Klorofüll on taimsetes, vetikates ja sinivetikates leiduvate roheliste pigmentide molekulide rühmale antud nimi. Kaks kõige tavalisemat klorofülli tüüpi on klorofüll a, mis on sini-must ester keemilise valemiga C55H72MgN4O5ja klorofüll b, mis on tumeroheline ester valemiga C55H70MgN4O6. Muud klorofülli vormid hõlmavad klorofülli c1, c2, d ja f. Klorofülli vormidel on erinevad kõrvalahelad ja keemilised sidemed, kuid neid kõiki iseloomustab kloori pigmenditsükkel, mille keskmes on magneesiumioon.
Peamised võtmed: klorofüll
- Klorofüll on rohelise pigmendi molekul, mis kogub päikeseenergiat fotosünteesi jaoks. See on tegelikult seotud molekulide pere, mitte ainult üks.
- Klorofülli leidub taimedes, vetikates, sinivetikates, protistides ja vähestes loomades.
- Kuigi klorofüll on kõige tavalisem fotosünteetiline pigment, on neid veel mitmeid, sealhulgas antotsüaniinid.
Sõna "klorofüll" pärineb kreeka sõnadest kloorid, mis tähendab "rohelist", ja phyllon, mis tähendab "lehte". Joseph Bienaimé Caventou ja Pierre Joseph Pelletier eraldasid ja nimetasid molekuli esmakordselt 1817. aastal.
Klorofüll on oluline pigmendi molekul fotosünteesi jaoks, kasutavad keemilised protsessid taimi valguse energia neelamiseks ja kasutamiseks. Seda kasutatakse ka toiduvärvina (E140) ja desodoreeriva ainena. Toiduvärvina kasutatakse klorofülli rohelise värvi lisamiseks pastale, piirituse absindile ning teistele toitudele ja jookidele. Vahajas orgaanilise ühendina ei lahustu klorofüll vees. Toidus segatakse see väikese koguse õliga.
Tuntud ka kui: Klorofülli alternatiivne õigekiri on klorofüül.
Klorofülli roll fotosünteesis
fotosünteesi üldine tasakaalustatud võrrand on:
6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2
kus süsinikdioksiid ja vesi reageerima toota glükoos ja hapnik. Üldine reaktsioon ei näita siiski keemiliste reaktsioonide keerukust ega sellega seotud molekule.
Taimed ja muud fotosünteesivad organismid kasutavad klorofülli valguse (tavaliselt päikeseenergia) neelamiseks ja selle keemiliseks energiaks muundamiseks. Klorofüll neelab tugevalt sinist ja ka punast valgust. Imendub halvasti roheliselt (peegeldab seda), mistõttu klorofüllirikkad lehed ja vetikad tunduvad rohelised.
Taimedes ümbritseb klorofüll fotosüsteeme organellid, mida nimetatakse kloroplastideks, mis on koondunud taimede lehtedesse. Klorofüll neelab valgust ja kasutab resonantsi energiaülekannet I ja II fotosüsteemide reaktsioonikeskuste pingestamiseks. See juhtub siis, kui energiat tuleb footon (hele) eemaldab elektron klorofüllist fotosüsteemi II reaktsioonikeskuses P680. Suure energiaga elektron siseneb elektronide transpordiahelasse. I fotosüsteemi P700 töötab II fotosüsteemiga, ehkki selle klorofülli molekuli elektronide allikas võib varieeruda.
Vesinikuioonide (H.) Pumpamiseks kasutatakse elektronid, mis sisenevad elektronide transpordiahelasse+) kloroplasti tülakoidmembraanil. Keemiosmootilist potentsiaali kasutatakse energiamolekuli ATP tootmiseks ja NADP vähendamiseks+ NADPH-i. NADPH-d kasutatakse omakorda süsinikdioksiidi (CO2) suhkruteks, näiteks glükoosiks.
Muud pigmendid ja fotosüntees
Klorofüll on kõige laialdasemalt tunnustatud molekul, mida kasutatakse valguse kogumiseks fotosünteesiks, kuid see pole ainus pigment, mis seda funktsiooni täidab. Klorofüll kuulub suuremasse molekulide klassi, mida nimetatakse antotsüaanideks. Mõned antotsüaniinid toimivad koos klorofülliga, teised absorbeerivad valgust iseseisvalt või organismi elutsükli erinevas punktis. Need molekulid võivad taimi kaitsta, muutes nende värvainet, et muuta need toiduna vähem atraktiivseks ja kahjuritele vähem nähtavaks. Muud antotsüaniinid neelavad valgust spektri rohelises osas, laiendades valguse ulatust, mida taim saab kasutada.
Klorofülli biosüntees
Taimed muudavad klorofülli molekulidest glütsiini ja suktsinüül-CoA. Seal on vahemolekul nimega protoklorofülliid, mis muundatakse klorofülliks. Angiospermides sõltub see keemiline reaktsioon valgust. Need taimed on kahvatud, kui neid kasvatatakse pimedas, kuna nad ei suuda klorofülli saamiseks reaktsiooni lõpule viia. Vetikad ja mittevaskulaarsed taimed ei vaja klorofülli sünteesimiseks valgust.
Protoklorofülliid moodustab taimedes mürgiseid vabu radikaale, seega on klorofülli biosüntees rangelt reguleeritud. Kui rauas, magneesiumis või rauas on puudus, ei pruugi taimed olla võimelised sünteesima piisavalt klorofülli, näivad kahvatu või klorootiline. Kloroosi võib põhjustada ka vale pH (happesus või aluselisus) või patogeenid või putukate rünnak.