chlorophyllmolekyler blevet opdaget. Molekylært er de alle cykliske tetrapyrroler og indeholder normalt en central magnesiumion. CHLorophylls kemiske struktur har potentialet til let at vinde eller miste elektroner, hvilket er det, der giver den mulighed for at absorbere fotoner og overføre excitationsenergien til og inden for det fotosyntetiske reaktionscenter.

chlorophyll og carotenoider er begge lette høstpigmenter, men chlorophyll er det mest rigelige og det mest kritiske for fotosyntese. De forskellige typer chlorophylls, der arbejder i kombination, er i stand til at absorbere lys over store dele af det fotosyntetiske spektrum fra 330-1.050 nanometre. En undtagelse er det, der kaldes "Green Gap", omkring 500 nanometer. Tilbehørspigmenter er påkrævet for at udfylde dette absorptionsgap.

En anden begrænsning af klorofyller opstår ud fra den meget karakteristiske, der gør dem til så kraftige pigmenter i det fotosyntetiske system: deres evne til at opretholde langvarige ophidsede tilstande. Denne evne fører imidlertid også til en tendens til at generereGiftige reaktive iltarter. Igen, især tilbehørspigmenter, er carotenoider i stand til at hjælpe med at løse dette problem.

Karotenoider er kromoforer, der normalt er røde, orange eller gule i farve. Den mest kendte carotenoid er sandsynligvis caroten, der giver gulerødder deres orange farve. Karotenoider har to hovedfunktioner: høst af lysenergi til fotosyntese og beskyttelse af klorofyl mod let skade.

For deres primære funktion absorberer carotenoider lysenergi fra fotoner. Sammen med biliproteiner hjælper de med at absorbere energi i det "grønne hul" nær 500 nanometer. De er ikke i stand til at overføre denne energi direkte til den fotosyntetiske vej i reaktionscentret. Snarere overfører de excitationsenergien direkte til chlorophyllmolekyler, som derefter overfører energien til reaktionscentre og til den fotosyntetiske vej. Carotenoider er således kendt som tilbehørspigmenter, og chlorophyll og carotenoider sammen udgør lyshøstinenG antenne inden i celler.

Måske er den vigtigste funktion af carotenoider at beskytte chlorophyll og den omgivende celle mod let skade. Chlorofyller genererer ofte giftige reaktive iltarter, der forårsager forskellige cellulære skader, og de er især tilbøjelige til at generere sådanne frie radikaler under høje lysforhold. Carotenoider er i stand til at absorbere overskydende lys og aflede det fra chlorophyll. I modsætning til chlorophyll kan carotenoider ufarligt konvertere overskydende excitationsenergi til varme.