Hva er forholdet mellom klorofyll og karotenoider?

Klorofyll og karotenoider er både pigmenter, eller kromoforer, som er involvert i fotosyntesen. Både klorofyll og karotenoider er ansvarlige for høsting av lys, absorberer fotoner og overfører eksitasjonsenergien til det fotosyntetiske reaksjonssenteret. Bare klorofyll fungerer imidlertid i reaksjonssenteret for å utføre ladningsseparasjon over cellemembranen. Det er klorofyll som setter i gang en serie elektronoverføringsreaksjoner som til slutt reduserer karbondioksid (CO2) til karbohydrater.

med et navn som betyr "grønt blad" på gresk, ble klorofyll først identifisert i 1818 av Pierre Joseph Pelletier og Joseph Benime Caventou. Klorofyll er kjent for sitt grønne utseende og for å være det mest tallrike fotosyntetiske pigmentet på jorden. Siden den opprinnelige oppdagelsen er dusinvis av typer klorofyllmolekyler blitt oppdaget. Molekylært er de alle sykliske tetrapyrroles og inneholder vanligvis et sentralt magnesiumion. ChLorophylls kjemiske struktur har potensialet til å få eller miste elektroner enkelt, og det er det som gjør at den kan absorbere fotoner og overføre eksitasjonsenergien til og innenfor det fotosyntetiske reaksjonssenteret.

klorofyll og karotenoider er begge mest kritiske for fotografering. De forskjellige typene klorofyllene, som fungerer i kombinasjon, er i stand til å absorbere lys over mye av det fotosyntetiske spekteret, fra 330-1.050 nanometer. Et unntak er det som kalles det "grønne gapet", rundt 500 nanometer. Tilbehørspigmenter er pålagt å fylle dette absorpsjonsgapet.

En andre begrensning av klorofyll oppstår av selve karakteristikken som gjør dem til så kraftige pigmenter i det fotosyntetiske systemet: deres evne til å opprettholde langvarige eksiterte tilstander. Den evnen fører imidlertid også til en tendens til å genereregiftig reaktive oksygenarter. Igjen er tilbehørspigmenter, spesielt karotenoider, i stand til å løse dette problemet.

Karotenoider er kromoforer som vanligvis er røde, oransje eller gul i fargen. Den mest kjente karotenoid er sannsynligvis karoten, noe som gir gulrøtter deres oransje farge. Karotenoider har to hovedfunksjoner: høsting av lysenergi til fotosyntese og beskytte klorofyll mot lysskade.

For deres primære funksjon absorberer karotenoider lysenergi fra fotoner. Sammen med biliproteiner hjelper de med å absorbere energi i det "grønne gapet" nær 500 nanometer. De er ikke i stand til å overføre denne energien direkte til den fotosyntetiske banen i reaksjonssenteret. Snarere overfører de eksitasjonsenergien direkte til klorofyllmolekyler, som deretter overfører energien til reaksjonssentre og inn i den fotosyntetiske banen. Karotenoider er således kjent som tilbehørspigmenter, og klorofyll og karotenoider utgjør sammen lyshøstinG -antenne i celler.

Kanskje den viktigste funksjonen til karotenoider er å beskytte klorofyll og den omkringliggende cellen mot lysskade. Klorofyll genererer ofte toksiske reaktive oksygenarter, som forårsaker forskjellige celleskader, og de er spesielt utsatt for å generere slike frie radikaler under høye lysforhold. Karotenoider er i stand til å absorbere overflødig lys, og avlede det fra klorofyll. I motsetning til klorofyll, kan karotenoider ufarlig konvertere overflødig eksitasjonsenergi til varme.