Ver tamén pigmento.
miniatura|A bolboreta Morpho azul, nativa de América Central, na cal as súas distintivas cores azuis derivan do fenómeno da iridescencia da luz máis que dunha verdadeira pigmentación.
Os pigmentos biolóxicos ou biocromoshttp://www.britannica.com/EBchecked/topic/65803/biochrome aceso 15 abril 2014 son substancias producidas por organismos vivos que teñen unha cor que se orixina por unha absorción de cor selectiva, é dicir, o pigmento cambia a cor da luz que reflicte como resultado da absorción selectiva de certas lonxitudes de onda da luz. Entre os pigmentos biolóxicos están os pigmentos de plantas e pigmentos de flores, e os de moitas estruturas biolóxicas de animais, como a pel, ollos, pelaxe e pelos, que conteñen pigmentos como a melanina en células especializadas chamadas cromatóforos, e outras como as plumas. Algúns pigmentos teñen outra función nos organismos distinta da produción de cor, pero a cor que producen é unha propiedade moi característica deles, como ocorre coa hemoglobina do sangue (que contén un grupo hemo con ferro que dá cor), cuxa misión esencial é transportar oxíxeno, pero que lle dá cor vermella ao sangue, ou a clorofila das plantas, que absorbe luz para a fotosíntese, pero que lle dá cor verde ás plantas.
A cor producida polo pigmento difire das chamadas cores estruturais en que é a mesma vista desde calquera ángulo, mentres que a cor estrutural é o resultado dunha reflexión selectiva ou iridescencia, xeralmente debida á reflexión nalgunha estrutura multicapa, e cambia co ángulo de visión. Por exemplo, as ás de moitas bolboretas presentan cor estrutural, aínda que as bolboretas teñen tamén células que conteñen pigmento. A cor azul ou verde dos ollos humanos é tamén unha cor estrutural, xa que os ollos non conteñen un pigmento desa cor (as cores de ollos escuras débense principalmente á melanina).
Pigmentos biolóxicos Salientaremos os seguintes: Baseados no Hemo/porfirina: clorofila, bilirrubina, hemocianina, hemoglobina, mioglobina Carotenoides: Hematocromos (pigmentos algais, mesturas de carotenoides e os seus derivados) Carotenos: alfa e beta-caroteno, licopeno, rodopsina Xantofilas: cantaxantina, zeaxantina, luteína Proteináceos: fitocromo, ficobiliproteínas Polieno enolatos: unha clase de pigmentos vermellos exclusivos dos papagaios Outros: melanina, urocromo, lipofuscina, flavonoides.
Pigmentos en plantas
miniatura|Modelo da molécula da clorofila. miniatura|A antocianina dálle a estas flores (pensamentos) a súa pigmentación púrpura.
A función principal destes pigmentos nas plantas é a fotosíntese, na cal se utiliza o pigmento verde clorofila, xunto con varios pigmentos accesorios vermellos e amarelos que axudan a captar a enerxía da luz.
Outra funcións dos pigmentos das plantas é atraer aos insectos ás flores para favorecer a polinización.
Os pigmentos das plantas son moléculas de diversos tipos, como porfirinas, carotenoides, antocianinas e betalaínas. Todos os pigmentos biolóxicos absorben selectivamente certas lonxitudes de onda da luz e reflicten outras. A luz que absorben pode ser utilizada nos procesos fotosintéticos, e a reflectida determina a súa cor cando a detectan os nosos ollos.
Os principais pigmentos responsables son: Clorofila. É o pigmento principal en plantas; é unha clorina que absorbe lonxitudes de onda amarelas e azuis de luz mentres que reflicten o verde. A presenza e relativa abundancia da clorofila nas plantas é o que lles dá cor verde. Todas as plantas terrestres e as algas verdes posúen dúas formas deste pigmento: clorofila a e b. As algas pardas quelpos (kelp), diatomeas, e outras heterokonta fotosintéticas conteñen clorofila c en vez de b, mentres que as algas vermellas posúen só clorofila a. Carotenoides. Son tetraterpenoides vermellos, laranxas ou amarelos. Funcionan como pigmentos accesorios na fotosíntese das plantas, axudando a absorber cantidades adicionais de enerxía lumínica non absorbida polas clorofilas. Nos fotosistemas ceden a excitación producida pola luz a outros pigmentos accesorios e finalmente ás clorofilas. Os carotenoides máis común son o caroteno (un pigmento laranxa abondoso en cenorias), luteína (pigmento amarelo de moitas froitas e verduras), e o licopeno (pigmento vermello responsable da cor dos tomates). Os carotenoides actúan tamén como antioxidantes e favorecen a saúde visual humana. Antocianinas (literalmente "flor azul"). Son pigmentos flavonoides hidrosolubles de cor vermella a azul, dependendo do pH. Poden aparecer en todos os tecidos das plantas superiores, dando cor ás follas, talo, raíces e froitos, aínda que non sempre en cantidades suficientes como para ser apreciables. As antocianinas son máis visibles nos pétalos de moitas flores, onde supoñen ata o 30% do peso seco do tecido. Tamén son responsables da cor púrpura da parte inferior das follas de plantas tropicais de sombra como Tradescantia zebrina; nestas plantas, as antocianinas captan a luz que pasou a través da folla e reflíctena de novo cara ás rexións da planta que teñen clorofila, para maximizar o uso da pouca luz dispoñible.
miniatura|As brácteas de Bougainvillea obteñen a súa cor das betalaínas. Betalaínas. Son pigmentos vermellos ou amarelos. Igual que as antocianinas son hidrosolubles, pero a diferenza delas son compostos derivados do indol sintetizados a partir da tirosina. Esta clase de pigmentos encóntrase só nas plantas Caryophyllales (entre as que están os cactos, os amarantos, a remolacha), e nunca aparecen á vez en plantas que teñen antocianinas. A betalaína betanina é a responsable da intensa cor vermella escura das remolachas, e utilízanse comercialmente como colorante alimentario.R.A. Harmer (1980). "Occurrence, chemistry and application of betanin". Food Chemistry 5 (1): 81–90. doi:10.1016/0308-8146(80)90066-7.
Unha manifestación salientable de pigmentación en plantas vese no amarelamento das follas no outono. As follas deciduas xeralmente verdes cambian a tons pardos, vermellos e amarelos a medida que a a planta absorbe a súa clorofila verde, que estaba enmascarando todos os outros pigmentos. A clorofila que tiñan as follas degrádase a tetrapirrois non coloreados chamados catabolitos de clorofila non fluorescentes (NCCs). A medida que a predominante clorofila se degrada, revélanse os pigmentos ocultos amarelos (xantofilas) e laranxas (beta-carotenos). Estes pigmentos están presentes todo o ano, pero os pigmentos vermellos antocianinas, son sintetizados de novo unha vez que se degradou aproximadamente a metade da clorofila. Os aminoácidos liberados da degradación dos complexos captadores de luz (que conteñen proteínas mesturadas cos pigmentos) son almacenados todo o inverno nas raíces, troncos e pólas das árbores ata que son reciclados na seguinte primavera durante a nova formación de follas da planta.
Pigmentos en animais
A pigmentación utilízana moitos animais para a protección, por medio de camuflaxe, mimetismo, ou coloración de advertencia. Algúns animais, como peixes, anfibios, réptiles e cefalópodos usan cromatóforos pigmentados para proporcionar unha camuflaxe que varía para adaptarse aos padróns do fondo.
A pigmentación utilízase no envío de sinais entre os animais, como no comportamento de cortexo e reprodución. Por exemplo, algúns cefalópodos usan os seus cromatóforos para comunicarse.
O fotopigmento rodopsina intercepta a luz como primeiro paso para a percepción visual.
Os pigmentos da pel, como a melanina poden protexer os tecidos das queimaduras solares pola radiación ultravioleta.
Porén, algunhas estruturas biolóxicas dos animais, como os grupos hemo presentes na hemoglobina e mioglobina, que transportan oxíxeno polo sangue, son compostos coloreados como resultado da súa estrutura. Neste caso, a súa cor non ten unha función protectora ou de sinalización.
Doenzas e outras condicións
En humanos e animais poden darse diversas doenzas e condicións anormais que implican a pigmentación, tanto pola ausencia ou perda de pigmentación nas células coma por un exceso de produción de pigmento.
O albinismo é un trastorno de orixe xenética caracterizado por unha perda total ou parcial de melanina. A ictiose lamelar, tamén chamada "enfermidade das escamas de peixe", é unha condición herdada na cal un dos síntomas é o exceso de produción de melanina. A pel é máis escura do normal, e caracterízase por ter áreas secas, escamentas e escurecidas. O melasma é unha condición na cal aparecen áreas castaño escuras de pigmento na cara, influídas por cambios hormonais. Cando ocorre durante o embarazo, esta condición denomínase a máscara do embarazo. A pigmentación ocular é unha acumulación de pigmento no ollo, e pode ser causada pola medicación con latanoprost. Page 146 A vitilixe é unha condición na cal hai unha perda de células produtoras de pigmento, os melanocitos, en áreas da pel.
Carotenoides/ carotenoproteínas en animais mariños
Os carotenoides son o grupo máis común de pigmentos que se encontran na natureza. Nos animais e plantas atópanse uns 600 tipos de carotenoides. Nas plantas os carotenoides son responsables da foto-protección, captación de luz, e a eliminación do oxíxeno singulete no proceso da fotosíntese. Este pigmento atópase xeralmente nos cloroplastos das plantas e outros organismos fotosintéticos como algas e algunhas bacterias. Por outra parte, os animais son incapaces de fabricar os seus propios carotenoides, e teñen que obtelos a partir das plantas. Certos gasterópodos mariños teñen unha pigmentación producida por carotenoides, que parece que procede das larvas de trematodos que inxiren.Nadakal , A. M.. "Carotenoids and Chlorophyllic Pigments in the Marine Snail, Cerithidea Californica Haldeman, Intermediate Host for Several Avian Trematodes." Marine Biological Laboratory. JSTOR, n.d. Web. 26 May 2010. <http://www.jstor.org/pss/1538938>.
Os carotenoides forman complexos con proteínas chamados carotenoproteínas. Estes complexos son comúns entre os animais mariños. Os complexos de carotenoproteínas son responsables das variadas cores (vermello, púrpura, azul, verde etc.) de moitos invertebrados mariños que os utilizan para os rituais de apareamento e para camuflaxe. Hai dous tipos de carotenoproteínas: tipo A e tipo B. O tipo A ten carotenoides (o cromóxeno) que están estequiometricamente asociados cunha proteína simple (glicoproteína). O segundo tipo, tipo B, ten carotenoides que están asociados cunha lipoproteína e son xeralmente menos estables. Os de tipo A atópanse comunmente na superficie de (cuncha e pel) dos invertebrados mariños, pero os de tipo B aparecen usualmente nos ovos, ovarios, e sangue. As cores e características de absorción destes complexos de carotenoproteínas están baseadas na unión química do cromóxeno e das subunidades proteicas.
Por exemplo, a carotenoproteína azul, linckiacianina ten unhas 100-200 moléculas de carotenoide en cada complexo.Milicua, JCG. "Structural characteristics of the carotenoids binding to the blue carotenoprotein from Procambarus clarkii." Structural characteristics of the carotenoids binding to the blue carotenoprotein from Procambarus clarkii. N.p., 25 Oct. 1984. Web. 24 May 2010. <resources.metapress.com/pdf-preview.axd?code=l163k1j75x721w72&size=largest>. Ademais, a función destes complexos pigmento-proteína tamén cambia a complexidade das súas estruturas químicas. As carotenoproteínas que están en estruturas fotosintéticas son máis comúns, pero complicadas. Os complexos pigmento-proteína que están fóra do sistema fotosintético son menos comúns, pero de estrutura máis simple. Por exemplo, hai só dúas destas astaxantina-proteínas azuisZagalsky, P.. "Colouration in Marine Invertebrates" "A central role for astaxanthin complexes." Crustacean. N.p., n.d. Web. 25 May 2010. <srs.dl.ac.uk/Annual_Reports/AnRep01_02/pdf/08_09%20Crustacyanin.pdf>. na medusa Velella velella, que contén só uns 100 carotenoides por complexo.