La chlorophylle et les carot?no?des sont tous deux des pigments, ou chromophores, impliqu?s dans la photosynth?se. La chlorophylle et les carot?no?des sont responsables de la r?colte de la lumi?re, de l’absorption des photons et du transfert de l’?nergie d’excitation au centre de r?action photosynth?tique. Cependant, seule la chlorophylle fonctionne au sein du centre de r?action pour effectuer la s?paration des charges ? travers la membrane cellulaire. C’est la chlorophylle qui d?clenche une s?rie de r?actions de transfert d’?lectrons qui r?duisent ?ventuellement le dioxyde de carbone (CO2) en glucides.
Avec un nom signifiant ? feuille verte ? en grec, la chlorophylle a ?t? identifi?e pour la premi?re fois en 1818 par Pierre Joseph Pelletier et Joseph Bienaime Caventou. La chlorophylle est bien connue pour son aspect vert et pour ?tre le pigment photosynth?tique le plus abondant sur Terre. Depuis sa d?couverte originale, des dizaines de types de mol?cules de chlorophylle ont ?t? d?couverts. Mol?culairement, ce sont tous des t?trapyrroles cycliques et contiennent g?n?ralement un ion magn?sium central. La structure chimique de la chlorophylle a le potentiel de gagner ou de perdre facilement des ?lectrons, ce qui lui permet d’absorber des photons et de transf?rer l’?nergie d’excitation vers et ? l’int?rieur du centre de r?action photosynth?tique.
La chlorophylle et les carot?no?des sont tous deux des pigments de r?colte de lumi?re, mais la chlorophylle est le plus abondant et le plus critique pour la photosynth?se. Les diff?rents types de chlorophylles, travaillant en combinaison, sont capables d’absorber la lumi?re sur une grande partie du spectre photosynth?tique, de 330 ? 1,050 500 nanom?tres. Une exception est ce qu’on appelle le ? trou vert ?, autour de XNUMX nanom?tres. Des pigments accessoires sont n?cessaires pour combler cette lacune d’absorption.
Une deuxi?me limitation des chlorophylles d?coule de la caract?ristique m?me qui en fait des pigments si puissants dans le syst?me photosynth?tique : leur capacit? ? maintenir des ?tats excit?s de longue dur?e. Cette capacit?, cependant, conduit ?galement ? une tendance ? g?n?rer des esp?ces r?actives toxiques de l’oxyg?ne. L? encore, les pigments accessoires, les carot?no?des en particulier, sont capables d’aider ? r?soudre ce probl?me.
Les carot?no?des sont des chromophores qui sont g?n?ralement de couleur rouge, orange ou jaune. Le carot?no?de le plus connu est probablement le carot?ne, qui donne aux carottes leur couleur orange. Les carot?no?des ont deux fonctions principales : r?colter l’?nergie lumineuse pour la photosynth?se et prot?ger la chlorophylle des dommages caus?s par la lumi?re.
Pour leur fonction principale, les carot?no?des absorbent l’?nergie lumineuse des photons. Avec les biliprot?ines, ils aident ? absorber l’?nergie dans le ? trou vert ? pr?s de 500 nanom?tres. Ils ne sont pas capables de transf?rer cette ?nergie directement dans la voie photosynth?tique du centre de r?action. Au contraire, ils transf?rent l’?nergie d’excitation directement aux mol?cules de chlorophylle, qui transf?rent ensuite l’?nergie aux centres de r?action et dans la voie photosynth?tique. Les carot?no?des sont donc connus comme des pigments accessoires, et la chlorophylle et les carot?no?des forment ensemble l’antenne de collecte de lumi?re ? l’int?rieur des cellules.
La fonction la plus importante des carot?no?des est peut-?tre de prot?ger la chlorophylle et la cellule environnante des dommages caus?s par la lumi?re. Les chlorophylles g?n?rent souvent des esp?ces r?actives de l’oxyg?ne toxiques, qui causent divers dommages cellulaires, et elles sont particuli?rement enclines ? g?n?rer de tels radicaux libres dans des conditions de forte luminosit?. Les carot?no?des sont capables d’absorber l’exc?s de lumi?re, la d?tournant de la chlorophylle. Contrairement ? la chlorophylle, les carot?no?des peuvent convertir sans danger l’exc?s d’?nergie d’excitation en chaleur.