La clorofila y los carotenoides son pigmentos o crom?foros que participan en la fotos?ntesis. Tanto la clorofila como los carotenoides son responsables de recolectar luz, absorber fotones y transferir la energ?a de excitaci?n al centro de reacci?n fotosint?tica. Sin embargo, solo la clorofila funciona dentro del centro de reacci?n para realizar la separaci?n de carga a trav?s de la membrana celular. Es la clorofila que desencadena una serie de reacciones de transferencia de electrones que eventualmente reducen el di?xido de carbono (CO2) a carbohidratos.
Con un nombre que significa «hoja verde» en griego, la clorofila fue identificada por primera vez en 1818 por Pierre Joseph Pelletier y Joseph Bienaime Caventou. La clorofila es conocida por su apariencia verde y por ser el pigmento fotosint?tico m?s abundante en la Tierra. Desde su descubrimiento original, se han descubierto docenas de tipos de mol?culas de clorofila. Molecularmente, todos son tetrapirrol c?clicos y generalmente contienen un ion de magnesio central. La estructura qu?mica de la clorofila tiene el potencial de ganar o perder electrones f?cilmente, que es lo que le permite absorber fotones y transferir la energ?a de excitaci?n hacia y dentro del centro de reacci?n fotosint?tica.
La clorofila y los carotenoides son pigmentos de recolecci?n de luz, pero la clorofila es la m?s abundante y la m?s cr?tica para la fotos?ntesis. Los diferentes tipos de clorofilas, que trabajan en combinaci?n, son capaces de absorber la luz en gran parte del espectro fotosint?tico, de 330-1,050 nan?metros. Una excepci?n es lo que se llama la «brecha verde», alrededor de 500 nan?metros. Se requieren pigmentos accesorios para llenar este vac?o de absorci?n.
Una segunda limitaci?n de las clorofilas surge de la caracter?stica que los convierte en pigmentos tan poderosos en el sistema fotosint?tico: su capacidad para mantener estados excitados de larga duraci?n. Sin embargo, esa capacidad tambi?n conduce a una tendencia a generar especies t?xicas de ox?geno reactivo. Una vez m?s, los pigmentos accesorios, en particular los carotenoides, pueden ayudar a resolver este problema.
Los carotenoides son crom?foros que generalmente son de color rojo, naranja o amarillo. El carotenoide m?s conocido es probablemente el caroteno, que le da a las zanahorias su color naranja. Los carotenoides tienen dos funciones principales: recolectar energ?a de la luz para la fotos?ntesis y proteger la clorofila del da?o causado por la luz.
Para su funci?n principal, los carotenoides absorben la energ?a de la luz de los fotones. Junto con las biliprote?nas, ayudan a absorber energ?a en la «brecha verde» cerca de 500 nan?metros. No pueden transferir esta energ?a directamente a la ruta fotosint?tica en el centro de reacci?n. M?s bien, transfieren la energ?a de excitaci?n directamente a las mol?culas de clorofila, que luego transfieren la energ?a a los centros de reacci?n y a la ruta fotosint?tica. Los carotenoides se conocen como pigmentos accesorios, y la clorofila y los carotenoides juntos forman la antena de captaci?n de luz dentro de las c?lulas.
Quiz?s la funci?n m?s importante de los carotenoides es proteger la clorofila y la c?lula circundante del da?o de la luz. Las clorofilas a menudo generan especies t?xicas de ox?geno reactivo, que causan diversos da?os celulares, y son particularmente propensas a generar tales radicales libres en condiciones de mucha luz. Los carotenoides pueden absorber el exceso de luz, desvi?ndola de la clorofila. A diferencia de la clorofila, los carotenoides pueden convertir inofensivamente el exceso de energ?a de excitaci?n en calor.