Klorofylli on nimi vihreiden pigmenttimolekyylien ryhmälle, jota löytyy kasveista, levistä ja sinilevistä. Kaksi yleisintä klorofyllityyppiä ovat klorofylli a, joka on sinimusta esteri kemiallisella kaavalla C55H72MgN4O5ja klorofylli b, joka on tummanvihreä esteri, jolla on kaava C55H70MgN4O6. Muihin klorofyllin muotoihin sisältyvät klorofylli c1, c2, d ja f. Klorofyllin muodoilla on erilaiset sivuketjut ja kemialliset sidokset, mutta kaikille on tunnusomaista kloori-pigmenttirengas, joka sisältää magnesiumionin sen keskellä.
Avaintyypit: klorofylli
- Klorofylli on vihreä pigmenttimolekyyli, joka kerää aurinkoenergiaa fotosynteesiin. Se on oikeastaan sukulaisten molekyylien perhe, ei vain yksi.
- Klorofylliä löytyy kasveista, levistä, sinilevistä, protisteista ja harvoista eläimistä.
- Vaikka klorofylli on yleisin fotosynteettinen pigmentti, on olemassa useita muita, mukaan lukien antosyaniinit.
Sana "klorofylli" tulee kreikkalaisista sanoista kloorivalkaisuhauteessa, joka tarkoittaa "vihreää", ja
phyllon, joka tarkoittaa "lehtiä". Joseph Bienaimé Caventou ja Pierre Joseph Pelletier eristettiin ja nimettiin molekyyli ensin vuonna 1817.Klorofylli on välttämätön pigmenttimolekyyli fotosynteesille, kemialliset prosessilaitokset absorboivat ja käyttävät energiaa valosta. Sitä käytetään myös ruoan väriaineena (E140) ja hajunpoistoaineena. Ruokaväreinä klorofylliä käytetään lisäämään vihreää väriä pastaan, väkevään absinttiin ja muihin ruokia ja juomia. Vahamaisena orgaanisena yhdisteenä klorofylli ei liukene veteen. Se sekoitetaan pieneen määrään öljyä, kun sitä käytetään ruoassa.
Tunnetaan myös: Klorofyllin vaihtoehtoinen oikeinkirjoitus on klorofyyli.
Klorofyllin rooli fotosynteesissä
yleinen tasapainotettu yhtälö fotosynteesille On:
6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2
missä hiilidioksidi ja vesi reagoida tuottamaan glukoosi ja happi. Kokonaisreaktio ei kuitenkaan osoita kemiallisten reaktioiden tai osallistuvien molekyylien monimutkaisuutta.
Kasvit ja muut fotosynteettiset organismit absorboivat valoa (yleensä aurinkoenergiaa) klorofyllillä ja muuntavat sen kemialliseksi energiaksi. Klorofylli imee voimakkaasti sinistä valoa ja myös vähän punaista valoa. Se imee heikosti vihreää (heijastaa sitä), minkä vuoksi klorofyllirikkaat lehdet ja levät näyttävät vihreältä.
Kasveissa klorofylli ympäröi fotosysteemejä tylakoidikalvossa organellit, joita kutsutaan kloroplasteiksi, jotka ovat keskittyneet kasvien lehtiin. Klorofylli absorboi valoa ja käyttää resonanssienergiansiirtoa reaktiopisteiden aktivoimiseksi valosysteemissä I ja fotojärjestelmässä II. Tämä tapahtuu, kun energiaa fotoni (valo) poistaa elektroni klorofyylistä valosysteemin II reaktiokeskuksessa P680. Suuren energian omaava elektroni tulee elektronin kuljetusketjuun. Valosysteemin I P700 toimii valosysteemin II kanssa, vaikka elektronien lähde tässä klorofyylimolekyylissä voi vaihdella.
Elektronien kuljetusketjuun tulevia elektroneja käytetään vetyionien (H+) klooriplastin tylakoidikalvon läpi. Kemiokosmoottista potentiaalia käytetään energiamolekyylin ATP tuottamiseksi ja NADP: n pelkistämiseen+ NADPH: lle. NADPH: ta puolestaan käytetään vähentämään hiilidioksidia (CO2) sokereiksi, kuten glukoosiksi.
Muut pigmentit ja fotosynteesi
Klorofylli on laajimmin tunnistettu molekyyli, jota käytetään valon keräämiseen fotosynteesiin, mutta se ei ole ainoa pigmentti, joka palvelee tätä toimintoa. Klorofylli kuuluu suurempaan molekyyliryhmään, jota kutsutaan antosyaniiniksi. Jotkut antosyaniinit toimivat yhdessä klorofyllin kanssa, kun taas toiset absorboivat valoa itsenäisesti tai organismin elinkaaren eri vaiheessa. Nämä molekyylit voivat suojata kasveja muuttamalla niiden väriä niin, että niistä tehdään vähemmän houkuttelevia ruokia ja vähemmän näkyviä tuholaisille. Muut antosyaniinit absorboivat valoa spektrin vihreässä osassa, laajentaen valon valikoimaa, jota kasvi voi käyttää.
Klorofyllien biosynteesi
Kasvit tekevät klorofyylistä glysiini- ja sukkinyyli-CoA-molekyyleistä. On välimolekyyli, nimeltään protoklorofyllidi, joka muuttuu klorofylliksi. Angiospermissa tämä kemiallinen reaktio on riippuvainen valosta. Nämä kasvit ovat vaaleita, jos niitä kasvatetaan pimeässä, koska ne eivät pysty suorittamaan reaktiota klorofyllin tuottamiseksi. Levät ja ei-verisuonikasvit eivät vaadi valoa klorofyllin syntetisoimiseksi.
Protoklorofyllidi muodostaa myrkyllisiä vapaita radikaaleja kasveissa, joten klorofyllien biosynteesiä säädellään tiukasti. Jos raudasta, magnesiumista tai raudasta puuttuu, kasvit eivät ehkä pysty syntetisoimaan tarpeeksi klorofylliä, näyttäen vaalealta tai chlorotic. Kloosia voi aiheuttaa myös väärä pH (happamuus tai alkalisuus) tai taudinaiheuttajat tai hyönteisten hyökkäykset.