Página 186 - Libro de Química de Primero de Bachillerato

Pista:

• Observa que ambos dibujos muestran un gran anillo con cuatro unidades de pirrol: eso es una porfirina.
• Fíjate en el átomo central: en la hemoglobina aparece Fe; en la clorofila aparece Mg. Ese cambio de metal determina propiedades y función.
• Cuenta los sustituyentes laterales: la clorofila posee una larga cola fitol (C₂₀) unida mediante un enlace éster; el heme no.
• Recuerda qué hace cada molécula en el organismo: la hemoglobina lleva oxígeno en la sangre; la clorofila absorbe luz y la convierte en energía química.
• Para nombrar las fórmulas, usa:
  • Hemoglobina → heme b (protoporfirina IX + Fe²⁺).
  • Clorofila → clorofila a o clorofila b (magnesioporfirina + fitol).

Resume las semejanzas (anillo porfirínico) y diferencias (metal, sustituyentes, función) y obtendrás la respuesta completa.

Análisis del problema: Se te pide comparar las estructuras básicas de los grupos prostéticos de la hemoglobina y de la clorofila, nombrar sus fórmulas (moléculas), indicar diferencias estructurales y explicar la función de cada una.

Resolución paso a paso:

1. Identificación de las moléculas
   • Grupo hemo de la hemoglobina: heme b (protoporfirina IX + Fe²⁺).
   • Molécula principal de la clorofila: clorofila a (magnesioporfirina + cadena fitol).
2. Estructura común
   Ambas poseen un anillo porfirínico (cuatro unidades de pirrol unidas en un macrociclo). Ese anillo actúa como ligando tetradentado que atrapa un ion metálico en el centro.
3. Diferencias estructurales
   • Metal central: Hemoglobina: Fe²⁺; Clorofila: Mg²⁺.
   • Sustituyentes laterales: En el heme los grupos laterales son metilo, vinilo y propionato (COO⁻). En la clorofila hay grupos metilo, formilo y, sobre todo, una larga cadena fitol (C₂₀H₃₉) unida por un éster.
   • Estado de oxidación y coordinación: Fe en hemoglobina se coordina a 6 ligandos (4 N del anillo, 1 His, 1 O₂). Mg en clorofila se coordina principalmente a los 4 N del anillo y a oxígenos del entorno proteico.
   • Color y absorción: Diferentes sustituciones y el metal central modifican el espectro: heme → rojo; clorofila → verde.
4. Funciones biológicas
   • Hemoglobina (heme b + globina): Transporte reversible de O₂ y CO₂ en la sangre de los vertebrados.
   • Clorofila: Pigmento clave de la fotosíntesis; absorbe luz (principalmente azul-roja) y transfiere la energía a los centros de reacción para formar ATP y NADPH.

Conclusión / Respuesta final:
La hemoglobina contiene un heme b (protoporfirina IX con Fe²⁺) encargado de unir oxígeno en los eritrocitos, mientras que la clorofila contiene una magnesioporfirina (clorofila a/b) con Mg²⁺ y una cadena fitol que le permite anclarse a las membranas tilacoidales y captar energía luminosa para la fotosíntesis. La principal diferencia es el metal central (Fe frente a Mg) y la presencia de la cadena fitol en la clorofila; ambas comparten el macrociclo porfirínico.