Crescita porcini in 12 giorni

 

 

 

 

 Struttura molecolare della clorofilla "A"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Valdobbiadene                                                                  Classi 1^ALS  e 1^BLS

LABORATORIO  “MISSIONE BRACCIO DI FERRO” 

Relazione:     

MISSIONE BRACCIO DI FERRO

 

I pigmenti biologici:

sono generalmente classificati in base al tipo di molecola. I pigmenti piranici sono derivati dalla molecola di pirano e si trovano soprattutto nelle piante. I più diffusi appartengono al gruppo degli antociani che conferiscono colorazioni variabili dal blu al rosso al viola (es: enocianina e clandinina).

Altri pigmenti piranici sono i flavoni, come la quercetina e la luteolina, di colori variabili dall'arancio al giallo. I pigmenti pirrolici hanno molecole formate d un certo numero di anelli dal pirrolo, ai quali sono legati anche atomi metallici, diversi in ciascun pigmento.

Fanno parte di questa categoria, che comprende molecole di grande importanza biologica, la clorofilla e i pigmenti respiratori, molecole che si legano all'ossigeno e ne permettono il trasporto e l'utilizzazione da parte delle cellule degli organismi animali.

Sono pigmenti respiratori l'emoglobina dei vertebrati, le eritocruorine dei protozoi, le clorocruorine presenti in alcuni anellidi, le emocianine di molluschi e artropodi. I pigmenti chinonici derivati da p-benzochinone, antrachinone e naftochinone, sono frequenti nei funghi nelle muffe e in alcuni insetti; presentano colori molto vivaci, dal rosso al giallo.

I pigmenti polienici hanno struttura caratterizzata da doppi legami coniugati. I più importanti sono i carotenodi, di colore giallo, arancione e rosso, presenti in molte piante e animali; la crocetina che da il colore allo zafferano, il licopene ai pomodori, la zeaxantina al mais e al tuorlo d'uovo.

Va infine considerato un gruppo dei pigmenti con struttura non riconducibile a nessuna delle categorie citate; tra questi, la melanina, responsabile del colore della pelle e dei peli nei vertebrati, che proteggono la pelle dalle radiazione ultraviolette.

I pigmenti delle piante:

Le piante verdi presentano nei diversi organi una diversità di colorazione, di tonalità di colore, che rendono così vario e cangiante il paesaggio dei boschi e dei prati.

I vegetali sono dotati di pigmenti, cioè di sostanze colorate.                                                                              I pigmenti principali delle piante superiori sono le clorofille e i carotenoidi.

Le clorofille hanno colore verde, con due tonalità diverse. Si parla di clorofille, perchè sono due:

- la clorofilla “A", che è l'artefice principale della fotosintesi cioè alla trasformazione dell'energia luminosa in energia chimica,

- la clorofilla "B", che è considerata un pigmento accessorio.

 

Un altro importante gruppo di pigmenti accessori è quello dei carotenoidi di colore giallo-arancione.

I carotenoidi abbondano nei cloroplasti, ma normalmente il loro colore è      mascherato dalla clorofilla, per cui le foglie appaiono di norma verdi, e non gialle o arancioni. I carotenoidi, quando sono contenuti in altri organuli, detti

cromoplasti, sono invece ben visibili nei

petali dei fiori o nei frutti, ai quali danno i bei colori a tutti noti. In alcuni momenti dello sviluppo della pianta, soprattutto in autunno, si verifica un cambiamento del rapporto quantità di clorofilla/quantità di carotenoidi, i cloroplasti si trasformano in cromoplasti e il colore delle foglie diventa rosso, arancione o giallo.

-la clorofilla “B” e i carotenoidi sono in grado di assorbire la luce a lunghezze  d'onda diverse da quelle assorbite dalla clorofilla A e in altri casi, l'energia

assorbita innesca una reazione chimica.

Se avverrà o meno dipende dalle sue relazioni con le molecole vicine.

La clorofilla riesce a convertire l' energia luminosa in energia chimica, un processo che inizia con una reazione di ossidoriduzione.

Quando i pigmenti assorbono la luce, gli elettroni, all'interno delle loro molecole, vengono spinti a livelli di energia superiore; l'energia liberata può: essere assorbita da una molecola vicina, in cui gli elettroni vengono spinti a livelli di energia più alti; essere dissipata come calore; essere rimessa come energia luminosa di lunghezza d'onda maggiore, un fenomeno detto fluorescenza.

I colori delle piante:

Domina il colore verde delle diverse clorofille che dal verde

-blu vanno fino a un pallido verde-giallo; è impressionante la costanza con la quale queste clorofille si presentano nei grandi gruppi di piante e nelle alghe. Anche nelle colonie dei funghi microscopici  e batteri sono ben visibili le colorazioni verdi.

Il colore giallo è dovuto a varie quantità e combinazioni di pigmenti detti carotenoidi e flavonoidi che danno delle spettacolari colorazioni ai paesaggi autunnali. Talora anche la clorofilla tende al colore giallo e giallo-verde, specialmente in alcuni stadi iniziali (protoclorofilla). Anche nei funghi e nei licheni si presentano colorazioni gialle, giallo-brune, giallo-citrine.                   Il colore arancio è frequente, in numerosissimi fiori, nei frutti (arancia), nelle radici (carota), ma anche nei funghi e nei licheni.

Il colore rosso è dovuto a sostanze (antocianine) in concentrazioni diverse.  E' il caso di ricordare la vasta categoria delle alghe rosse la cui colorazione è dovuta a particolari pigmenti dell'apparato fotosintetico; i molti funghi e i licheni con intense colorazioni rosse.

Il colore bruno è legato soprattutto alla colorazione autunnale e delle foglie morte cadute al suolo.

Nelle alghe, nei funghi e nei licheni si possono trovare colori rugginosi

dovuti a incrostazioni di ossido di ferro come anche in colonie batteriche delle acque termali.

Il colore azzurro, anch'esso dovuto alle antocianine è frequentissimo nei fiori; si trova in alcuni funghi del genere Boletus.

Il colore violetto si presenta spesso nei fiori.

Non mancano screziature violette nelle foglie di alcune specie tropicali.

Anche il colore bianco è presente in molti fiori; si presenta anche nelle foglie tomentose, coperte di lanosità candida.

Il colore nero o anche grigio si presenta per varie combinazioni, anzi accumuli di pigmenti diversi. Interessanti sostanze però, dette fitomelanine, sono talora responsabili di annerimenti di vari organi. I vegetali hanno costituito una fonte molto varia di coloranti usati da tempi immemorabili per tingere le stoffe.

 

Struttura molecolare                                             La clorofilla è una clorina.

La molecola ha una struttura ad anello, al centro del quale c'è un atomo di magnesio (VEDI SOPRA), che ha la funzione di mantenere la struttura rigida per evitare che l'energia solare si disperda sotto forma di calore prima che possa essere utilizzata per il processo fotosintetico. Dall'anello poi parte una lunga catena idrofoba che serve per ancorare la molecola di clorofilla alle membrane dei tilacoidi.  Vi sono alcune forme differenti, ma la più universalmente diffusa tra le piante terrestri è la clorofilla a, la cui struttura fu decodificata da Hans Fischer nel 1940, e dal 1960, quando la stereochimica della clorofilla a era risaputa, Robert Burns Woodward pubblicò una sintesi completa della molecola com'è ad oggi conosciuta. Nel 1967, le residue delucidazioni stereochimiche furono perfezionate da Ian Fleming, e nel 1990 Woodward e coautori pubblicarono una sintesi aggiornata.

Le differenti strutture della clorofilla sono sintetizzate sotto:

 

               

Clorofilla a

Clorofilla b

Formula molecolare

C55H72O5N4Mg 

C55H70O6N4Mg

 

 

Struttura della clorofilla "A"

 

Struttura della clorofilla "B"

 

Massa molecolare

893,51

907,49

Diffusione

Universale

Maggior parte delle
piante

 

 Nel momento in cui le foglie ingialliscono, la clorofilla è convertita in un gruppo di tetrapirroli incolori conosciuti come cataboliti della clorofilla. Questi composti sono

anche stati identificati in vari frutti maturi.
Per questo motivo le foglie in autunno non mostrano il tipico colore verde, per il fatto che gli altri pigmenti presenti non sono più mascherati dalla clorofilla e manifestano il loro colore.