» Tanpa Label »


pigmen Biologi

[ sunting ]Pigmen pada tanaman

Space-pengisian model klorofil molekul.
Antosianin memberikan ini pansypigmentasi ungu mereka.
Fungsi utama dari pigmen pada tanaman adalah Fotosintesis , yang menggunakan pigmen hijauklorofil bersama dengan pigmen merah dan kuning beberapa yang membantu untuk menangkap energi cahaya sebanyak mungkin.
Fungsi lain dari pigmen pada tanaman termasuk menarik serangga ke bunga untuk mendorongPenyerbukan .
Pigmen tanaman meliputi berbagai jenis molekul, termasuk porfirin , karotenoid , anthocyanin danbetalains . Semua pigmen biologi selektif menyerap panjang gelombang tertentu dari cahayasementara mencerminkan orang lain. Cahaya yang diserap dapat digunakan oleh tanaman untuk reaksi kimia listrik, sedangkan panjang gelombang cahaya yang dipantulkan menentukan warna pigmen akan muncul untuk mata.
Klorofil adalah pigmen utama dalam tanaman, yang merupakan chlorin yang menyerap panjang gelombang kuning dan biru cahaya sambil memantulkan hijau . Ini adalah kehadiran dan kelimpahan relatif dari klorofil yang memberikan warna hijau tanaman mereka. Semua tanaman darat dan ganggang hijau memiliki dua bentuk pigmen ini: klorofil a dan klorofil b. Kelps, diatom, dan heterokon fotosintesis lainnya mengandung klorofil c bukan b, sedangkan ganggang merah hanya memiliki klorofil a. Semua klorofil berfungsi sebagai tanaman menggunakan sarana utama untuk mencegat cahaya untuk bahan bakar fotosintesis.
Karotenoid merah, oranye, atau kuning tetraterpenoids . Mereka berfungsi sebagai pigmen aksesori pada tanaman, membantu untuk bahan bakar fotosintesis dengan mengumpulkan panjang gelombang cahaya tidak mudah diserap oleh klorofil. Karotenoid paling dikenal adalahkaroten (suatu pigmen oranye ditemukan dalam wortel ), lutein (pigmen kuning yang ditemukan dalam buah-buahan dan sayuran), dan likopen (pigmen merah bertanggung jawab untuk warna tomat ). Karotenoid telah ditunjukkan untuk bertindak sebagai antioksidan dan untuk mempromosikan penglihatan yang sehat pada manusia.
Anthocyanin (secara harfiah "bunga biru") adalah larut dalam air flavonoid pigmen yang muncul merah ke biru, menurut pH . Mereka terjadi di semua jaringan tumbuhan tinggi, memberikan warna pada daun, batang tanaman, akar, bunga, dan buah-buahan, meskipun tidak selalu dalam jumlah cukup untuk terlihat. Anthocyanin yang paling terlihat di kelopak bunga, di mana mereka dapat membuat sebanyak 30% dari berat kering tissue.They juga bertanggung jawab untuk warna ungu terlihat di bawah naungan tanaman tropis seperti Tradescantia zebrina , dalam tanaman ini, antosianin menangkap cahaya yang telah melewati daun dan mencerminkan kembali ke arah daerah bantalan klorofil, untuk memaksimalkan penggunaan cahaya yang tersedia.
Bougainvillea bracts mendapatkan warna mereka dari betalains
Betalains adalah pigmen merah atau kuning. Seperti anthocyanin mereka larut dalam air, tapi tidak seperti anthocyanin mereka indol yang diturunkan dari senyawa disintesis dari tirosin . Kelas ini pigmen hanya ditemukan di Caryophyllales (termasuk kaktus dan bayam ), dan tidak pernah bekerja sama terjadi pada tanaman dengan anthocyanin. Betalains bertanggung jawab untuk warna merah tua dari bit , dan digunakan secara komersial sebagai makanan-pewarna agen.

[ sunting ]Pigmen pada hewan

Pigmentasi digunakan oleh banyak hewan untuk perlindungan, dengan cara kamuflase , mimikri , atau warna peringatan . Beberapa binatang termasuk ikan, amfibi dan cumi menggunakan pigmenkromatofora untuk memberikan kamuflase yang bervariasi untuk menyesuaikan latar belakang.
Pigmentasi digunakan dalam sinyal antara hewan, seperti dalam pacaran dan perilaku reproduksi .Sebagai contoh, beberapa cumi menggunakan kromatofora mereka untuk berkomunikasi.
Para photopigment rhodopsin penyadapan cahaya sebagai langkah pertama dalam persepsi cahaya.
Kulit pigmen seperti melanin dapat melindungi jaringan dari sengatan matahari dengan ultravioletradiasi.
Namun, beberapa struktur biologis pada hewan, seperti heme kelompok yang membantu membawa oksigen dalam darah, yang diwarnai sebagai akibat dari struktur mereka. Warna mereka tidak memiliki fungsi pelindung atau sinyal.

[ sunting ]Penyakit dan kondisi

Berbagai penyakit dan kondisi abnormal yang melibatkan pigmentasi yang pada manusia dan hewan, baik dari tidak adanya atau hilangnya sel pigmentasi atau pigmen, atau dari kelebihan produksi pigmen.
  • Albinisme adalah kelainan bawaan yang ditandai dengan kerugian total atau sebagian melanin . Manusia dan hewan yang menderita albinisme disebut "albinistic" (istilah "albino" juga kadang digunakan, tetapi dapat dianggap ofensif bila diterapkan pada orang).
  • Lamellar ichthyosis , juga disebut "ikan skala penyakit", adalah kondisi warisan di mana satu gejala adalah kelebihan produksi melanin .Kulit lebih gelap dari biasanya, dan ditandai oleh gelap, bersisik, patch kering.
  • Melasma adalah suatu kondisi di mana patch coklat tua pigmen muncul di wajah, dipengaruhi oleh perubahan hormon. Ketika terjadi selama kehamilan, kondisi ini disebut topeng kehamilan.
  • pigmentasi okular adalah akumulasi pigmen di mata, dan mungkin disebabkan oleh latanoprost pengobatan. [2] di patch dari kulit.

[ sunting ]Pigmen pada hewan laut

Karotenoid / Carotenoprotein [3] Karotenoid adalah kelompok yang paling umum dari pigmen ditemukan di alam. Lebih dari 600 jenis karotenoid ditemukan pada hewan dan tanaman. Pada tumbuhan, caroteinoids bertanggung jawab untuk foto-perlindungan, cahaya-panen, dan oksigen singlet pemulungan dalam proses fotosintesis. Pigmen ini biasanya ditemukan dalam kloroplas tanaman dan organisme fotosintetik lain seperti ganggang, jamur, dan beberapa bakteri. Di sisi lain, hewan tidak mampu membuat karotenoid mereka sendiri. Dengan demikian, mereka bergantung pada tanaman untuk pigmen ini.
Karotenoid membentuk kompleks dengan protein yang dikenal sebagai carotenoproteins . Kompleks ini sering terjadi pada hewan laut.Kompleks carotenoprotein bertanggung jawab atas berbagai warna (merah, ungu, biru, hijau, dll) untuk ini invertebrata laut untuk ritual kawin dan kamuflase. Ada dua jenis utama carotenoproteins: Tipe A dan Tipe B. Tipe A memiliki karotenoid (chromogen) yang stoikiometri berhubungan dengan protein sederhana (glikoprotein). Tipe kedua, tipe B, memiliki karotenoid yang berhubungan dengan protein lipo dan biasanya kurang stabil. Sementara tipe A umumnya ditemukan di permukaan (kerang dan kulit) dari invertebrata laut, Tipe B biasanya dalam telur, ovarium, dan darah. Warna dan penyerapan karakteristik dari kompleks carotenoprotein didasarkan pada pengikatan kimia chromogen dan subunit protein.
Sebagai contoh, biru carotenoprotein, linckiacyanin memiliki sekitar 100-200 molekul karotenoid per setiap kompleks. [4] Selain itu, fungsi dari pigmen-protein kompleks juga mengubah struktur kimia mereka. Carotenoproteins yang berada dalam struktur fotosintesis yang lebih umum, tetapi rumit. Pigmen-protein kompleks yang berada di luar dari sistem fotosintesis kurang umum, tetapi memiliki struktur sederhana.Misalnya, hanya ada dua dari biru astaxanthin-protein [5] dalam ubur-ubur, Velella velella, hanya berisi sekitar 100 karotenoid per kompleks.
Para carotenoprotein paling umum adalah astaxanthin , yang memberi dari pigmen ungu-biru dan hijau. Warna astaxanthin yang terbentuk dengan menciptakan kompleks dengan protein dalam urutan tertentu. Sebagai contoh, crustochrin memiliki sekitar 20 molekul astaxanthin terikat dengan protein. Ketika berinteraksi dengan kompleks exciton-exciton interaksi, ini akan menurunkan absorbansi maksimum, mengubah pigmen warna yang berbeda.
Pada lobster, ada berbagai jenis astaxanthin-protein kompleks ini. Yang pertama adalah crustacyanin (maks 632 nm), pigmen batu tulis-biru yang ditemukan di karapas udang laut. Yang kedua adalah crustochrin (maks 409), pigmen kuning yang ditemukan pada lapisan luar carapace. Terakhir, lipoglycoprotein dan ovoverdin membentuk pigmen hijau terang yang biasanya hadir di lapisan luar dari karapas dan telur lobster. [6] [7]
Tetrapyrroles [8]
Tetrapyrroles adalah kelompok yang paling umum berikutnya pigmen. Mereka memiliki empat cincin pirol, masing-masing cincin yang terdiri dari C4H4NH. Peran utama dari tetrapyrroles adalah hubungan mereka dalam proses oksidasi biologis. Tetrapyrroles memiliki peran utama dalam transpor elektron dan bertindak sebagai pengganti banyak enzim. Selain itu, mereka juga memiliki peran dalam pigmentasi jaringan organisme laut ini.
Melanin [9]
Melanin adalah kelas senyawa yang berfungsi sebagai pigmen dengan struktur berbeda bertanggung jawab untuk gelap, cokelat, kekuningan / redish pigmen pada hewan laut. Ini diproduksi sebagai asam amino tirosin diubah menjadi melanin, yang ditemukan di kulit, rambut, dan mata. Berasal dari oksidasi aerobik dari fenol, mereka adalah polimer.
Ada beberapa jenis melanins mengingat mereka adalah agregat molekul komponen lebih kecil, seperti melanins nitrogen yang mengandung.Ada dua kelas pigmen: eumelanins larut hitam dan coklat, yang berasal dari oksidasi aerobik dari tirosin dengan adanya tyrosinase, dan alkali yang larut phaeomelanins yang berkisar dari kuning ke warna coklat merah, yang timbul dari penyimpangan eumelanin yang jalur melalui intervensi sistein dan / atau glutathione. Eumelanins biasanya ditemukan pada kulit dan mata. Melanins berbeda termasuk melanoprotein (melanin coklat tua yang disimpan dalam konsentrasi tinggi pada kantung tinta Officianalis Sepia sotong), Echinoidea (ditemukan dalam dolar pasir, dan hati bulu babi), Holothuroidea (ditemukan dalam teripang), dan ophiuroidea (ditemukan di bintang-bintang rapuh dan ular). Ini adalah melanins mungkin polimer yang timbul dari kopling berulang sederhana bi-polifungsional intermediet monomdric, atau berat molekul tinggi. Para benzothiazole senyawa dan tetrahydroisoquinoline sistem cincin bertindak sebagai UV menyerap senyawa.Ada beberapa jenis melanins mengingat mereka adalah agregat molekul komponen lebih kecil, seperti melanins nitrogen yang mengandung.
Bioluminescence [10]
Sumber cahaya hanya di laut dalam, hewan laut mengeluarkan energi cahaya tampak disebut bioluminescence , subset chemiluminescence. Ini adalah reaksi kimia di mana energi kimia diubah menjadi energi cahaya. Diperkirakan bahwa 90% dari hewan laut dalam menghasilkan semacam bioluminescence. Mengingat bahwa sebagian besar dari spektrum cahaya tampak yang diserap sebelum mencapai laut dalam, sebagian besar cahaya yang dipancarkan dari laut-hewan berwarna biru dan hijau. Namun, beberapa spesies dapat memancarkan cahaya merah dan inframerah, dan ada bahkan telah menjadi genus yang ditemukan untuk memancarkan bioluminescence kuning. Organ yang bertanggung jawab atas emisi bioluminescence dikenal sebagai photophores. Tipe ini hanya hadir dalam cumi-cumi dan ikan, dan digunakan untuk menerangi permukaan ventral mereka, yang menyamarkan siluet mereka dari predator. Penggunaan dari photophores di laut-hewan berbeda, seperti lensa untuk mengontrol intensitas warna, dan intensitas cahaya yang dihasilkan. Cumi-cumi memiliki kedua photophores dan kromatofora yang mengontrol kedua intensitas. Hal lain yang bertanggung jawab atas emisi bioluminescence, yang dibuktikan dalam semburan cahaya yang ubur-ubur memancarkan, mulailah dengan luciferin (photogen a) dan berakhir dengan emitor cahaya (photagogikon a.) Luciferin, luciferase, garam, dan oksigen bereaksi dan bergabung untuk menciptakan sebuah unit tunggal yang disebut foto-protein, yang dapat menghasilkan cahaya ketika bereaksi dengan molekul lain seperti Ca +. Ubur-ubur menggunakan ini sebagai mekanisme pertahanan, ketika predator yang lebih kecil berusaha untuk melahap ubur-ubur, akan flash lampu, yang karena itu akan memancing predator yang lebih besar dan mengejar pemangsa yang lebih kecil pergi. Hal ini juga digunakan sebagai perilaku kawin.
Dalam karang pembentuk karang dan anemon laut, mereka berpendar; cahaya diserap pada satu panjang gelombang, dan kembali dipancarkan pada yang lain. Pigmen ini dapat bertindak sebagai tabir surya alami, membantu fotosintesis, berfungsi sebagai warna peringatan, menarik pasangan, memperingatkan rival, atau membingungkan predator.
Kromatofora
Kromatofora adalah warna pigmen mengubah sel-sel yang secara langsung dirangsang oleh neuron sentral motor. Mereka terutama digunakan untuk adaptasi lingkungan cepat untuk penyamaran. Proses mengubah pigmen warna kulit mereka bergantung pada sel tunggal kromatofor sangat maju dan banyak otot, saraf, dan sel glail selubung. Kromatofora kontrak dan mengandung vesikel yang menyimpan tiga pigmen cair yang berbeda. Setiap warna ditunjukkan dengan tiga jenis sel kromatofor: erythrophores , melanophores , dan xanthophores .Tipe pertama adalah erythrophores, yang berisi pigmen kemerahan seperti karotenoid dan pteridines. Tipe kedua adalah melanophores, yang berisi pigmen hitam dan coklat seperti melanins. Jenis ketiga adalah xanthophores yang berisi pigmen kuning dalam bentuk karotenoid.Berbagai warna yang dibuat oleh kombinasi lapisan berbeda dari kromatofora. Sel-sel ini biasanya terletak di bawah kulit atau skala hewan.Ada dua kategori warna yang dihasilkan oleh sel - biochrome dan schematochromes . Biochromes adalah warna kimia terbentuk mikroskopis, pigmen alami. Komposisi kimianya dibuat untuk mengambil di beberapa warna cahaya dan mencerminkan sisanya. Sebaliknya, schematochromes (warna struktural) adalah warna yang diciptakan oleh refleksi cahaya dari permukaan yang tidak berwarna dan refraksi oleh jaringan. Schematochromes bertindak seperti prisma, pembiasan dan penyebaran cahaya tampak ke lingkungan, yang pada akhirnya akan mencerminkan suatu kombinasi spesifik dari warna. Kategori ini ditentukan oleh pergerakan pigmen dalam kromatofora. Perubahan warna fisiologis jangka pendek dan cepat, yang ditemukan dalam ikan, dan merupakan hasil dari respon hewan terhadap perubahan lingkungan.Sebaliknya, perubahan warna morfologi adalah perubahan jangka panjang, terjadi pada tahapan yang berbeda dari hewan, dan karena perubahan jumlah kromatofora. Untuk mengubah pigmen warna, transparansi, atau opacity, sel-sel mengubah bentuk dan ukuran, dan peregangan atau kontrak meliputi luar mereka.
Foto-pelindung Pigmen
Karena kerusakan dari UV-A dan UV-B, hewan laut telah berevolusi untuk memiliki senyawa yang menyerap sinar UV dan bertindak sebagai tabir surya. Mycosporine seperti asam amino (Maas) dapat menyerap sinar UV pada 310-360 nm. Melanin merupakan terkenal UV-protector.Karotenoid dan pigmen cahaya baik secara tidak langsung bertindak sebagai foto-pelindung pigmen, karena mereka memuaskan oksigen radikal bebas. Mereka juga melengkapi pigmen fotosintesis yang menyerap energi cahaya di daerah biru.
Defensive peran pigmen
Ini diketahui bahwa hewan menggunakan pola warna mereka untuk memperingatkan dari predator, namun telah diamati bahwa pigmen spons menirukan bahan kimia yang melibatkan pengaturan molting dari amphipod yang dikenal memangsa spons. Jadi, setiap kali amphipod yang memakan spons, pigmen kimia mencegah molting, dan amphipod akhirnya mati.
Lingkungan Pengaruh pada Warna
Pewarnaan pada invertebrata bervariasi berdasarkan kedalaman, suhu air, sumber makanan, arus, lokasi geografis, paparan cahaya, dan sedimentasi. Misalnya, jumlah karotenoid sebuah anemon laut tertentu menurun saat kita masuk lebih dalam ke laut. Dengan demikian, kehidupan laut yang berada di perairan yang lebih kurang cemerlang dari organisme yang hidup di daerah yang cukup terang karena pengurangan pigmen. Dalam koloni dari Solidum ascidian-cyanophyte simbiosis kolonial Trididemnum, warna mereka berbeda tergantung pada rezim cahaya di mana mereka tinggal. Koloni yang terkena sinar matahari penuh memiliki banyak kalsifikasi, lebih tebal, dan putih.Sebaliknya koloni yang hidup di daerah yang diarsir memiliki lebih phycoerythrin (pigmen yang menyerap hijau) dibandingkan dengan phycocyanin (pigmen yang menyerap merah), lebih tipis, dan ungu. Warna ungu di koloni-koloni berbayang terutama disebabkan oleh pigmen phycobilin dari alga, yang berarti variasi eksposur dalam perubahan cahaya warna koloni-koloni.
Adaptive Pewarnaan
Aposematism adalah warna peringatan untuk sinyal predator potensial untuk menjauh. Dalam nudibranch chromodrorid banyak, mereka mengambil bahan kimia tidak menyenangkan dan beracun yang dipancarkan dari spons dan menyimpannya dalam kelenjar repugnatorial mereka (terletak di sekitar tepi mantel). Pemangsa dari nudibranch telah belajar untuk menghindari nudibranch tertentu berdasarkan pola cerah warna. Memangsa juga melindungi diri dengan senyawa beracun mereka mulai dari berbagai senyawa organik dan anorganik.
Fisiologis kegiatan pigmen
Pigmen hewan laut memutuskan beberapa tujuan yang berbeda, selain peran defensif. Beberapa pigmen dikenal untuk melindungi terhadap UV (lihat foto-pelindung pigmen.) Dalam nudibranch Nembrotha Kubaryana, tetrapyrrole pigmen 13 telah ditemukan untuk menjadi agen antimikroba ampuh. Juga pada makhluk ini, tamjamines A, B, C, E, dan F (Gambar 79A-e) menunjukkan antimikroba, antitumor, dan aktivitas imunosupresif.
Seskuiterpenoid diakui untuk warna mereka biru dan ungu, namun juga telah dilaporkan untuk menunjukkan berbagai bioactivities seperti antibakteri, immunoregulating, antimikroba, dan sitotoksik, serta aktivitas penghambatan terhadap pembelahan sel dalam landak laut dan telur dibuahi ascidian. Pigmen lain telah terbukti sitotoksik. Bahkan, dua karotenoid baru yang diisolasi dari spons yang disebut Phakellia stelliderma menunjukkan sitotoksisitas ringan terhadap sel leukemia tikus. Pigmen lainnya dengan keterlibatan medis termasuk scytonemin , topsentins, dan debromohymenialdisine memiliki senyawa memimpin beberapa bidang peradangan, rheumatoid arthritis dan osteoarthritis masing-masing. Ada bukti bahwa topsentins adalah mediator ampuh inflasi imunogenik, dan topsentin dan scytonemin adalah inhibitor poten dari peradangan neurogenik.

[ sunting ]Penggunaan

Pigmen dapat diekstrak dan digunakan sebagai pewarna .
Pigmen (seperti astaxanthin dan lycopene) digunakan sebagai suplemen makanan.

[ sunting ]Referensi

  1. ^ http://www.britannica.com/EBchecked/topic/65803/biochrome diakses 27 Juli 2010
  2. ^ Rang, HP (2003). Farmakologi. Edinburgh:. Churchill Livingstone ISBN 0-443-07145-4 . Halaman 146
  3. ^ Nadakal, AM. "Karotenoid Pigmen dan Chlorophyllic di Siput Laut, Cerithidea californica Haldeman, Host Menengah untuk Trematoda Burung beberapa." Laboratorium Biologi Laut. JSTOR, nd Web. 26 Mei 2010. < http://www.jstor.org/pss/1538938 >.
  4. ^ Milicua, JCG. "Struktural karakteristik karotenoid mengikat carotenoprotein biru dari Procambarus clarkii." Struktural karakteristik karotenoid mengikat carotenoprotein biru dari Procambarus clarkii. Np, 25 Oktober 1984. Web. 24 Mei 2010. <resources.metapress.com/pdf-preview.axd?code=l163k1j75x721w72&size=largest>.
  5. ^ Zagalsky, P.. "Pewarnaan di Invertebrata Laut" Sebuah peran sentral untuk kompleks astaxanthin "Crustacea.. Np, nd Web. 25 Mei 2010. <srs.dl.ac.uk/Annual_Reports/AnRep01_02/pdf/08_09%20Crustacyanin.pdf>.
  6. ^ ZAGALSKY, Peter F.. "Lobster karapas carotenoprotein, sebuah crustacyanin-." Peran mungkin bagi tryptophan dalam pergeseran batokromik spektral protein yang terikat astaxanthin. Np, nd Web. 25 Mei 2010. <www.biochemj.org/bj/274/0079/2740079.pdf>.
  7. ^ CHANG, KENNETH. "The New York Times> Sains> Ya, Ini Lobster, dan Ya, Ini Biru." The New York Times - Breaking News, World News & Multimedia. NY Times, 15 Maret 2005. Web. 24 Mei 2010. < http://www.nytimes.com/2005/03/15/science/15blue.html >.
  8. ^ Schmidt-Danner, Claudia. "Biosintesis senyawa porfirin." Tetrapyrroles. Np, nd Web. 25 Mei 2010.<www3.cbs.umn.edu/BMBB/faculty/csd/HTML/research_tetrapyrroles.htm>.
  9. ^ Bandaranayake, Wickramasinghe. "Sifat dan peran pigmen dari invertebrata laut." Natural Products Laporkan. Cambridge, nd Web. 25 Mei 2010. <www.rsc.org/delivery/_ArticleLinking/DisplayArticleForFree.cfm?doi=b307612c&JournalCode=NP>.
  10. ^ Webexhibits. "Bioluminescence | Penyebab Warna." WebExhibits. Web. 2 Juni 2010. < http://www.webexhibits.org/causesofcolor/4ADA.html>.

Artikel terkait :

0 komentar " ", Baca atau Masukkan Komentar


Post a Comment

Bantu dengan klik

Please Click Here!!