text: Biologische Pigment; Biologische Pigmente; Pigmente in Pflanzen; Pigmente bei Tieren; Verwendungen; Krankheiten und Bedingungen
  Januar 4, 2017 Manda Lindenau B 0 220
  Biologische Pigmente, auch einfach bekannt als Pigmente oder biochromes sind Stoffe, die von lebenden Organismen, die eine Farbe aus selektive Farbaufnahme resultierenden haben produziert. Biologische Pigmente sind Pflanzenfarbstoffe und Blumen Pigmente. Viele biologische Strukturen wie Haut, Augen, Federn, Fell und Haare enthalten Pigmente, wie Melanin in spezialisierte Zellen, die sogenannten Chromatophoren.
  Pigmentfarbe sich von Strukturfarbe, dass es sich bei allen Betrachtungswinkeln, während strukturelle Farbe ist das Ergebnis der selektiven Reflexion oder Schillern, in der Regel wegen Mehrschichtstrukturen. Zum Beispiel, Schmetterlingsflügel enthalten in der Regel Strukturfarbe, obwohl viele Schmetterlinge haben Zellen, die Pigment enthalten sowie.
  Biologische Pigmente
  Häm / Porphyrin-basierte: Chlorophyll, Bilirubin, Hämocyanin, Hämoglobin, Myoglobin
  Licht emittierende: Luciferin
  Hematochromes
  Carotine: Alpha- und Beta-Carotin, Lycopin, Rhodopsin
  Xanthophylle: Canthaxanthin, Zeaxanthin, Lutein
  Proteinhaltige: Phytochrom, Phycobiliproteine
  Polyen Enolate: eine Klasse von roten Pigmenten einzigartig für Papageien
  Sonstiges: Melanin, Urochrom, Flavonoide
  Pigmente in Pflanzen
  Die primäre Funktion der Pigmente in Pflanzen ist die Photosynthese, die das grüne Pigment Chlorophyll zusammen mit einigen roten und gelben Pigmenten, die so viel Lichtenergie wie möglich einfangen helfen verwendet.
  Weitere Funktionen von Pigmenten in Pflanzen umfassen Anlocken von Insekten, Blumen, um die Bestäubung zu fördern.
  Pflanzenpigmente umfassen eine Vielzahl von verschiedenen Arten von Molekül, einschließlich Porphyrine, Carotinoide, Anthocyane und Betalaine. Alle biologischen Pigmente absorbieren selektiv bestimmte Wellenlängen des Lichts, während andere reflektiert. Das Licht, das absorbiert wird, kann von der Pflanze genutzt werden, um chemische Reaktionen anzutreiben, während die reflektierten Wellenlängen von Licht bestimmen die Farbe das Pigment wird in das Auge erscheinen.
  Die Haupt Pigmente verantwortlich sind:
  Chlorophyll ist der primäre Pigment in Pflanzen; es ist ein Chlorin, die gelben und blauen Wellenlängen des Lichts absorbiert und reflektiert grün. Es ist das Vorhandensein und relative Häufigkeit von Chlorophyll, die Pflanzen ihre grüne Farbe. Alle Landpflanzen und Grünalgen besitzen zwei Formen dieses Pigments: Chlorophyll a und Chlorophyll b. Kelp, Kieselalgen und andere photoHeteroKonten enthalten Chlorophyll c anstelle von b, während Rotalgen besitzen nur Chlorophyll a. Alle Chlorophylle dienen als primäres Mittel Pflanzen verwenden, um Licht, um die Photosynthese Kraftstoff abfangen.
  Carotinoide sind rot, orange, gelb oder Tetraterpenoide. Sie fungieren als Zubehör Pigmente in Pflanzen und hilft, die Photosynthese durch das Sammeln von Wellenlängen von Licht nicht ohne weiteres durch Chlorophyll absorbiert Kraftstoff. Die bekanntesten sind Carotinoide Carotin, Lutein und Lycopin. Carotinoide haben gezeigt, dass als Antioxidantien wirken und gesunde Sehkraft beim Menschen fördern.
  Anthocyane sind wasserlösliche Flavonoid-Pigmente, die rot bis blau erscheinen, je nach pH-Wert. Sie kommen in allen Geweben höherer Pflanzen, Bereitstellung von Farbe in den Blättern, Pflanzen Stengel, Wurzeln, Blüten und Früchte, wenn auch nicht immer in ausreichender Menge, um bemerkbar. Anthocyane sind in der Blütenblätter von Blumen, wo sie machen so viel wie 30% des Trockengewichts des tissue.They sind auch für die lila Farbe auf der Unterseite tropischen Schattengewächse wie Tradescantia zebrina gesehen verantwortlich sichtbarste; in diesen Pflanzen sind es die Anthocyan-Licht, das durch das Blatt hindurchgegangen ist und reflektiert es zurück in Richtung Regionen Lager Chlorophyll, um die Nutzung der verfügbaren Licht zu maximieren.
  Betalaine sind rote oder gelbe Pigmente. Wie Anthocyanine sie wasserlöslich sind, aber anders als Anthocyanine sie von Tyrosin synthetisiert. Diese Klasse von Pigmenten wird nur im Caryophyllales gefunden und niemals zusammen kommen in Pflanzen mit Anthocyanen. Betalaine sind für die tiefrote Farbe der Rüben verantwortlich und werden kommerziell als Lebensmittel-Färbemittel verwendet.
  Ein besonders bemerkens Manifestation der Pigmentierung in Pflanzen mit Herbstblattfarbe, ein Phänomen, das die normalerweise grünen Blätter vieler Laubbäume und Sträucher, wodurch sie übernehmen, in der Herbstsaison wirkt während ein paar Wochen, verschiedenen Schattierungen von rot, gelb gesehen, Purpur und Braun. Chlorophylle degradieren in farblose Tetrapyrrole wie nichtfluoreszierenden Chlorophyllkataboliten bekannt. Da die überwiegende Chlorophylle verschlechtern, werden die ausgeblendeten Pigmente gelb Xanthophylle und orange Beta-Carotin zeigte. Diese Pigmente ganze Jahr vorhanden sind, aber die rote Pigmente, die Anthocyane, werden de novo sobald etwa die Hälfte des Chlorophyll abgebaut worden ist. Die Aminosäuren aus dem Abbau von Lichtsammelkomplexen freigesetzt werden den ganzen Winter in den Wurzeln des Baums gespeichert, Äste, Stämme und Rumpf bis zum nächsten Frühjahr, wenn sie zurückgeführt werden, um wieder die Blattbaum.
  Pigmente bei Tieren
  Pigmentierung wird von vielen Tieren zum Schutz verwendet, durch Tarnung, Mimik oder Warnfarbe. Einige Tiere wie Fische, Amphibien und Kopffüßer verwenden pigmentierte Chromatophoren zu tarnen, die, um den Hintergrund passen variiert werden.
  Pigmentierung ist in der Signalisierung zwischen Tieren, wie bei der Balz und Fortpflanzungsverhalten verwendet. Zum Beispiel können einige Cephalopoden benutzen ihre Chromatophoren zu kommunizieren.
  Die Photopigment Rhodopsin Licht auffängt als erster Schritt in der Wahrnehmung von Licht.
  Hautpigmente, wie Melanin kann Gewebe von Sonnenbrand durch UV-Strahlung zu schützen.
  Jedoch einige biologische Strukturen in Tieren, wie Hämgruppen, die Sauerstoff im Blut führen zu helfen, werden als Ergebnis ihrer Struktur eingefärbt. Ihre Farbe nicht über eine Schutz- oder Meldefunktion.
  Eine Vielzahl von Krankheiten und abnormalen Bedingungen, die Pigmentierung einzubeziehen sind bei Menschen und Tieren, entweder von Fehlen oder den Verlust der Pigmentierung oder Pigmentzellen oder aus der Überproduktion von Pigment.
  Albinismus ist eine vererbte Erkrankung, die durch vollständigen oder teilweisen Verlust von Melanin. Mensch und Tier, die von Albinismus betroffen sind "albinistic" bezeichnet.
  Lamellaren Ichthyose, auch "Fischschuppenkrankheit", ist eine erbliche Erkrankung, bei der ein Symptom ist Überproduktion von Melanin. Die Haut ist dunkler als normal und wird von dunklen, schuppige, trockene Flecken gekennzeichnet.
  Melasma ist ein Zustand, in dem dunkelbraunen Flecken von Pigment auf dem Gesicht erscheinen, durch hormonelle Veränderungen beeinflusst. Wenn es während einer Schwangerschaft auftritt, wird dieser Zustand der Maske der Schwangerschaft bezeichnet.
  Augen Pigmentierung ist eine Ansammlung von Pigment in das Auge, und kann von Latanoprost Medikamente verursacht werden.
  Vitiligo ist ein Zustand, in dem es zu einem Verlust von Pigment-produzierende Zellen, Melanozyten in Flecken auf der Haut.
  Pigmente in Meerestieren
  Carotinoide & amp; carotenoproteins
  Carotinoide sind die häufigste Gruppe von Pigmenten in der Natur gefunden. Über 600 verschiedene Arten von Carotinoide werden in Tieren und Pflanzen gefunden. In Pflanzen sind Carotinoide für Foto-Schutz, Lichtsammel und Singulett-Sauerstoff fang in den Prozess der Photosynthese verantwortlich. Dieses Pigment wird normalerweise in den Chloroplasten von Pflanzen und anderen photo Organismus wie Algen und einigen Bakterien gefunden. Auf der anderen Seite sind die Tiere nicht in der Lage, ihre eigenen Carotinoide. Daher verlassen sie sich auf Pflanzen für diese Pigmente.
  Carotinoide bilden Komplexe mit Proteinen, die als carotenoproteins bekannt sind. Diese Komplexe sind unter den Meerestieren gemeinsam. Die carotenoprotein Komplexe sind für die verschiedenen Farben, um diesen marinen Wirbellosen zur Paarungsrituale und Tarnung verantwortlich. Es gibt zwei Haupttypen von carotenoproteins: Typ A und Typ B. Typ A hat Carotinoide, die stöchiometrisch mit einem einfachen Protein assoziiert sind. Der zweite Typ, Typ B weist Carotinoide, die mit Lipo-Protein assoziiert sind, und ist in der Regel weniger stabil. Während Typ A wird üblicherweise in die Oberfläche des marinen Invertebraten gefunden wird, ist vom Typ B in der Regel in den Eiern, Eierstöcke und Blut. Die Farben und die charakteristische Absorption dieser carotenoprotein Komplexe werden von der chemischen Bindung des Chromogens und den Proteinuntereinheiten basieren.
  Zum Beispiel kann die blaue carotenoprotein hat linckiacyanin etwa 100-200 Carotinoid-Molekülen pro jeder Anlage. Zusätzlich können die Funktionen dieser Pigment-Protein-Komplexe der chemischen Struktur verändern auch ebenso. Carotenoproteins, die innerhalb des photoStruktur häufiger, aber komplizierter. Pigment-Protein-Komplexe, die sich außerhalb des Photosynthesesystems sind weniger üblich, jedoch eine einfachere Struktur haben. Beispielsweise gibt es nur zwei dieser blauen Astaxanthin-Proteine ​​in der Qualle, Velella velella, enthält nur etwa 100 Carotinoide pro Komplex.
  Die häufigste carotenoprotein Astaxanthin, das verleiht einen lila-blaue und grüne Pigment. Astaxanthin Farbe durch Schaffung Komplexe mit Proteinen in einer bestimmten Reihenfolge ausgebildet. Zum Beispiel hat die crustochrin etwa 20 Astaxanthin Moleküle mit dem Protein gebunden ist. Wenn die Komplexe interagieren, indem Exziton-Exziton Wechselwirkung, es senkt das Absorptionsmaximum, das Ändern der verschiedenen Farbpigmenten.
  In Hummer, gibt es verschiedene Arten von Astaxanthin-Protein-Komplexen vorhanden ist. Die erste ist crustacyanin, einen Schiefer-blaue Pigment in der Hummerpanzer gefunden. Das zweite ist crustochrin, ein gelbes Pigment, das auf der äußeren Schicht des Panzers zu finden ist. Schließlich ist die lipoglycoprotein und ovoverdin bildet eine helle grüne Pigment, das in der Regel in den äußeren Schichten des Panzers und den Hummer Eiern vorhanden ist.
  Tetrapyrrole sind die zweithäufigste Gruppe von Pigmenten. Sie haben vier Pyrrolringe, jeden Ring, bestehend aus C4H4NH. Die Hauptaufgabe der Tetrapyrrole ihre Verbindung ist in der biologischen Oxidationsverfahren. Tetrapyrrole eine wichtige Rolle beim Elektronentransport und wirkt als Ersatz für viele Enzyme. Darüber hinaus haben sie auch eine Rolle bei der Pigmentierung der marine Organismus Gewebe.
  Melanin ist eine Klasse von Verbindungen, die als Pigment mit für dunkle, tan, gelblich / rötlich Pigmente in Meerestieren verantwortlich unterschiedlichen Strukturen dient. Es erzeugt, wie die Aminosäure Tyrosin in Melanin, das in der Haut, Haare, Augen und gefunden wird konvertiert. Aus der aeroben Oxidation von Phenolen ableiten, sind sie Polymere.
  Es gibt verschiedene Arten von Melaninen bedenkt, dass sie eine Ansammlung von kleineren Komponentenmolekülen, wie beispielsweise Stickstoff enthaltenden Melanine. Es gibt zwei Klassen von Pigmenten: schwarzbraun unlöslichen Eumelanine, die aus der aeroben Oxidation von Tyrosin in Gegenwart von Tyrosinase abgeleitet sind, und die alkalilösliche Phäomelanine, die von gelb bis rotbraune Farbe liegen, die sich aus der Abweichung der Eumelanin Weg durch die Intervention von Cystein und / oder Glutathion. Eumelanine sind in der Regel in der Augen und der Haut gefunden. Mehrere verschiedene Melanine sind melanoprotein, Echinoidea, Holothuroidea und Ophiuroidea. Diese Melanine sind Polymere, die möglicherweise aus der wiederholten Kopplung einfache bi-polyfunktionellen monomdric Zwischenprodukte oder hoher Molekulargewichte auftreten. Die Verbindungen Benzothiazol und Tetrahydroisochinolin Ringsysteme handeln, wie UV-absorbierenden Verbindungen. Es gibt verschiedene Arten von Melaninen bedenkt, dass sie eine Ansammlung von kleineren Komponentenmolekülen, wie beispielsweise Stickstoff enthaltenden Melanine.
  Die einzige Lichtquelle in der Tiefsee, geben Meerestiere aus sichtbare Lichtenergie genannt Biolumineszenz, eine Teilmenge der Chemilumineszenz. Dies ist die chemische Reaktion, bei der chemische Energie in Lichtenergie umgewandelt wird. Es wird geschätzt, dass 90% der Tiefseetiere produzieren eine Art von Biolumineszenz. Man bedenkt, dass ein großer Teil des sichtbaren Lichtspektrums vor Erreichen der Tiefsee absorbiert wird, ist der größte Teil der emittierten Lichtes der Meerestiere blau und grün. Jedoch können einige Arten ein rotes und infrarotes Licht emittieren, und es wurde sogar eine Gattung, die gefunden wird, um gelbe Biolumineszenz emittieren. Das Organ, das zuständig ist für die Emission der Biolumineszenz als Photophoren bekannt. Dieser Typ ist nur in Tintenfisch und Fisch vorhanden ist, und wird verwendet, um ihre ventrale Oberflächen, die ihre Silhouetten von Raubtieren zu verschleiern zu beleuchten. Die Verwendungen der photophores in den Meerestieren unterscheiden, wie Linsen zur Steuerung der Farbintensität und der Intensität des erzeugten Lichts. Kalmare haben beide Photophoren und Chromatophoren, die diese beiden Intensitäten steuert. Eine andere Sache, die für die Emission von Biolumineszenz, was sich in den Lichtblitze, die Quallen zu emittieren ist, zuständig ist, mit einem Luciferin beginnen und endet mit dem Lichtemitter Luciferin, Luciferase, Salz und Sauerstoff reagieren und zu einer einzigen Einheit namens erstellen Foto-Proteine, die Licht erzeugen können, wenn sie mit einem anderen Molekül reagiert, wie Ca +. Jellyfish verwenden Sie diese als Abwehrmechanismus; wenn eine kleinere Räuber versucht, eine Quallen fressen, wird er seine Lichter, die somit zu locken würde eine größere Räuber und jagen die kleineren Raubtier entfernt blinken. Es wird auch als Paarungsverhalten verwendet.
  In riffbildenden Korallen und Seeanemonen, fluoreszieren sie; Licht bei einer Wellenlänge absorbiert und bei einer anderen Wieder emittiert. Diese Pigmente können als natürliche Sonnenschutzmittel, Hilfe bei der Photosynthese agieren, dienen als Warnfarbe, die Besucher zu Kollegen, Rivalen zu warnen oder zu verwirren Räuber.
  Chromatophoren sind Farbpigment veränderbaren Zellen, die direkt vom zentralen motorischen Neuronen stimuliert werden. Sie werden vor allem für die schnelle Umweltanpassung zur Tarnung benutzt. Das Verfahren zur Änderung der Farbe Pigment ihrer Haut beruht auf einer einzigen hochentwickelten chromatophore Zelle und viele Muskeln, Nerven, glail und Mantelzellen. Chromatophoren Vertrag und enthalten Vesikel, die drei verschiedene flüssige Pigmente speichert. Erythrophores, Melanophoren und Xanthophoren: jede Farbe durch die drei Arten von chromatophore Zellen angegeben. Der erste Typ ist die erythrophores, die rötliche Pigmente wie Carotinoide und Pteridine enthält. Der zweite Typ ist die Melanophoren, die schwarze und braune Pigmente wie Melanine enthält. Der dritte Typ ist die Xanthophoren die gelbe Pigmente in Form von Carotinoiden. Die verschiedenen Farben werden durch die Kombination der verschiedenen Schichten der Chromatophoren hergestellt. Diese Zellen sind in der Regel unter der Haut befindet oder skalieren Sie die Tiere. Es gibt zwei Kategorien von Farben durch die Zelle erzeugt - Biochrome und schematochromes. Biochromes Farben sind chemisch gebildeten mikroskopischen, natürlichen Pigmenten. Ihrer chemischen Zusammensetzung wird erstellt, um in irgendeiner Farbe des Lichts und reflektiert den Rest. Im Gegensatz dazu sind schematochromes Farben aus einer farblosen Oberfläche erstellt von Lichtreflexionen und Brechungen von Geweben. Schematochromes wirken wie Prismen, Brech und Dispergieren sichtbares Licht an die Umgebung, die schließlich zu reflektieren wird eine bestimmte Kombination der Farben. Diese Kategorien werden durch die Bewegung der Pigmente innerhalb der Chromatophoren bestimmt. Die physiologischen Farbwechsel kurzfristig und schnell, in Fischen gefunden und sind das Ergebnis aus der Reaktion eines Tieres auf eine Veränderung in der Umwelt. Demgegenüber sind die morphologischen Farbänderungen langfristige Änderungen, tritt in verschiedenen Stadien des Tieres und sind aufgrund der Veränderung der Zahl der Chromatophoren. Um die Farbpigmente, Transparenz, oder die Deckkraft ändern, können die Zellen in Form und Größe, und dehnen oder zusammenziehen ihre äußere Hülle.
  Aufgrund Schädigung durch UV-A und UV-B, haben Meerestieren entwickelte sich auf Verbindungen, die UV-Licht absorbieren und wirken wie Sonnenschutzmitteln. Mycosporin artigen Aminosäuren können UV-Strahlen mit 310-360 nm absorbieren. Melanin ist ein weiterer bekannter UV-Schutzfolie. Carotinoide und Photopigmente sowohl indirekt als Lichtschutzpigmente handeln, da sie Sauerstoff freie Radikale zu stillen. Sie ergänzen auch photosynthetischen Pigmente, die Lichtenergie im blauen Bereich zu absorbieren.
  Defensive Rolle von Pigmenten
  Es ist bekannt, dass die Tiere benutzen ihre Farbmuster, um zu warnen, Raubtiere, aber es wurde beobachtet, dass ein Schwamm Pigment ahmte eine Chemikalie, die die Regulierung der Häutung eines Amphipoden, die Beute auf Schwämme bekannt war beteiligt. Also, wann immer, dass Flohkrebs isst den Schwamm, verhindert die chemische Pigmente die Mauser und der Flohkrebs schließlich stirbt.
  Umwelt Einfluss auf Farbe
  Coloration bei Wirbellosen variiert in Abhängigkeit von der Tiefe, Wassertemperatur, Nahrungsquelle, Ströme, geographische Lage, Lichtexposition, und Sedimentation beruht. Zum Beispiel kann die Menge an Carotinoid einer bestimmten Seeanemone abnimmt, wenn wir tiefer in den Ozean. Somit ist die Unterwasserwelt, die auf tieferen Gewässern befindet, ist weniger brillant als die Organismen, die in gut beleuchteten Bereichen aufgrund der Reduzierung von Pigmenten zu leben. In den Kolonien der Kolonial Ascidie-cyanophyte Symbiose Trididemnum solidum, sind ihre Farben unterscheiden sich je nach Lichtregime in der sie leben. Die Kolonien, die zu vollem Sonnenlicht ausgesetzt sind, stark verkalkt, dicker und sind weiß. Im Gegensatz dazu die Kolonien, die in schattigen Gebieten leben, haben mehr Phycoerythrin im Vergleich zu Phycocyanin, dünner und sind lila. Die violette Farbe in den schattierten Kolonien hauptsächlich aufgrund der phycobilin Pigment der Algen, dh die Variation der Belichtung in Licht ändert die Farben der Kolonien.
  Adaptive Färbung
  Aposematismus ist die Warnfarbe, um zu signalisieren potenzielle Räuber, weg zu bleiben. In vielen chromodrorid Nacktschnecken, in unangenehme und giftige Chemikalien aus Schwämmen emittiert nehmen sie und speichern sie in ihren repugnatorial Drüsen. Predators von Nacktschnecken haben gelernt, diese gewisse Nacktschnecken auf der Grundlage ihrer hellen Farbmustern zu vermeiden. Beute schützen sich auch durch ihre toxischen Verbindungen, die von einer Vielzahl von organischen und anorganischen Verbindungen.
  Physiologischen Aktivitäten von Pigment
  Pigmente von Meerestieren zu trennen verschiedene Zwecke, andere als defensive Rollen. Einige Pigmente sind dafür bekannt, gegen UV In der Nacktschnecke Nembrotha kubaryana schützen, hat Tetrapyrrol Pigment 13 wurde gefunden, dass eine starke antimikrobielle Mittel sein. Auch in diesem Geschöpf, tamjamines A, B, C, E und F hat antimikrobielle, antitumorale und immunsuppressive Wirkungen gezeigt.
  Sesquiterpenoiden sind für ihre blauen und lila Farben erkannt, aber es ist auch berichtet worden, um verschiedene biologische Aktivitäten, wie beispielsweise antibakterielle, immun, antimikrobielle und zytotoxischen sowie die inhibitorische Aktivität gegen die Zellteilung in der befruchteten Seeigeleiern und Ascidie aufweisen. Mehrere andere Pigmente sind gezeigt worden zytotoxisch. In der Tat, zwei neue Carotinoide, die aus einem Schwamm namens Phakellia stelliderma isoliert wurden, zeigten milde Zytotoxizität gegen Leukämiezellen der Maus. Andere Pigmente mit medizinischen Verwicklungen umfassen Scytonemin, topsentins und Debromhymenialdisin mehrere Bleiverbindungen auf dem Gebiet der Entzündung, rheumatoider Arthritis und Osteoarthritis sind. Es gibt Hinweise darauf, dass topsentins sind potente Mediatoren der immunogene Inflation und Topsentin und Scytonemin sind potente Inhibitoren der neurogenen Entzündung.