Calvin-sykli

Selitämme, mikä Calvin-sykli on, sen vaiheet, toiminta ja tuotteet. Lisäksi sen merkitys autotrofisille organismeille.

1. Mikä on Calvin-sykli?

Se tunnetaan nimellä Calvin-sykli, Calvin-Benson-sykli tai hiilen kiinnityssykli fotosynteesissä joukkoon biokemiallisia prosesseja, jotka tapahtuvat kloroplastien stomaatissa kasvien ja muiden autotrofisten organismien, joiden ravitsemus tapahtuu fotosynteesin avulla.

Tämän syklin muodostavat reaktiot kuuluvat fotosynteettisen prosessin ns. Tummaan vaiheeseen tai itsenäiseen valon vaiheeseen, jonka aikana ilmakehästä otettu hiilidioksidi (CO ₂ ) asetetaan, sisällytetään Laittamalla se kehoon glukoosin (C ₆ H ₁₂ O ₆ ) muodossa RuBisCo-entsyymin (ribuloosi-1, 5-bisfosfaattikarboksylaasi / oksygenaasi) vaikutuksesta.

Calvin-sykli velkaa nimensä keksijälle, amerikkalaiselle Melvin Calvinille, joka ansaitsi hänelle Nobel-palkinnon kemiassa vuonna 1961. Muita tärkeitä tutkijan yhteistyökumppaneita olivat James Bassham ja Andrew Benson, kaikki Kalifornian yliopisto, Berkeley.

1. Calvin-syklin vaiheet

Calvin-sykli koostuu kolmesta erillisestä vaiheesta:

• Vaihe 1 : C02: n kiinnitys, RuBisCo-entsyymi katalysoi ribuloosidifosfaatin karboksylaatiota, toisin sanoen hiilidioksidin kiinnittymistä PGA: ksi (3-fosfoglyseriinihappo).
• Vaihe 2 : PGA: n pelkistys sokeriksi (CH ₂ O) muodostamalla glysealdehydi-3-fosfaattia (GAP) NADPH: n (nikotidamidi-adeniinidinukleotidifosfaatti) ja ATP: n (adenosiinitrifosfaatti) avulla, jotka tuotetaan reaktioissa, jotka riippuvat valo
• Vaihe 3 : ribuloosidifosfaatin regeneraatio, joka vaatii myös ATP: tä.

1. Calvin-syklitoiminto

Calvin-syklillä on perustavanlaatuinen rooli kasvien elämässä: tuottaa glukoosia, joka on yksi tärkeimmistä (kuuden hiiliatomin) sokereista biokemialliseen käyttöön energialähteenä sekä rakenne- tai varastointimateriaalina .

Syklissä käytetään kuutta CO2-molekyyliä, jotta saadaan yksi glukoosista, kiinnittyen niihin erilaisiin reseptoreihin toistuvassa kemiallisten reaktioiden kiertossa, joka kuluttaa energiaa (ATP). Kuusi kierroskierrosta ovat tarpeen glukoosimolekyylin muodostamiseksi. Lisäksi jokainen syklin 3 kierros tuottaa triosafosfaattimolekyylin, jota käytetään muissa prosesseissa, kuten tärkkelyssynteesissä.

1. Calvin-syklin merkitys

Calvin-sykli on ainoa metabolinen reitti, jota autotrofiset organismit käyttävät sisällyttääkseen epäorgaanisia aineita, joista ne syövät, kuten ilmakehän hiilidioksidia, jonka hengittävät organismit karkottavat organismeistaan. Tämä tapahtuu sekä fotosynteettisissä että kemosynteettisissä organismeissa.

Samanaikaisesti tällä prosessilla on valtava ekologinen merkitys, koska tässä syklissä kasvien kudoksissa varastoidaan energiaa, joka siirtyy ylöspäin troofisessa pyramidissa toimien ruoana kasvissyöjille, jotka puolestaan ​​palvelevat ruokaa heidän petoeläimilleen.

Toisaalta tämä tunnetussa kasvihuonekaasussa olevan hiilidioksidin hiilen kiinnitysprosessi myötävaikuttaa ilmakehän jäähtymiseen ja ilmaston lämpenemisestä ja ilmastonmuutoksesta vastaavien kaasujen vähentämiseen. Siksi tänään on tärkeämpää kuin koskaan.

1. Calvin-syklituotteet

Calvin-sykli tuottaa jokaisessa käännöksessään kiinteän hiiliatomin, joten sykliin (ja kolmen hiilidioksidimolekyylin syöttämiseen, yksi kerrallaan) kuluu kolme käännöstä gliceraldehydi-3- molekyylin muodostamiseksi. fosfaatti (3GP). Siten osa tuotetusta materiaalista voidaan kierrättää RuBisCon uudelleenaktivoimiseksi ja toista osaa voidaan käyttää glukoosin tuottamiseen.

Jatka kohdasta: Hiilisykli