Clorofila

Definición

La clorofila es el principal pigmento fotosintético y es el responsable del color verde de todos los organismos que poseen este tipo de sistema de nutrición.

Tanto las plantas como las algas, son organismos fotosintéticos. Esto implica que producen moléculas de carbono orgánico a partir de carbono inorgánico, minerales, agua y luz. Este proceso sólo es posible si la energía que proporciona la luz es atrapada por ciertas moléculas: los pigmentos fotosintéticos. Dentro de este grupo de moléculas, la principal es la clorofila.

En las células fotosintéticas la clorofila se encuentra dentro de unas estructuras delimitadas por una membrana llamadas tilacoides. Los tilacoides de las células procariotas están dispersos en el citoplasma, mientras que en las células eucariotas se encuentran dentro de unas organelas denominadas cloroplastos.

Propiedades

La propiedad más importante que tiene la clorofila es la capacidad de absorber la energía lumínica y transferirla a otra molécula dando inicio al proceso de fotosíntesis. Para comprender mejor este proceso, es necesario conocer dos ítems importantes.

La estructura molecular

Las moléculas están formadas por átomos y estos, a su vez, por las llamadas partículas subatómicas: protones, neutrones y electrones. Cada electrón posee una cierta cantidad de energía que es la mínima posible y le da a la molécula la mayor estabilidad. Cuando un electrón absorbe energía, modifica su nivel basal a un estado excitado y la molécula se torna inestable, por lo que esa energía debe ser inmediatamente transferida y el electrón regresa a su estado fundamental.

El espectro de absorción

La luz solar atraviesa el espacio en forma de ondas rítmicas comparables a las que se generan cuando una piedra cae al agua en una laguna. La distancia entre las crestas de estas ondas es llamada longitud de onda y se mide en nanómetros (nm), es decir 1×10^-9 m. Dentro de todo el espectro solar, el ojo humano sólo puede ver una parte: el espectro visible. Este va desde el violeta en 400 nm, aproximadamente, hasta los 750 nm que es el color rojo. Los colores que podemos apreciar en los objetos, están dados por la longitud de onda que no ellos no absorben y, por lo tanto, es reflejada. Así las plantas se ven verdes, porque tanto la clorofila como los pigmentos accesorios, no absorben luz en la longitud de onda correspondiente al verde.

Cuando se ilumina una solución de clorofila pura, la energía absorbida es liberada en forma de luz y calor aún después de dejar de ser iluminada. Es decir que es fluorescente. En los tilacoides, en cambio esa energía liberada es absorbida por otra molécula llamada aceptor de electrones primario y es el primer paso de la cadena de reacciones que componen la fase lumínico-dependiente de la fotosíntesis.

En las células hay distintos tipos de clorofilas, siendo la clorofila a la única que participa directamente en la fotosíntesis. Es decir que se excita con la luz y transfiere esa energía al aceptor de electrones primario.

El espectro de absorción de luz de este tipo de clorofila posee dos picos uno en el rojo – naranja y otro en el azul – violeta. Los otros tipos de clorofilas, así como otros pigmentos, se denominan pigmentos accesorios. Esto es que absorben luz en un rango diferente al de la clorofila a y se excitan, pero esa energía es transferida a la clorofila a y no directamente al aceptor primario. Con estos pigmentos la célula amplía el espectro de luz que puede utilizar para fotosintetizar.

Estructura

La estructura de las clorofilas está dada por moléculas orgánicas de gran tamaño que constan de una «cabeza» que es una estructura formada por cuatro unidades llamadas pirroles que rodean a un átomo de magnesio, y se encuentra unida a una «cola» que es una larga cadena hidrocarbonada denominada fitol.

Las clorofilas presentes en las bacterias fotosintéticas difieren de las otras, principalmente en que el átomo central de la cabeza es de manganeso, en lugar de magnesio.

Tanto la clorofila a como las otras clorofilas y el resto de los pigmentos accesorios, se ubican en la membrana de los tilacoides dispuestos en agrupamientos de modo tal de formar una antena. Los pigmentos junto con las otras moléculas que forman parte de la reacción de fotosíntesis se agrupan formando lo que se denomina fotosistema. Existen dos tipos de fotosistemas: Fotosistema I y II. El primero es denominado P700, ya que la clorofila a tiene un máximo de absorción a 700 nm de longitud de onda. Por su parte, el fotosistema II se llama P680, siendo esta, otra de las longitudes de onda de mayor absorción de la clorofila. Generalmente ambos fotosistemas trabajan en conjunto.

Tipos

Las clorofilas pueden clasificarse en dos grandes grupos:

• Clorofila a, b, c, d: presentes en organismos fotosintéticos eucariotas. Dentro de estas clorofilas la clorofila a se encuentra el todos los organismos fotosintéticos eucariotas y la clorofila b está presentes en todas las plantas y las algas verdes. Por otra parte, las otras clorofilas sólo se encuentran en algunos tipos de algas.
• Bacterioclorofila a, b, c, d, e, g: presentes en organismos fotosintéticos procariotas. Las bacterias fotosintéticas, también tienen presencia de bacterioclorofila a en todas las especies, mientras que las otras clorofilas sólo están presentes en diferentes grupos.