Pigmentos fotossintéticos

Introdução

Neste trabalho irei falar sobre Pigmentos Fotossintéticos, os pigmentos fotossintéticos são substâncias capazes de absorver luz visível utilizada no processo fotossintético. Os mais importantes são as clorofilas (a, b, c e d), os carotenóides (carotenos e xantofilas) e as ficobilinas (ficoeritrina e ficocianina) As clorofilas são pigmentos fotossintéticos de cor verde e ocorrem em todos os eucariontes fotossintéticos e nas cianobactérias.

No grupo dos carotenóides, os carotenos têm cor alaranjada, surgindo em todos os organismos fotossintéticos, com excepção das bactérias. As xantofilas, pigmentos de cor amarela, encontram-se nas algas castanhas e nas diatomáceas. As ficobilinas surgem nas algas vermelhas e nas cianobactérias, sendo a ficobilina um pigmento de cor avermelhada e a ficocianina azul.

Pigmentos fotossintéticos

São moléculas que absorvem e emitem luz, mudando seu estado electrónico. (Taiz & Zeiger, 1998) Estas moléculas também são chamadas de foto-receptores, pois absorvem a luz para eventual uso em processos fisiológicos. Elas processam a energia luminosa em uma forma que pode ser usada pela planta. (Hopkins, 1995) Todos os pigmentos activos na fotossíntese são encontrados no cloroplasto. As clorofilas e bacterioclorofilas (pigmentos) encontrados em certas bactérias são típicos pigmentos de organismos fotossintetizantes. Actualmente todos os organismos fotossintetizantes possuem uma mistura de mais de um tipo de pigmentos, cada um servindo a uma função específica. (Taiz & Zeiger, 1998)

Os mais importantes pigmentos absorvedores de luz nas membranas dos tilacóides dos cloroplastos são as clorofilas, mas os pigmentos acessórios (por exemplo, os carotenóides e as ficobilinas) também são capazes de absorver luz. Os pigmentos acessórios absorvem luz em comprimentos de onda diferentes daqueles absorvidos pelas clorofilas e, portanto, são receptores suplementares de luz. (Lehninger, 1995)

A clorofila se apresenta verde aos nossos olhos porque ela absorve luz dos comprimentos de onda vermelha e azul e reflecte a luz verde (aproximadamente 550 nm). Neste processo, a clorofila em estado basal ou baixa energia, absorve um fóton e faz a transição para um estado excitado ou de alta energia. A distribuição dos eléctrones na molécula é um pouco diferente no estado excitado em relação ao seu estado basal.

No estado excitado, a clorofila é extremamente instável e muito rapidamente doa energia como calor e volta ao seu estado de baixa excitação. Isto ocorre em termos de nano segundos (10 – 9s). A clorofila excitada tem diferentes caminhos para esta energia disponível. Ela pode reemitir um fóton e retornar ao seu estado basal, cujo processo é conhecido como fluorescência.

Alternativamente, a clorofila excitada pode retornar ao seu estado basal pela conversão da energia de excitação em calor, directamente (conforme já mencionado anteriormente). Um terceiro processo é a fotoquímica, em que a energia é utilizada para a ocorrência de reacções químicas. (Taiz & Zeiger, 1998)

A molécula de clorofila consiste de duas partes: uma cabeça porfirínica e uma longa cauda formada por hidrocarboneto chamada fitol. A porfirina é um tetra pirrol cíclico, formado por quatro anéis pirrólicos contendo nitrogénio, arranjados de modo cíclico. Para completar a molécula, existe um íon magnésio (Mg2+) que lado aos quatro átomos de nitrogénio no centro do anel. (Hopkins, 1995)

Quatro tipos de clorofilas são conhecidas e denominadas a, b, c e d. A diferença entre elas é pequena. A clorofila a é o pigmento fotossintético primário em plantas superiores. A clorofila b é similar a ela, excepto pelo grupo formil (-CHO) que substitui o grupo metil do anel II. Esta clorofila é encontrada em praticamente todas as plantas superiores e algas verdes.

  A principal diferença encontrada entre a clorofila a e a clorofila c (encontrada em diatomáceas, dinoflagelados e algas pardas) é que a clorofila c não possui o fitol. Finalmente a clorofila d, encontrada somente em algas vermelhas, é semelhante à clorofila a, exceto que um grupo (-O-CHO) substitui um grupo (- CH = CH2) no anel I. (Hopkins, 1995)

Apesar de todos os tipos de clorofilas serem verdes, as pequenas variações em sua estrutura fazem com que o espectro de absorção seja ligeiramente diferente de uma para outra, permitindo que as diferentes clorofilas complementem-se mutuamente para aumentar o alcance de absorção do espectro de luz visível. (Lehninger, 1995)

As moléculas de clorofila nas membranas dos tilacóides estão ligadas a proteínas integrais de membrana, que orientam a clorofila em relação ao plano da membrana e conferem propriedades de absorção de luz, que são ligeiramente diferentes daquela da clorofila livre. (Lehninger, 1995).

Ficobilinas - Fotossíntese

Servem como pigmentos acessório em algas vermelhas e cianobactérias. Quatro ficobilinas são conhecidas, sendo que três delas estão envolvidas na fotossíntese, e a quarta, a fitocromobilina, é um importante fotorreceptor que regula vários aspectos do crescimento e desenvolvimento. (Hopkins, 1995)

Uma diferença das ficobilinas para a clorofila é que as primeiras apresentam a cadeia tetrapirrólica aberta. Outra diferença é que o grupo tetrapirrólico é covalentemente ligado a uma proteína, que forma uma parte da molécula. Um pigmento que contém uma proteína como uma parte integrante da molécula (como é o caso das ficobilinas) é conhecido como cromoproteína. (Hopkins, 1995)

Carotenóides - Fotossíntese

Carotenóides compreendem uma família de pigmentos amarelos e laranjas, presentes na maioria dos organismos fotossintetizantes. São encontrados em grandes quantidades nas raízes de cenoura e fruto de tomate. São também encontrados em folhas verdes. (Hopkins, 1995)

No outono, quando parte da clorofila é degrada, os carotenóides que são mais estáveis, fornecem a coloração característica laranja amarelada das folhas de outono. (Hopkins, 1995) Estes pigmentos são terpenóides de 40 carbonos (C40), biossinteticamente derivados da via dos isoprenóides. São predominantemente hidrocarbonetos e por isso são solúveis em lipídeos e estão presentes nas membranas tanto de cloroplastos quanto de plastídeos especializados chamados cromoplastos. (Hopkins, 1995)

Conclusão

Depois de tanta pesquisa conclui que os fotões provenientes da radiação luminosa fazem com que os electrões das moléculas de clorofila passem para um estado excitado e mais energético, sendo facilmente transferidos para outras moléculas de clorofilas que lhes estejam próximas.