Vad är förhållandet mellan klorofyll och karotenoider?
klorofyll och karotenoider är både pigment eller kromoforer som är involverade i fotosyntes. Både klorofyll och karotenoider är ansvariga för att skörda ljus, absorbera fotoner och överföra excitationsenergin till det fotosyntetiska reaktionscentret. Endast klorofyll fungerar emellertid inom reaktionscentret för att utföra laddningsseparation över cellmembranet. Det är klorofyll som sätter igång en serie elektronöverföringsreaktioner som så småningom reducerar koldioxid (CO2) till kolhydrater.
med ett namn som betyder "grönt blad" på grekiska, klorofyll identifierades först 1818 av Pierre Joseph Pelletier och Joseph Bioena Caventou. Klorofyll är välkänd för sitt gröna utseende och för att vara det vanligaste fotosyntetiska pigmentet på jorden. Sedan dess ursprungliga upptäckt har dussintals typer av klorofyllmolekyler upptäckts. Molekylärt är de alla cykliska tetrapyrroler och innehåller vanligtvis en central magnesiumjon. ChLorophylls kemiska struktur har potential att få eller förlora elektroner enkelt, vilket är det som gör att den kan absorbera fotoner och överföra excitationsenergin till och inom det fotosyntetiska reaktionscentret.
klorofyll och karotenoider är både lätt-skördande pigment, men klorofyll är det mest rikliga och den mest kritiska för fotosyntes. De olika typerna av klorofyller, som arbetar i kombination, kan absorbera ljus över mycket av det fotosyntetiska spektrumet, från 330-1 050 nanometrar. Ett undantag är vad som kallas "Green Gap", cirka 500 nanometer. Tillbehörspigment krävs för att fylla detta absorptionsgap.
En andra begränsning av klorofyller uppstår ur själva karakteristiken som gör dem så kraftfulla pigment i det fotosyntetiska systemet: deras förmåga att upprätthålla långlivade upphetsade tillstånd. Denna förmåga leder dock också till en tendens att genereraToxiska reaktiva syrearter. Återigen kan tillbehörspigment, karotenoider i synnerhet hjälpa till att lösa detta problem.
karotenoider är kromoforer som vanligtvis är röda, orange eller gula i färg. Den mest kända karotenoiden är förmodligen karoten, vilket ger morötter sin orange färg. Karotenoider har två huvudfunktioner: skörda ljusenergi för fotosyntes och skydd av klorofyll från ljusskador.
För sin primära funktion absorberar karotenoider ljusenergi från fotoner. Tillsammans med biliproteiner hjälper de att absorbera energi i ”gröna gapet” nära 500 nanometer. De kan inte överföra denna energi direkt till den fotosyntetiska vägen i reaktionscentret. Snarare överför de excitationsenergin direkt till klorofyllmolekyler, som sedan överför energin till reaktionscentra och till den fotosyntetiska vägen. Karotenoider är således kända som tillbehörspigment, och klorofyll och karotenoider utgör tillsammans den lätt-skörding antenn inom cellerna.
kanske den viktigaste funktionen av karotenoider är att skydda klorofyll och den omgivande cellen från ljusskador. Klorofyller genererar ofta toxiska reaktiva syrearter, som orsakar olika cellulära skador, och de är särskilt benägna att generera sådana fria radikaler under höga ljusförhållanden. Karotenoider kan absorbera överskott av ljus och avleder det från klorofyll. Till skillnad från klorofyll kan karotenoider omvandla överskott av överdriven excitationsenergi till värme.