Clorofila

A clorofila confere a cor verde às plantas.

A clorofila encontra-se nas membranas dos tilacóides dos cloroplastos (esferas de cor verde).

Clorofilaé a designação de um grupo depigmentosfotossintéticospresente noscloroplastosdasplantas(em sentido geral, incluindo também asalgas,cianofícease diversosprotistasanteriormente considerados "algas" ou "plantas", como asalgas vermelhasoucastanhas).

A intensa coresverdeadada clorofila se deve a suas fortesabsorçõesdas regiõesazuisevermelhasdoespectro eletromagnético,e por causa destas absorções aluzque ela reflete e emite a cor verde. Ela consegue canalizar aenergiada luzsolaremenergia químicaatravés do processo defotossíntese.Neste processo, a energia absorvida pela clorofila transformadióxido de carbonoeáguaemcarboidratoseoxigênio.

Função

Modelo espacial da molécula de clorofilaa.

Estrutura comum às clorofilasa,bed.

Estrutura comum às clorofilasc1ec2.

As moléculas de clorofila encontram denominados fotossistemas, que se encontram integrados nostilacóidesdecloroplastos.A maioria das moléculas de clorofila absorve luz e transmite a energia luminosa através de um fenómeno designado por "transferência de energia por ressonância" a um par de moléculas de clorofila específico que se encontra no centro reaccional dosfotossistemas.Os fotossistemas I e II possuem centros reaccionais distintos, denominados P680 e P700 de acordo com ocomprimento de onda(emnanómetros) correspondente ao seu pico máximo deabsorção.

A energia transferida para as moléculas de clorofila pertencentes ao centro reaccional é usada no processo de separação de carga, que consiste na transferência de umelétronda clorofila para uma cadeia de transporte electrónico. A clorofila do centro reaccional P680,oxidadaà forma P680⁺,éreduzidacom um elétron proveniente da oxidação daágua(H₂O) adioxigénio(O₂) e hidrogénio molecular (H₂). O fotossistema I trabalha em conjunto com o fotossistema II; o centro oxidado a P700⁺é eventualmente reduzido com electrões provenientes do fotossistema II. Em determinadas condições, a fonte de elétrons para redução do P700⁺pode variar.

O fluxo de elétrons produzido pelos pigmentos de clorofila é usado para transportar íons H⁺através das membranas dos tilacóides, causando um potencial quimiosmótico usado principalmente na produção deATP.Os electrões são eventualmente usados na redução de NADP⁺aNADPH.

Estrutura química

A clorofila é umpigmentoclorínico com quatro anéis pirrolo ligados por metinas, e um quinto anel ausente em outrasporfirinas,grupo de compostos ao qual pertence e que inclui compostos como o grupoheme.No centro do anel há umíondemagnésio(Mg²⁺)coordenadopor quatroátomosdeazoto.Ocompostoé denominadofeofitinaquando não se encontra magnésio (ou outroíonmetálico) no seu centro. As cadeias laterais variam em certo nível entre as diferentes formas de clorofila encontradas em diferentes organismos, mas todas possuem uma cadeia fitol (umterpeno) ligada por umaligaçãoéstera umcarboxilodo anel IV. A clorofilaaencontra-se sempre presente, mas também ocorrem clorofilasbecem outros grupos.

Formas da clorofila

A clorofila em plantas verdes consiste em duas formas, clorofilaaeb.As clorofilascedsão encontradas especialmente em algas e cianobactérias.

A clorofilaadifere da clorofilabpor apresentar na posição 3 do grupo tetrapirrólico oradical-CH₃(metila) no lugar do-CHO(aldeído). A clorofila está presente nas folhas das plantas, sendo crucial para a fabricação deglicoseatravés da fotossíntese. A clorofila é produzida pela planta através dos cloroplastos. É a clorofilaaa principal responsável pela coloração verde das plantas e pela realização da fotossíntese.

A clorofilabdifere da clorofilaapôr apresentar na posição 3 do grupo pirrólico o radical -CHO (carbonila/aldeído) no lugar do -CH₃(metila).

	Clorofilaa	Clorofilab	Clorofilac1	Clorofilac2	Clorofilad	Clorofilaf
Fórmula molecular	C55H72O5N4Mg	C55H70O6N4Mg	C35H30O5N4Mg	C35H28O5N4Mg	C54H70O6N4Mg	C55H70O6N4Mg
Grupo C2	-CH3	-CH3	-CH3	-CH3	-CH3	-CHO
Grupo C3	-CH=CH2	-CH=CH2	-CH=CH2	-CH=CH2	-CHO	-CH=CH2
Grupo C7	-CH3	-CHO	-CH3	-CH3	-CH3	-CH3
Grupo C8	-CH2CH3	-CH2CH3	-CH2CH3	-CH=CH2	-CH2CH3	-CH2CH3
Grupo C17	-CH2CH2COO-Fitilo	-CH2CH2COO-Fitilo	-CH=CHCOOH	-CH=CHCOOH	-CH2CH2COO-Fitilo	-CH2CH2COO-Fitilo
Ligação C17-C18	Simples	Simples	Dupla	Dupla	Simples	Simples
Ocorrência	Universal, única clorofila em muitas Cianobactérias	Plantas, Euglenídios e Proclorófitas	Stramenopilos	Dinoflagelados	Rodófitas (Plantas) e Cianobactérias	Cianobactérias

Propriedades físico-químicas

As clorofilas dão a cor esverdeada às plantas devido à baixa absorção de luz na região do espectro electromagnético correspondente a esta cor. A clorofilaaapresenta picos máximos de absorção aos 665 e 465 nm, com uma absortividade molar superior a 10⁵M⁻¹cm⁻¹,uma das mais altas em compostos orgânicos. A clorofilaaemsoluçãoapresentafluorescênciaaos 673 nm, mas a sua fluorescência é muito reduzida emfolhasintactas. Estas características devem-se à presença de diversas ligações conjugadas (ligações químicas simples e duplas alternadas) no sistema de anéis pirrólicos que rodeiam o magnésio central.

A clorofila não ésolúvelemáguae é mais instável empHácido.

A identidade, função e propriedades espectrais dos diferentes tipos de clorofila em cada fotossistema são distintas e determinadas tanto pelo tipo de fotossistema como pela estrutura das proteínas que as rodeiam. As clorofilas podem ser extraídas das proteínas usando umsolventeorgânicocomo aacetonaou ometanol,e separadas através decromatografiaempapel.A separação é possível dada a diferença no número de grupos polares entre as clorofilasaeb:

Separação da clorofila em cromatografia em papel.

Evidência da clorofila

A fotossíntese é um processo que consiste na conversão degás carbônicoeáguaem carboidratos, como asacaroseou oamido.

Pode-se demonstrar que a clorofila é vital para a fotossíntese através defolhasdesamiladas de umaplantavariegadae expondo-as à luz por várias horas. Folhas de plantas variegadas apresentam áreas verdes contendo clorofila e áreas brancas com ausência deste pigmento. Quando, depois, testado em uma solução deiodo,uma mudança de cor, que ocorre onde oamidoestá presente apenas em regiões anteriormente verdes, portanto contendo clorofila. Isto ocorre porque os cloroplastos são convertidos aamiloplastos(plastídeosde armazenamento de amido) por perda do sistema de membranas tilacoidais (e portanto da clorofila). Isso mostra que a fotossíntese não ocorre em áreas onde a clorofila está ausente, e portanto apoia a teoria de que a presença de clorofila é um requisito para a ocorrência do processo fotossintético. Aenergia luminosaabsorvida pela fotossíntese é armazenada na forma de energia potencial química nos açúcares formados.

Referências

• SPEER, Brian R. (1997).«"Photosynthetic Pigments"»(em inglês)
• «PDF review-Chlorophyll d: the puzzle resolved»(PDF)(em inglês)
• «Light Absorption by Chlorophyll»(em inglês)
• NELSON, David L.; COX, Michael M.,Lehninger Principles of Biochemistry,4th ed., W.H.Freeman, 2004,ISBN 978-0716743392