Con el nombre de c. se designaron, primeramente, los pigmentos verdes que intervienen en la fotosíntesis (v.) de las plantas superiores. Posteriormente se extendió esta denominación a todos los pigmentos fotosintéticos porfirínicos. Desde el punto de vista bioquímico, esta definición es correcta y apropiada, ya que las c. no desempeñan aparentemente ninguna otra función biológica, y, además, otros pigmentos fotosintéticos no porfirínicos, como los ficobilínicos, ficocianina y ficoeritina, quedan excluidos del grupo.

     

      La existencia de dos c. en las hojas verdes fue puesta de manifiesto a primeros de siglo por el joven botánico ruso Tswett, al conseguir la separación física de estos pigmentos mediante el ingenioso método de la cromatografía, que desde entonces constituye una de las técnicas más valiosas de purificación, separación e identificación de sustancias. El estudio de la química de las c. fue iniciado por Willstáter y su escuela, que, por primera vez, obtuvieron sus fórmulas correctas y demostraron que eran complejos de magnesio, y continuado por H. Fischer y sus colaboradores, que establecieron la estructura del anillo porfirínico.

     

      De las diversas c. que han sido descritas, sólo de tres, c. a, b y bacterioclorofila, se conocen definitivamente sus estructuras. Todas son magnesio-porfirinas (dihidroporfirinas o tetrahidroporfirinas), caracterizadas por contener un anillo de ciclopentanona unido al anillo III y por llevar en la posición 7 un residuo de ácido propiónico esterificado por un alcohol de cadena larga (fitol o farnesol). Las c. a y b se encuentran en las plantas superiores en proporción 3: 1. La c. b se diferencia de la c. a en que el grupo metilo (-CH3) en posición 3 está sustituido por un grupo formilo (-CHO). Las clorofilas c y d se encuentran en las algas.

     

      La síntesis de la c. a, iniciada en los años treinta por H. Fischer, fue, finalmente, conseguida en 1960 por Woodward y colaboradores, aunque siguiendo caminos bastante diferentes. La biogénesis de las porfirinas, a cuyo grupo pertenecen las c., es ya clásico en bioquímica.

     

      Desde el punto de vista funcional, la c. a, el más importante pigmento clorofílico, que interviene en la fotosíntesis de las algas y de las plantas superiores, se caracteriza por la posesión de un sistema alternante de enlaces dobles y sencillos. Este sistema conjugado determina el color verde del pigmento, es decir, su capacidad de absorber la luz en las zonas violeta y roja del espectro. El color de los pigmentos se debe precisamente a la presencia en sus moléculas de electrones particularmente móviles, llamados electrones 7r, que, por no estar asociados con determinados átomos o enlaces en particular, sino con el sistema conjugado como tal, requieren poca energía para ser excitados a niveles más altos. Este pequeño requerimiento energético se corresponde con una probabilidad grande de absorción de las radiaciones del espectro visible, de longitud de onda relativamente larga.

     

      Puesto que, en la c., el sistema conjugado vuelve sobre sí mismo formando un anillo de anillos, resulta una estructura anular en la que son posibles un gran número de reorganizaciones de enlaces simples y dobles. Cada disposición corresponde a una distribución distinta de los electrones externos, sin que haya cambios de átomos. La molécula es, pues, realmente un híbrido resultante de la resonancia entre todas las formas posibles, en la que los electrones 7r no sólo oscilan, como en un sistema de cadena abierta, sino que también circulan. El alto grado de condensación de la molécula de c. y sus muchas posibilidades de resonancia comunican una rigidez y estabilidad peculiares a este tipo de estructura porfirínica. De hecho, en el petróleo, aceites de pizarras bituminosas y carbón de hace unos 400 millones de años se han encontrado porfirinas aparentemente derivadas de la c.

     

      La c. se caracteriza, pues, no sólo por su gran capacidad de absorción de la luz visible, sino por la estabilidad de su estructura, que le permite almacenar la energía absorbida y transferirla sin pérdida a otras moléculas vecinas. Una muestra de la capacidad de la c. de retener la energía luminosa captada y de transmitirla relativamente intacta es su fuerte fluorescencia: cualesquiera que sea la longitud de onda de la radiación absorbida, la c. fluoresce con la misma luz roja característica.

     

      La c. posee, además, en su estado fotoexcitado, la capacidad de ionizarse, es decir, de expeler un electrón y oXIdarse, dando lugar a iones de potenciales de óxidoreducción marcadamente diferentes.

     

      Resumiendo, podríamos decir que la c. actúa como colectora, transmisora y transformadora de la energía luminosa. De ahí su función primordial en el proceso de la fotosíntesis.

     

      V. t.: FOTOSíNTESIS; CROMATOGRAFIA.