EXTRACCIÓN DE CLOROFILA Y SU SEPARACIÓN CROMATOGRAFÍCA

Introducción

La fotosíntesis es el proceso biológico mediante el cual los organismos vivos adquieren energía solar, directa o indirectamente. Las moléculas que se encargan de atrapar dicha energía son los pigmentos que contienen las plantas. Estos pigmentos, denominados cromoforos absorben eficientemente una longitud de onda específica de la luz visible.

La naturaleza de la luz

La luz blanca se descompone en diferentes colores (color=longitud de onda) cuando pasa por un prisma. La longitud de onda se define como la distancia de pico a pico (o de valle a valle). La energía es inversamente proporcional a la longitud de onda: longitudes de onda larga tienen menor energía que las cortas.

La distribución de los colores en el espectro está determinada por la longitud de onda de cada uno de ellos. La luz visible es una pequeña parte del espectro electromagnético. Cuanto más larga la longitud de onda de la luz visible tanto más rojo el color. Asimismo las longitudes de onda corta están en la zona violeta del espectro. Las longitudes de onda más largas que las de del rojo se denominan infrarrojas, y aquellas más cortas que el violeta, ultravioletas.

La luz tiene una naturaleza dual: se comporta como onda y partícula. Entre las propiedades de la onda luminosa se incluyen la refracción de la onda cuando pasa de un material a otro. El efecto fotoeléctrico demuestra el comportamiento de la luz como partícula. El zinc se carga positivamente cuando es expuesto a luz ultravioleta en razón de que la energía de las partículas luminosas eliminan electrones del zinc. Estos electrones pueden crear una corriente eléctrica. El sodio, potasio y selenio tienen longitudes de onda críticas en el rango de la luz visible. La longitud de onda critica es la mayor longitud de onda (visible o no) que puede causar un efecto fotoeléctrico. Albert Einstein desarrollo en 1905 la teoría de que la luz estaba compuesta de unas partículas denominadas fotones, cuya energía era inversamente proporcional a la longitud de onda de la luz. La luz por lo tanto tiene propiedades explicables tanto por el modelo ondulatorio como por el corpuscular (cita )

La clorofila es una molécula compleja que posee un átomo de magnesio en el centro, mantenido por un anillo de porfirinas . Numerosas modificaciones de la clorofila se encuentran en las plantas y otros organismos fotosintéticos (plantas, algunos protistas, proclorobacteria y cianobacterias)

Los pigmentos accesorios que influyen a la clorofila b (también c, d y e en algas y protistas) y los carotenoies, como el beta caroteno y las xantofilas (carotenoide de color amarillo), absorben la energía no absorbida por la clorofila.

La clorofila a (R=--CHO) absorbe sus energías de longitudes de onda correspondientes a los colores que van del violeta azulado al anaranjado-rojizo y rojo.

Los carotenoides y la clorofila b absorben la longitud de onda del verde. Ambas clorofilas también absorben en la región final del espectro (anaranjado – rojo), o sea longitudes de onda larga y menor cantidad de energía. El origen de los organismos fotosintéticos en el mar da cuenta de esto. Las ondas de luz más cortas y de mayor energía no penetran más allá de los 5 metros de profundidad en el mar.

La habilidad para obténer energía de las ondas más largas ( y penetrantes en este caso) pudo constituir una ventaja para las primeras algas fotosintéticas que no podrían permanecer en la zona superior del mar todo el tiempo.

Si un pigmento absorbe la luz puede ocurrir una de estas tres cosas:

* La energía se disipa como calor

*la energía se emite inmediatamente como una longitud de onda mas larga, fenómeno conocido como fluorescencia.

*la energía puede dar lugar a una reacción química como la fotosíntesis.

La clorofila solo desencadena una reacción química cuando se asocia con una proteína ambebida en una membrana ( como el cloroplasto) o los repliegues de membrana encontradas en ciertos pocariontas fotosintéticos como las cianobacterias y proclorobacterias.

El tilacoide

El tilacoide es la unidad estructural de la fotosíntesis procariontas y eucarionts poseen estos sacos/vesículas aplanados en cuyo interior se encuentran los productos químicos intervinientes en la fotosíntesis. Solo los eucariotas poseen cloroplastos.

Clorofila y pigmentos accesorios

Un pigmento es cualquier sustancia que absorbe luz. El color del pigmento esta dado por la longitud de onda no absorbida y por lo tanto reflejada . los pigmentos blancos reflejan prácticamente toda la energía que les llega. Los pigmentos tienen un espectro de absorción característico de cada uno de ellos.

La clorofila el pigmento verde común de todas las células fotosintéticas, absorbe todas las longitudes de onda del espectro visible, excepto las de la percepción global del verde, detectado por nuestros ojos.

En la fase luminosa la luz que “golpea” a la clorofila excita a un electrón a un nivel energético superior. En una serie de reacciones la energía se convierte (a lo largo de un proceso de transporte de electrones) en ATP y NADPH. El agua se descompone en el proceso liberando oxigeno como producto secundario de la reacción. El ATP y el NADPH se utilizan para fabricar los enlaces C-C en la etapa oscura.

En la etapa oscura, el anhídrido carbónico de la atmosfera (o del agua en los organismos acuáticos) es capturado y modificado por la adición de hidrogeno para formar carbohidratos. La transformación del anhídrido carbónico en un compuesto orgánico se conoce como fijación del Carbono. La energía para ello proviene de la primera fase de la fotosíntesis. Los sistemas vivientes no pueden utilizar directamente la energía de la luz, pero pueden a través de una complicada serie de reacciones, convertirla en enlaces C-C y, esta energía puede ser luego liberada por la glucolisis y otros procesos metabólicos.

Los foto sistemas son los conjuntos de moléculas de clorofila y otros pigmentos empaquetados en los pinacoides. En el “corazón” del fotosistema se encuentra la clorofila que abosorbe la luz para convertirse en una forma “activada”. La energía contenida en esta clorofila activada se utiliza para hacer funcionar la maquinaria química de la cual depende gran parte de la vida.

Muchos procariotas tienen un solo fotosistema el fotosistema II (si bien fue el primero en la evolución, fue el segundo en descubrirse, de ahí el II). Los eucariotas usan el fotosistema II mas el fotosistema I.

El fotosistema I usa la clorofila en una forma denominada P700. El fotosistema II usa una forma de clorofila a conocida como

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