Wat is de relatie tussen chlorofyl en carotenoïden?

chlorofyl en carotenoïden zijn beide pigmenten of chromoforen, die betrokken zijn bij fotosynthese. Zowel chlorofyl- als carotenoïden zijn verantwoordelijk voor het oogsten van licht, het absorberen van fotonen en het overbrengen van de excitatie -energie naar het fotosynthetische reactiecentrum. Alleen chlorofyl functioneert echter in het reactiecentrum om ladingscheiding uit te voeren over het celmembraan. Het is chlorofyl dat een reeks elektronenoverdrachtsreacties afzet die uiteindelijk koolstofdioxide (CO2) tot koolhydraten vermindert.

Met een naam die "groen blad" betekent in het Grieks, werd chlorofyl voor het eerst geïdentificeerd in 1818 door Pierre Joseph Pelletier en Joseph Bienaime Caventou. Chlorofyl staat bekend om zijn groene uiterlijk en is het meest voorkomende fotosynthetische pigment op aarde. Sinds de oorspronkelijke ontdekking zijn tientallen soorten chlorofylmoleculen ontdekt. Moleculair zijn het allemaal cyclische tetrapyrroles en bevatten meestal een centraal magnesiumion. ChDe chemische structuur van Lorophyll heeft het potentieel om elektronen gemakkelijk te krijgen of te verliezen, waardoor het fotonen kan absorberen en de excitatie-energie kan overbrengen naar en binnen het fotosynthetische reactiecentrum.

chlorofyl en carotenoïden zijn beide lichte oogstige pigmenten, maar chlorofyl is het meest voorkomende en de meest kritieke voor fotosynthese. De verschillende soorten chlorofylen, die in combinatie werken, kunnen licht absorberen over een groot deel van het fotosynthetische spectrum, van 330-1.050 nanometers. Een uitzondering is wat de 'Green Gap' wordt genoemd, ongeveer 500 nanometers. Accessoire pigmenten zijn vereist om deze absorptiespleet te vullen.

Een tweede beperking van chlorofylen komt voort uit het kenmerk dat hen zulke krachtige pigmenten in het fotosynthetische systeem maakt: hun vermogen om langdurig geëxciteerde toestanden te behouden. Dat vermogen leidt echter ook tot een neiging om te genererenGiftige reactieve zuurstofsoorten. Nogmaals, accessoire pigmenten, met name carotenoïden, kunnen dit probleem oplossen.

carotenoïden zijn chromoforen die meestal rood, oranje of geel van kleur zijn. De meest bekende carotenoïde is waarschijnlijk Caroteen, dat wortelen hun oranje kleur geeft. Carotenoïden hebben twee hoofdfuncties: het oogsten van lichte energie voor fotosynthese en het beschermen van chlorofyl tegen lichtschade.

Voor hun primaire functie absorberen carotenoïden lichte energie uit fotonen. Samen met biliproteïnen helpen ze energie te absorberen in de "groene kloof" nabij 500 nanometers. Ze zijn niet in staat om deze energie rechtstreeks in het fotosynthetische pad in het reactiecentrum over te brengen. In plaats daarvan brengen ze de excitatie -energie rechtstreeks over naar chlorofylmoleculen, die vervolgens de energie overbrengen naar reactiecentra en in het fotosynthetische pad. Carotenoïden worden dus bekend als accessoire pigmenten en chlorofyl en carotenoïden vormen samen het lichte oogstinG antenne in cellen.

Misschien is de belangrijkste functie van carotenoïden het beschermen van chlorofyl en de omringende cel tegen lichtschade. Chlorofylen genereren vaak giftige reactieve zuurstofsoorten, die verschillende cellulaire schade veroorzaken, en ze zijn vooral vatbaar voor het genereren van dergelijke vrije radicalen onder omstandigheden met hoge licht. Carotenoïden kunnen overtollig licht absorberen en afleiden van chlorofyl. In tegenstelling tot chlorofyl kunnen carotenoïden onschadelijk excitatie -energie omzetten in warmte.