¿Qué hace que la clorofila sea mejor que cualquier otra molécula para convertir la energía solar en energía química?

Esta pregunta que haces no es esencialmente biología molecular, es un poco de química y física. Dejame explicar:

¿Qué es la clorofila?
La clorofila es un quelato (quelación) que absorbe la luz solar para sintetizar carbohidratos a partir de CO2 y H2O.

¿Cómo funciona la clorofila?
La reacción fotosintética es una reacción de oxidación-reducción. En términos muy simples, cuando la clorofila absorbe la energía de la luz, un electrón se excita a un estado de mayor energía, lo que hace posible una transferencia de electrones a CO2. Esto deja a la clorofila con la capacidad de aceptar otro electrón del H2O presente en el sistema. Esto inicia una cadena de transferencia de electrones o una reacción de reducción de oxidación.

¿Qué hace que la clorofila sea un fotorreceptor?
En una palabra: porfirina
Figura 1: Una imagen del anillo de porfirina, que está hecha de cuatro pirrol (el azul indica N átomos) (imagen: química de la porfirina)

La clorofila es un quelato de magnesio del anillo de porfirina.
Figura 2: molécula de clorofila (imagen: clorofila)

Las porfirinas son moléculas realmente grandes, se pueden sustituir fácilmente con diferentes iones metálicos en el centro y son estables debido a la alternancia de enlaces simples y dobles. Tienen la capacidad de mediar el fotón visible en un proceso de transferencia de energía de electrones.

Aquí los espectros de absorbancia de clorofila.
Imagen de: Producto químico de la semana – CLOROFILA

Como puede ver, la clorofila se absorbe más fuertemente en las regiones azul y roja de los espectros. Sin embargo, el sol irradia más fuertemente en los espectros amarillos. Lo que me lleva a mi pregunta final:

¿Es la clorofila la mejor molécula para absorber energía solar?
La clorofila tiene desventajas en el espectro de absorbancia. Pero también tiene otras ventajas, como su estructura inerte. Además, las porfirinas pueden manipularse en gran medida (es decir, cambios en el espectro de absorción visible), y esta es un área activa de investigación.

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