Antes de que los árboles pierdan sus hojas en el invierno, nos ofrecen una brillante exhibición otoñal de rojos, naranjas y amarillos. Esto resulta de la descomposición del compuesto que hace que las hojas sean verdes: clorofila. Entre los productos de descomposición se encuentran las filobilinas amarillas que demuestranpropiedades químicas inusuales. Según lo informado por científicos austriacos en la revista Angewandte Chemie , estos compuestos actúan como "interruptores" moleculares de cuatro pasos que son activados por la luz de diferentes maneras según el entorno.
Durante el verano, las hojas verdes usan su clorofila para convertir la luz solar en energía química. Antes de perder sus hojas en la estación fría, los árboles recuperan nutrientes importantes como nitrógeno y minerales ". La clorofila liberada en este proceso debe descomponerse porquetiene un efecto perjudicial en el árbol cuando es irradiado por la luz mientras está libre ", explica Bernhard Kräutler." Presumiblemente, los productos de descomposición de clorofila también juegan un papel fisiológico ".
La descomposición de la clorofila conduce a la formación de filobilinas. La mayoría de estas son incoloras, pero en las hojas también hay amarillas, conocidas como filoxantobilinas. Investigadores que trabajan con Kräutler en las universidades de Innsbruck y Graz Austria y la Universidad de Columbia Estados Unidos ahora han demostrado que estos compuestos actúan como "interruptores" únicos de cuatro etapas que reaccionan a la luz fotosinterruptores. El entorno molecular determina qué "mecanismo de conmutación" se utiliza.
En medios polares, como el ambiente acuoso dentro de una célula, las filoxantobilinas se encuentran como moléculas simples. Cuando se irradian con luz, cambian reversiblemente entre dos formas que tienen estructuras espaciales ligeramente diferentes alrededor de un doble enlace isomerización Z / EEsto es similar a los fotointerruptores de plantas importantes. En los medios no polares y presumiblemente en los sistemas de membrana celular, los isómeros Z se emparejan y se mantienen unidos por enlaces de hidrógeno. La irradiación con luz conduce a una reacción química entre las dos moléculas emparejadas., las moléculas emparejadas se unen en un dímero a través de un anillo formado por cuatro átomos de carbono. El calentamiento leve revierte este proceso.
"Mediante el uso de análisis cristalográficos de rayos X, pudimos determinar la disposición espacial precisa estereoestructura de una filoxantobilinas y la estructura de pares unidos por hidrógeno que adoptan cuando cristalizan", informa Kräutler. "La química fascinante de estas sustancias tambiénsugiere que las filobilinas pueden tener funciones fisiológicas importantes y desconocidas, posiblemente en la fotorregulación de las plantas. Nuestras nuevas ideas ayudarán a dilucidar esta función ".
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Materiales proporcionado por Wiley . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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