Կենսաբանական պիգմենտներ

Կենսաբանական պիգմենտները (բիոքրոմները) — գունանյութեր են, որոնք մտնում են օրգանիզմների հյուսվածքների բաղադրության մեջ։ Պիգմենտների գույնը որոշվում է նրանց մոլեկուլներում գունակիրների առկայությամբ, որոնք ընտրողական կերպով կլանում են արեգակնային լույսի տեսանելի սպեկտրի ճառագայթները[1]:. Կենդանի օրգանիզմների պիգմենտային համակարգը հանդիսանում է օղակ, որը կապում է օրգանիզմի նյութափոխանակությունը շրջակա միջավայրի լուսային պայմանների հետ։ Կենսաբանական պիգմենտները կարևոր դեր են խաղում կենդանի էակների կենսագործունեության մեջ։

Տերևի բջիջների քլորոպլաստները պարունակում են քլորոֆիլ.

Կենսաբանական պիգմենտների խմբերըԽմբագրել

Կենսաբանական պիգմենտները բաժանվում են մի քանի դասերի` կախված իրենց կառուցվածքից։

ԿարոտինոիդներԽմբագրել

 
Կարոտինոիդները գունավորում են բանջարեղենն ու մրգերը նարնջագույնով:

Կարոտինոիդները կենսաբանական պիգմենտների ամենատարածված դասն են հանդիսանում։ Նրանք հայտնաբերվել են կենդանի օրգանիզմների մեծամասնության մոտ, այդ թվում առանց բացառության բոլոր բույսերի , Միկրոօրգանիզմների մեծամասնության մոտ։ Կարոտինոիդները պայմանավորում են կենդանիներից շատերի գունավորումը, հատկապես միջատների, թռչունների և ձկների։ Կորոտինոիդներն ու նրանց ածանցյալները, ամենից զատ, հանդիսանում են տեսողական պիգմենտների հիմքը, որոնք պատասխանատու են կենդանիների մոտ լույսի և գույնի ընկալման համար[2]:.

Կարոտինոիդներին են պատկանում այնպիսի պիգմենտները, ինչպիսին են , как կարոտինը, հեմատոքրոմը, քսանտոֆիլը, լիկոպինը, լյուտեինը, ռոդոպսինը և այլն։

ՔինոններԽմբագրել

Քինոնները — քիմիական միացություններ են, մոնոցիկլիկ և պոլիցիկլիկ արոմատիկ ածխաջրածինների ածանցյալներ, որոնց բաղադրության մեջ առկա է չհագեցած ցիկլիկ դիկետոն. Նրանց գունավորումը տատանվում է գունատ դեղինից մինչև նարնջագույն, կարմիր, մանուշակագույն, շագանակագույն և սև։ Հայտնաբերվել են սնկերի, քարաքոսերի մեծամասնության և մի շարք անողնաշարավորների մոտ։ Լայն կիրառություն ունեցող գունանյութ է ալիզարինը, որը պատկանում է քինոններին[3].

ՖլավոնոիդներԽմբագրել

 
Տերևների վառ գունավորումը պայմանավորված է անտոցիաններով

։

Ֆլավոնոիդները— O-հետերոցիկլիկմենոլային միացություններ են։ Բնության մեջ սինթեզվում են գրեթե բոլոր բարձրակարգ բույսերի կողմից։ Նրանց թվին է պատկանում անտոցիանները, որոնք պայմանավորում են բույսերի առավել վառ գույները` ծաղիկների և պտուղների կարմիր, մանուշակագույն, կապույտ գունավորումները; ֆլավոնները, ֆլավոնոլները, աուրոնները, խալկոնները պայմանավորում են ծաղիկների և պտուղների դեղին և նարնջագույն գունավորումները։ Ֆլավոնոիդների խմբին են պատկանում նաև բնական հակաօքսիդանտները` կատեխինները[4].

Պորֆիրինի հիմքով պիգմենտներԽմբագրել

Այս խմբի մեջ են մտնում կենսաբանական այն գունանյութերը, որոնց բաղադրության մեջ առկա է պորֆիրինային կոմպլեքս։ Հեմը, պորֆիրինների մի տեսակ է, որպես պրոստետիկ խումբ մտնում է այնպիսի միացությունների մեջ, ինչպիսիք են հեմոգլոբինը, բիլիռուբինը, ցիտոքրոմներ,c և P450-ը և այլն։ Այդ խմբին են պատկանում նաև բուսական պիգմենտներ քլորոֆիլը, ֆեոֆիտին և այլն։ Որպես կանոն այդ դասի պիգմենտները մասնակցում են ֆոտոքիմիական պրոցեսներին, ինչպես նաև հանդիսանում են ֆերմենտներ, որոնք ներգրավված են նյութափոխանակության մեջ։ Նրանց դերը որպես ներկանյութեր երկրորդական է [5].

ԱյլԽմբագրել

Մելանինը — կենդանիների մոտ ամենատարածված պիգմենտներից է, որը պայմանավորում է նրանց մուգ գունավորումը։ Հանդիպում է նաև բույսերի և միկրոօրգանիզմների մոտ։ ողնաշարավորների մոտ սինթեզվում են հատուկ բջիջներում — մելանոցիտներում[6]. Մելանինները լայն տարածված են բուսական և կենդանական հյուսվածքներում, ինչպես նաև պարզագույն օրգանիզմներւմ։ Նրանք պայմանավորում են մաշկի և մազերի գունավորումը, օրինակ ձիերի թույրը, թռչունների փետուրների գույնը ( ալիքների ինտերֆերենցիայի գունավորման հետ համատեղ), ձկների թեփուկների, միջատների կուտիկուլի գույնը։ Մելանինները կլանում ենուլտրամանուշակագույն ճառագայթները, այդպիսով պաշտպանելով մաշկի խորը շերտերը ճառագայթային վնասվածքներից։ Հաջորդ վերջերս հայտնաբերված գործառույթ է որոշ սնկերի կողմից ուլտրամանուշակագույն ճառագայթների և գամմա ճառագայթների յուրացումը կենսագործունեության ապահովման համար։

լյուցիֆերին(չաշխատող հղում) ը — լուսարձակող կենսաբանական պիգմենտների խումբ է, հանդիպում է բիոլյումինեսցենցիայի ունակ օրգանիզմների մոտ։ Իրենցից ներկայացնում են խոշոր մոլեկուլներ, որոնք սուբստրատ են հանդիսանում համապատասխան ֆերմենտների համար` լյուցիֆերազների որոնք օքսիդացում են կատարում[7]:.

Կենսաբանական դերըԽմբագրել

Բնական պիգմենտները կատարում են բազմաթիվ գործառույթներ։ Նրանք պայմանավորում են օրգանիզմների գունավորումը, որը կարևոր է միջավայրին նրանց հարմարվելու համար։ Բույսերի առանձին մասերի գունավորումը ծառայում է փոշոտող միջատներին և սերմերը տարածող թռչուններին գրավելու համար, կենդանիների մարմնի գունավորումը նպաստում է թշնամիներից նրանց պաշտպանությանը, նրանց քողարկում է զոհին հետապնդելիս կամ նախազգուշացնում է թշնամիներին թունավոր լինելու մասին։ Ինչպես նաև այս պիգմենտները պաշտպանում են օրգանիզմը նաև արեգակի ուլտրամանուշակագույն ճառագայթներից։ Որոշ բնական պիգմենտներ մասնակցում են ֆոտոքիմիական պրոցեսներին, մասնավորապես քլորոֆիլը, բակտերոքլորոֆիլը, բակտերիոռոդուպսինը համարվում են Ֆոտոսինթեզող ֆերմենտներ, կենդանիների ռոդոպսինը գործում է տեսողության պրոցեսում։ Շնչառական պիգմենտները (հեմոգլոբինը, հեմոէրիթրինը, հեմոցիանինը, ցիտոքրոմները, շնչառական քրոմոգեները և այլն) մասնակցում են թթվածնի փոխադրմանը հյուսվածքներին և բջջային շնչառությանը։

 
Քլորոֆիլի մոլեկուլը

Կենսաբանական պիգմենտները սովորաբար գտնվում են բջջի տարբեր կառույցներում , հազվադեպ`օրգանիզմի հեղուկներում ազատ վիճակում։ Այսպիսով, քլորոֆիլը գտնվում է քլորոպլաստներում, կարոտինոիդները քրոմոպլաստներում և քլորոպլաստներում, հեմոգլոբինը որպես կանոն Էրիթրոցիտներում, մելանինը`մելանոցիտներում։

ԿիրառությունըԽմբագրել

Մի շարք բնական պիգմենտներ իրենց կիրառությունն են գտել որպես ներկանյութ արդյունաբերության մեջ։ Մասնավորապես լայն կիրառվում են ալիզարինի հիմքով ներկերը, ավելի վաղ կիրառվում էին նաև բնական այնպիսի ներկանյութեր, ինչպիսիք են, ինդիգոն, կարմինը, զաֆրանը և այլն։

ԾանոթագրություններԽմբագրել

  1. Бриттон Г. Биохимия природных пигментов. — Москва: Мир, 1986. — С. 20, 21. — 422 с. — 3050 экз.
  2. Бриттон Г. Биохимия природных пигментов. — Москва: Мир, 1986. — С. 34—35. — 422 с. — 3050 экз.
  3. Бриттон Г. Биохимия природных пигментов. — Москва: Мир, 1986. — С. 92—94. — 422 с. — 3050 экз.
  4. Бриттон Г. Биохимия природных пигментов. — Москва: Мир, 1986. — С. 125—130. — 422 с. — 3050 экз.
  5. Бриттон Г. Биохимия природных пигментов. — Москва: Мир, 1986. — С. 156—159. — 422 с. — 3050 экз.
  6. Бриттон Г. Биохимия природных пигментов. — Москва: Мир, 1986. — С. 259. — 422 с. — 3050 экз.
  7. John Lee Basic Bioluminescence(անգլ.). — Department of Biochemistry and Molecular Biology, University of Georgia, Athens, 2008.

Գրականության ցանկԽմբագրել

  • Бриттон Г. Биохимия природных пигментов. — Москва: Мир, 1986. — 422 с. — 3050 экз.
  • Всеволодов Н. Н. Биопигменты — фоторегистраторы: фотоматериал на бактериородопсине. — Москва: Наука, 1999. — 224 с. — (Теоретическая и прикладная биофизика). — ISBN 5-02-003930-6
  • Конев С. В., Волотовский И. Д. Введение в молекулярную фотобиологию. — Минск: Наука и техника, 1971. — 230 с.