Klorofil je ime koje se daje grupi molekula zelenog pigmenta koji se nalaze u biljkama, algama i cijanobakterijama. Dvije najčešće vrste klorofila su klorofil a, koji je plavo-crni ester s kemijskom formulom C55H72MgN4O5i klorofil b, što je tamnozeleni ester s formulom C55H70MgN4O6. Ostali oblici klorofila uključuju klorofil cl, c2, d, i f. Oblici klorofila imaju različite bočne lance i kemijske veze, ali sve ih karakterizira pigmentni prsten s klorom koji u svom središtu sadrži magnezijev ion.
Ključni dijelovi: klorofil
- Klorofil je molekula zelenog pigmenta koja skuplja solarnu energiju za fotosintezu. To je zapravo obitelj povezanih molekula, a ne samo jedna.
- Klorofil se nalazi u biljkama, algama, cijanobakterijama, protistima i nekoliko životinja.
- Iako je klorofil najčešći fotosintetski pigment, postoji nekoliko drugih, uključujući antocijane.
Riječ "klorofil" dolazi od grčkih riječi chloros, što znači "zeleno", i phyllon, što znači "list". Joseph Bienaimé Caventou i Pierre Joseph Pelletier prvi su izolirali i imenovali molekulu 1817. godine.
Klorofil je bitna molekula pigmenta za fotosintezu, postrojenja za kemijske procese koriste za apsorpciju i korištenje energije iz svjetlosti. Koristi se i kao sredstvo za bojenje hrane (E140) i kao sredstvo za dezodoraciju. Kao obojenje hrane, klorofil se koristi za dodavanje zelene boje tjestenini, apsintu od alkohola i drugim namirnicama i pićima. Kao voštani organski spoj, klorofil nije topljiv u vodi. Pomiješano je s malom količinom ulja kada se koristi u hrani.
Također poznat kao: Alternativni pravopis za klorofil je klorofil.
Uloga klorofila u fotosintezi
ukupna uravnotežena jednadžba za fotosintezu je:
6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2
gdje ugljični dioksid i voda reagirati proizvoditi glukoza i kisik. Međutim, cjelokupna reakcija ne ukazuje na složenost kemijskih reakcija ili molekula koje su uključene.
Biljke i drugi fotosintetski organizmi koriste klorofil kako bi apsorbirali svjetlost (obično solarnu energiju) i pretvorili je u kemijsku energiju. Klorofil snažno apsorbira plavu svjetlost i nešto crvene svjetlosti. Loše apsorbira zelenu boju (odražava je), zbog čega su lišće i alge bogate klorofilom izgledaju zeleno.
U biljkama klorofil okružuje fotosisteme u tilakoidnoj membrani u organele zvane kloroplasti, koji su koncentrirani u lišću biljke. Klorofil apsorbira svjetlost i koristi rezonantni prijenos energije za aktiviranje reakcijskih centara u foto sustavu I i fotosistemu II. To se događa kada energija iz foton (svjetlo) uklanja elektron iz klorofila u reakcijskom centru P680 fotosistema II. Visokoenergetski elektron ulazi u lanac transporta elektrona. P700 fotosistema I radi s fotosustavom II, iako izvor elektrona u ovoj molekuli klorofila može varirati.
Elektroni koji ulaze u lanac transporta elektrona koriste se za pumpanje vodikovih iona (H+) preko tilakoidne membrane kloroplasta. Kemiosmotski potencijal koristi se za proizvodnju energetske molekule ATP i za smanjenje NADP+ na NADPH. NADPH se pak koristi za smanjenje ugljičnog dioksida (CO2) u šećere, poput glukoze.
Ostali pigmenti i fotosinteza
Klorofil je najpoznatija molekula koja se koristi za prikupljanje svjetlosti za fotosintezu, ali to nije jedini pigment koji služi toj funkciji. Klorofil spada u veću klasu molekula nazvanih antocijanini. Neki antocijanini djeluju zajedno s klorofilom, dok drugi apsorbiraju svjetlost neovisno ili u različitoj točki životnog ciklusa organizma. Te molekule mogu zaštititi biljke promjenom boje, tako da postanu manje atraktivne kao hrana i manje vidljive štetočinama. Ostali antocijanini apsorbiraju svjetlost u zelenom dijelu spektra, proširujući raspon svjetlosti koje biljka može koristiti.
Biosinteza klorofila
Biljke proizvode klorofil iz molekula glicina i sukcinil-CoA. Postoji intermedijarna molekula nazvana protoklorofilid, koja se pretvara u klorofil. Kod angiosperma ta kemijska reakcija ovisi o svjetlosti. Ove biljke blijede su ako se uzgajaju u tami, jer ne mogu dovršiti reakciju na proizvodnju klorofila. Alge i ne-vaskularne biljke ne zahtijevaju svjetlost za sintezu klorofila.
Protoklorofilid tvori toksične slobodne radikale u biljkama, pa je biosinteza klorofila strogo regulirana. Ako ima nedostatak željeza, magnezija ili željeza, biljke možda neće moći sintetizirati dovoljno klorofila, čini se blijedo ili chlorotic. Kloroza može biti uzrokovana i nepravilnim pH (kiselost ili alkalnost) ili napadom patogena ili insekata.