Pigmentos fotossintetizantes

Doutorado em Biodiversidade Vegetal e Meio Ambiente (Instituto de Botânica-SP, 2012)
Mestrado em Biodiversidade Vegetal e Meio Ambiente (Instituto de Botânica-SP, 2007)
Graduação em Ciências Biológicas (Universidade de Guarulhos, 2003)

Fotossíntese é um fenômeno natural e típico de seres autótrofos, cuja realização acontece através da conversão de energia luminosa em energia química, com o objetivo de sintetizar carboidratos, principal fonte de nutrientes dos seres autótrofos. A absorção de energia luminosa pelos organismos autótrofos acontece através de pigmentos específicos que se encontram armazenados em organelas conhecidas como cloroplastos (ou plastídeos). Portanto, os pigmentos de seres autótrofos têm como principal funcionalidade a absorção de luz. Quando os pigmentos absorvem todos os comprimentos de ondas de luz, o resultado é a cor negra. Porém, a maioria dos pigmentos absorvem determinados comprimentos de ondas e refletem aqueles que não são absorvidos. A clorofila, principal pigmento da fotossíntese, absorve luz nos comprimentos de ondas violeta, azul e vermelho, refletindo a cor verde. Existem tipos variados de clorofilas que diferem com relação à estrutura molecular e propriedades específicas de absorção. A clorofila a foi registrada presente em todos os organismos eucariontes fotossintetizantes e em cianobactérias (antigamente referidas como algas azuis). Desta forma, a clorofila a foi considerada o principal pigmento e todos os outros são conhecidos como pigmentos acessórios, como as clorofilas b, c, d, etc. Assim, a clorofila a é responsável pela produção do oxigênio durante a reação da fotossíntese. A clorofila b não está associada diretamente com a produção de energia, mas serve para ampliar a faixa de luz utilizada durante a fotossíntese. Desta forma, a clorofila b absorve energia luminosa e a transfere para a clorofila a. Plantas, algas verdes e euglenas são organismos que além da clorofila a, possuem a clorofila b. A clorofila c substitui a b, e está presente em algas pardasdiatomáceas.

Carotenoides e ficobilinas são outros tipos de pigmentos acessórios que não substituem a clorofila a, mas são responsáveis pela captura de energia luminosa e sua transferência para a clorofila a. As ficobilinas são pigmentos solúveis em água (hidrossolúveis), encontradas em algas vermelhas e em cianobactérias; enquanto que os carotenoides são solúveis em lipídios (lipossolúveis) e estão presentes em plantas, algas e cianobactérias. Carotenoides expressam a cor amarela, laranja e vermelha dos organismos e em plantas de regiões temperadas. Esta cor se torna evidente quando a clorofila é degradada, possibilitando a manifestação das cores dos carotenoides. A principal função atribuída aos carotenoides é como antioxidante, onde previne o estresse oxidativo causado pelo excesso de luz absorvido pela clorofila. Existem grupos de carotenoides, como carotenos, xantofilas e betacarotenos, este último precursor da vitamina A, fonte importante para animais incluindo seres humanos.

Como mencionado anteriormente, os pigmentos se encontram em cloroplastos, organelas citoplasmáticas complexas constituídas por membranas interconectadas conhecidas como tilacoides, onde o conjunto de tilacoides é referido como grana. Carotenoides e clorofilas estão presentes nas membranas de tilacoides de quase todos os organismos fotossintetizantes. Além das ficobilinas presentes em membranas de cianobactérias, que apresentam cloroplastos semelhantes àqueles encontrados em plantas e algas. As ficobilinas também estão presentes em maior quantidade em algas vermelhas e, portanto, mascarando a cor verde da clorofila a.

Organismos procariotos também são fotossintetizantes, como as protoclorófitas, bactérias que possuem clorofila a, b e carotenoides, mas sem as ficobilinas. Bactérias purpúreas têm um tipo diferente de pigmento, a bacterioclorofila, que difere dos pigmentos mencionados até o momento. Além disso, a fotossíntese em bactérias purpúreas possui diferenças como a não produção de oxigênio, um único fotossistema e são anaeróbicas.

Bibliografia recomendada:

Evert, R.F. & Eichhirn, S.E. 2014. Raven/ Biologia Vegetal. 8ª edição, Guanabara Koogan, Rio de Janeiro, 856p.