Quelle est la relation entre la chlorophylle et les caroténoïdes?
La chlorophylle et les caroténoïdes sont à la fois des pigments, ou des chromophores, impliqués dans la photosynthèse. La chlorophylle et les caroténoïdes sont responsables de la récolte de la lumière, de l'absorption des photons et du transfert de l'énergie d'excitation au centre de réaction photosynthétique. Seule la chlorophylle, cependant, fonctionne dans le centre de réaction pour effectuer la séparation des charges à travers la membrane cellulaire. C'est la chlorophylle qui déclenche une série de réactions de transfert d'électrons qui réduisent finalement le dioxyde de carbone (CO2) en glucides.
avec un nom signifiant «feuille verte» en grec, la chlorophyll a été identifiée en 1818 par Pierre Joseph Pelletier et Joseph Bienaime Caventou. La chlorophylle est bien connue pour son apparence verte et pour être le pigment photosynthétique le plus abondant sur Terre. Depuis sa découverte originale, des dizaines de types de molécules de chlorophylle ont été découverts. Molégulairement, ce sont tous des tétrapyrroles cycliques et contiennent généralement un ion de magnésium central. ChLa structure chimique de la lorophylle a le potentiel de gagner ou de perdre facilement des électrons, ce qui lui permet d'absorber les photons et de transférer l'énergie d'excitation vers et à l'intérieur du centre de réaction photosynthétique.
La chlorophylle et les caroténoïdes sont les pigments les plus critiques et les plus critiques. Les différents types de chlorophylles, travaillant en combinaison, sont capables d'absorber la lumière sur une grande partie du spectre photosynthétique, à partir de nanomètres de 330-1,050. Une exception est ce qu'on appelle le «Green Gap», autour de 500 nanomètres. Des pigments accessoires sont nécessaires pour combler cet écart d'absorption.
Une deuxième limitation des chlorophylles découle de la caractéristique même qui en fait des pigments aussi puissants dans le système photosynthétique: leur capacité à maintenir des états excités à longue durée de vie. Cette capacité, cependant, conduit également à une tendance à générerEspèce d'oxygène réactif toxique. Encore une fois, les pigments accessoires, les caroténoïdes en particulier, peuvent aider à résoudre ce problème.
Les caroténoïdessont des chromophores qui sont généralement rouges, oranges ou jaunes de couleur. Le caroténoïde le plus connu est probablement le carotène, qui donne aux carottes leur couleur orange. Les caroténoïdes ont deux fonctions principales: la récolte de l'énergie lumineuse pour la photosynthèse et la protection de la chlorophylle des dommages légers.
Pour leur fonction principale, les caroténoïdes absorbent l'énergie lumineuse des photons. Parallèlement aux biliprotéines, ils aident à absorber l'énergie dans «l'espace vert» près de 500 nanomètres. Ils ne sont pas en mesure de transférer cette énergie directement dans la voie photosynthétique dans le centre de réaction. Ils transfèrent plutôt l'énergie d'excitation directement aux molécules de chlorophylle, qui transfèrent ensuite l'énergie vers les centres de réaction et dans la voie photosynthétique. Les caroténoïdes sont ainsi connus sous le nom de pigments accessoires, et la chlorophylle et les caroténoïdes constituent ensemble le harnais légerantenne G dans les cellules.
La fonction la plus importante des caroténoïdes est peut-être de protéger la chlorophylle et la cellule environnante des dommages légers. Les chlorophylles génèrent souvent des espèces d'oxygène réactives toxiques, qui causent diverses dommages cellulaires, et ils sont particulièrement susceptibles de générer de tels radicaux libres dans des conditions de lumière élevées. Les caroténoïdes sont capables d'absorber l'excès de lumière, en le détournant de la chlorophylle. Contrairement à la chlorophylle, les caroténoïdes peuvent convertir sans danger l'énergie d'excitation en chaleur.