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¿Corre algún riesgo la clorofila durante la fotosíntesis?

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https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f9/Carotinoide.jpg/593px-Carotinoide.jpg
###### Imagen 1. Manifestación de diferentes colores debido a la presencia de carotenoides. En Wikimedia Commons.
[Fuente](https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Carotinoide.jpg?uselang=es)


 
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Hola steemados amigos.


En el post anterior comenzamos a describir  los pigmentos fotosintéticos. Ya lo hemos hecho con las clorofilas consideradas las más importantes dentro de los pigmentos.

Sin embargo, las funciones en la naturaleza de los demás pigmentos no dejan de tener una relevancia considerable.

En esta ocasión vamos a referirnos a los carotenoides: ¿Qué son? tipos o clasificación y funciones.




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# **<p><center>CAROTENOIDES</center></p>**

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# **<p><center>¿Qué son?</center></p>**




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Son pigmentos lipídicos, o sea, compuestos orgánicos liposolubles químicamente formados por carbono e hidrógeno existiendo un grupo que también tiene  oxígeno.

Su distribución es bastante amplia encontrándose en animales, plantas, algas, hongos y bacterias. 

Estos pigmentos absorben y reflejan un rango de colores (ondas luminosas)  diferente al de las clorofilas presentando una coloración distinta. Pueden rojos, amarillos, y anaranjados. Influyen en la aparición de estos colores en hojas, frutos y flores.



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# **<p><center>Clasificación</center></p>**


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Existen dos tipos de carotenoides: los  carotenos y las xantofilas. 

Los carotenos son compuestos hidrogenados formados exclusivamente por  carbono e hidrógeno sin contener oxígeno (imagen 2). Entre ellos tenemos al betacaroteno, alfacaroteno y licopeno. 

El betacaroteno y el alfacaroteno son considerados provitamina A ya que el organismo los puede convertir en esta. Esto hace que los alimentos que los contienen son muy apreciados en las comidas. 

Sin embargo, es el betacaroteno el principal carotenoide provitamina A. Veamos una representación de la estructura química del betacaroteno:


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https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b4/Beta-carotene.svg/640px-Beta-carotene.svg.png
###### Imagen 2. Estructura química del betacaroteno. Nótese la ausencia de oxígeno el cual si está presente en las xantofilas. Autor de la imagen: KEA47. En Wikimedia Commons. 
[Fuente](https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Beta-carotene.svg?uselang=es)


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Las xantofilas, además de carbono e hidrógeno, presentan oxígeno (imagen 3). O sea, son carotenoides oxigenados. Entre ellos tenemos zeaxantina, astaxantina, criptoxantina, violaxantina, luteína, cantaxantina, etc.  

Las xantofilas generalmente no son precursoras de la vitamina A siendo la excepción la criptoxantina. El cuerpo humano la transforma en vitamina A.

Estos pigmentos son más abundantes en la naturaleza que los carotenos y son responsables del color amarillo que toman las hojas envejecidas. Al desintegrarse las clorofilas se aprecia claramente su presencia.

Veamos la representación de la estructura química de una xantofila, la astaxantina.


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https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/06/Astaxanthin.svg/620px-Astaxanthin.svg.png
###### Imagen 3. Una xantofila, la astaxantina. Nótese la presencia de oxígeno. Autor de la imagen: Yikrazuul.  En Wikimedia Commons.
[Fuente]( https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Astaxanthin.svg?uselang=es)


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El hecho de que hemos presentado varios carotenos y varias xantofilas nos permite realizar un esquema que nos englobe a los carotenoides  en general:


 
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https://image.ibb.co/kH6UZ8/Carotenoides_Clasificaci_n_2.png
###### Imagen 4. Clasificación de los carotenoides.



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# **<p><center>Funciones</center></p>**



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# • Captura y transferencia de energía. 



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Los carotenoides son pigmentos accesorios estrictos. Por lo tanto, captan energía luminosa pero tienen que cederla a los Pigmentos Fotosintéticos Primarios (PFP) ubicados en los Centro de Reacción  para que pueda ser utilizada en la fotosíntesis.

 Por ello, siempre forman parte del Complejo Antena. Dicho de otro modo, nunca integran el núcleo de un Centro de Reacción en el proceso de fotosíntesis.

Pero, debido a que absorben ondas luminosas diferentes a las que absorben las clorofilas aumentan el rango de captura de energía lo que favorece la eficacia del proceso fotosintético.



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# • Protección de la clorofila.



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Los carotenoides en su labor de captar energía luminosa en realidad no son muy eficientes. Su colaboración en el pase de energía a los centros de reacción está alrededor del 35%. 

Pero, donde si son altamente eficientes, es en la protección de la clorofila, por lo tanto, en la protección del aparato fotosintético primordial y de la célula misma.

Por ello, esta acción es considerada la PRINCIPAL FUNCIÓN de los carotenoides.

Veamos en que consiste y como realizan esta protección.  

En una luminosidad normal, la clorofila absorbe energía luminosa y se activa, pasa de un estado normal a uno excitado. Pero vuelve a su estado inicial al utilizar esa energía en el proceso fotosintético. Pero a veces puede haber exceso de luminosidad lo que conduce a un exceso de captación de energía luminosa. 

La clorofila, como siempre, utiliza la energía que recibe para la realización de la fotosíntesis. Pero cuando hay exceso se ve limitada en canalizar toda esa energía. En estas circunstancias se presentan dos situaciones. 

Primero, el exceso de energía no canalizada puede dañar a la clorofila principalmente la del fotosistema II (PS II). Segundo, el exceso de luz hace al oxígeno tóxico pudiéndose unir a la clorofila excitada y formar el complejo clorofila-oxígeno. Todo esto llevaría al daño progresivo del aparato molecular fotosintético y de la célula misma.

Se necesita disipar adecuadamente ese exceso de energía y neutralizar el complejo clorofila-oxígeno. 

Es en momentos como estos que entra en función la acción protectora de los carotenoides.

Esta protección tiene como base al Ciclo de las Xantofilas. En el intervienen tres tipos de xantofilas diferentes: la violaxantina, la anteraxantina y la zeaxantina.

Veamos la representación de la estructura química de estas tres xantofilas  para que se nos facilite comprender mejor el proceso.

Estructura química de la violaxantina:


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https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4a/Violaxantina_1.JPG
###### Imagen 5. Estructura de la violaxantina. Obsérvese la existencia de dos grupos epoxi. Autor de la imagen: penarc. En Wikimedia Commons.
[Fuente](https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Violaxantina_1.JPG?uselang=es)


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La violaxantina tiene dos grupos epoxi o epóxido. Un grupo epoxi es un éter cíclico formado por un átomo de oxígeno unido a dos átomos de carbono los cuales están unidos entre sí (Imagen 6).




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https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/47/2%2C3-epoxyhexane.svg/512px-2%2C3-epoxyhexane.svg.png
###### Imagen 6. Grupo epoxi o epóxido. En Wikimedia Commons.
[Fuente](https://commons.wikimedia.org/wiki/File:2,3-epoxyhexane.svg?uselang=es)


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Estructura química de la anteraxantina:


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https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/46/Antheraxanthin.svg/620px-Antheraxanthin.svg.png
###### Imagen 7. Anteraxantina. Presenta un solo grupo epoxi. Autor de la imagen: Yikrazuul. En Wikimedia Commons.
[Fuente]( https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Antheraxanthin.svg?uselang=es)


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La anteraxantina tiene un solo grupo epoxi y es un compuesto intermedio.


Estructura química de la zeaxantina:



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https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/d9/Zeaxanthin2.svg/640px-Zeaxanthin2.svg.png
###### Imagen 8. Zeaxantina. No presenta grupo epoxi. Autor de la imagen: NEUROtiker. En Wikimedia Commons.
[Fuente]( https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Zeaxanthin2.svg?uselang=es)

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La zeaxantina no tiene grupo epoxi.


Durante el ciclo de las xantofilas la violaxantina debe transformarse en zeaxantina. Pero no lo hace de forma directa. 

Primero la violaxantina, que tiene dos grupos epoxi, pierde uno transformándose en anteraxantina que es un compuesto intermedio. Seguidamente se pierde el otro grupo epoxi y se forma la zeaxantina. 

La zeaxantina tiene la capacidad de aceptar la energía en exceso de la clorofila para luego disiparla en forma de calor sin se produzca ningún tipo de daño. Así va liberando a la clorofila del exceso de energía no permitiendo que se dañe.

Por otro lado, como la zeaxantina que no tiene grupo epoxi puede aceptar el oxígeno del complejo clorofila-oxígeno o unirse a un oxígeno excitado y formar de nuevo anteraxantina y luego aceptar otro y formar violaxantina. Si la energía en exceso disminuye o desaparece se aculará violaxantina que estará disponible por si se repite la situación.

Tenemos entonces que cuando se produce el stress (situación que origino el proceso) el ciclo comienza con la violaxantina y una vez solventada la situación se cierra con la misma violaxantina.

Llevemos todo lo anterior a una representación: 




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https://image.ibb.co/ho7OZJ/Ciclo_de_las_xantofilas_para_la_protecci_n_de_la_clorofila_2.png
###### Imagen 9. Clorofila y Ciclo de las xantofilas. La violaxantina perdiendo grupos epoxi y pasando por anteraxantina (compuesto intermedio) forma zeaxantina. Esta es capaz de aceptar la energía en exceso de la clorofila excitada y disiparla en forma de calor sin ningún riesgo. Además acepta los oxígenos excitados neutralizando su acción dañina y formando de nuevo anteraxantina, la que a su vez, ganando un grupo epoxi, forma violaxantina cerrando el ciclo.  


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Es evidente que esta acción de los carotenoides, específicamente de las xantofilas, es primordial para mantener el proceso fotosintético el cual colapsaría sin esta protección. Por ello, su importancia para la vida es fundamental. 
 



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# • Fuente de provitamina A y antioxidantes.  



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Algunos carotenoides (unos 50 aproximadamente), como el betacaroteno, son fuentes de provitamina A que al estar en el cuerpo son convertidos en vitamina A. 

Además, gran parte de ellos actúan como antioxidantes, principalmente el licopeno, evitando el daño que causan las sustancias oxidadas. 

También, algunos de ellos se les atribuyen la capacidad de inhibir el crecimiento de células tumorales. Entre estos están el betacaroteno, el alfacaroteno y principalmente el licopeno.  

Entonces, podemos señalar, que las funciones de los carotenoides no se limitan a ser simples captadores de energía luminosa, que ya es un hecho muy importante, sino que protegen la vida misma.

Hagamos, entonces, un resumen de los aspectos más relevantes aquí presentados de los carotenoides.


• Son pigmentos ampliamente distribuidos localizándose en animales, plantas, algas, hongos y bacterias.

• Son pigmentos fotosintéticos tipo accesorios estrictos que solo pueden formar parte del Complejo de Antena.

• Presentan variados colores principalmente: amarillo, anaranjado y rojo.

• Se clasifican en carotenos (sin oxígeno) y xantofilas (con oxígeno).

• Protegen a la clorofila de la fotooxidación y son fuente de provitamina A y antioxidantes.


Los carotenoides nos muestran que cada cosa, cada elemento, no es ni más importante que otro ni menos importante que otro. 

Las clorofilas siempre son colocadas como los pigmentos más importantes de la fotosíntesis y su gran relevancia en el proceso no tiene discusión. Pero, los carotenoides, no son menos importantes ya que sin su presencia la existencia de las clorofilas se ve comprometida.

Hasta aquí este post. Espero sea de su agrado y utilidad.


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Lecturas recomendadas.
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· [Caroteno](https://quimica.laguia2000.com/elementos-quimicos/caroteno)

· [Carotenoide](https://es.wikipedia.org/wiki/Carotenoide)

· [Carotenoides](https://de.wikipedia.org/wiki/Carotinoide)

· [CAROTENOIDES](http://milksci.unizar.es/bioquimica/temas/pigmentos/carotenoides.html)

· [CAROTENOIDES]( http://www.sanutricion.org.ar/files/upload/files/carotenoides.pdf)

· [Carotenoides y su función antioxidante: Revisión](http://www.scielo.org.ve/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0004-06222011000300001)

· [Fisiología vegetal por Lincoln Taiz y Eduardo Zeiger. Pag. 335. Universitat Jaume I](https://books.google.co.ve/books?id=7QIbYg-OC5AC&pg=PA335&lpg=PA335&dq=ciclo+de+xantofilas&source=bl&ots=njpLWU5ACh&sig=V17zoPRixjsgKhQH7ShHThoE8uo&hl=es&sa=X&ved=0ahUKEwif45XuxqvcAhUR4VMKHTs_BacQ6AEIfTAP#v=onepage&q=ciclo%20de%20xantofilas&f=false)

· Fisiología vegetal. Devlin Robert M.. Ediciones Omega, S.A. Barcelona, 1976.

· [FUNCIÓN DEL ASCORBATO EN LA PROTECCIÓN DE LA FOTOSÍNTESIS: (II) Los carotenoides y el ciclo de las Xantofilas](https://antioxidantsgroup.wordpress.com/2015/10/13/funcion-del-ascorbato-en-la-proteccion-de-la-fotosintesis-ii-los-carotenoides-y-el-ciclo-de-las-xantofilas/)

· [Los Pigmentos en la Fotosíntesis](http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/Biology/pigpho.html#c1)

· [Los pigmentos fotosintéticos, algo más que la captación de luz para
la fotosíntesis.](http://www.redalyc.org/pdf/540/54012108.pdf)

· [Luz y pigmentos fotosintéticos](https://es.khanacademy.org/science/biology/photosynthesis-in-plants/the-light-dependent-reactions-of-photosynthesis/a/light-and-photosynthetic-pigments)

· [Oxígeno singlete](https://es.wikipedia.org/wiki/Ox%C3%ADgeno_singlete)

· [Pigmentos Fotosintéticos: Características y Tipos Principales](https://www.lifeder.com/pigmentos-fotosinteticos/)

· [Violaxantina](https://es.wikipedia.org/wiki/Violaxantina)

· [Xantofila Ciclo y Definición](https://www.educandose.com/xantofila/)

· [XANTOFILAS](http://www.aviariolhman.com/pigmentacion_xantofilas.htm)

· [Zeaxantina](https://es.wikipedia.org/wiki/Zeaxantina)




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<p><center>HASTA EL PRÓXIMO POST 


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https://image.ibb.co/gUUUBy/Separador.png


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# LA CLOROFILA Y EL APARATO FOTOSINTÉTICO MOLECULAR SON PROTEGIDOS POR LOS CAROTENOIDES 



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https://image.ibb.co/gUUUBy/Separador.png


SALUDOS, UN ABRAZO DESDE SAN FERNANDO DE APURE, VENEZUELA
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[![texto alternativo](https://image.ibb.co/iAEOTH/Sigue_al_caim_n_1.png)](https://steemit.com/@josedelacruz)

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