Kalvino ciklo žingsniai ir diagrama

Kalvino ciklas yra nepriklausomas nuo šviesos rinkinys redokso reakcijos kurie atsiranda per fotosintezė ir anglies fiksavimas, kad anglies dioksidas būtų paverstas cukraus gliukoze. Šios reakcijos vyksta chloroplasto stromoje, kuri yra skysčio pripildyta sritis tarp tilakoidas membrana ir vidinė organelio membrana. Čia apžvelgiamos redokso reakcijos, vykstančios Calvin ciklo metu.

Kiti Kalvino ciklo pavadinimai

Kalvino ciklą galite žinoti kitu pavadinimu. Reakcijų rinkinys taip pat žinomas kaip tamsiosios reakcijos, C3 ciklas, Calvin-Benson-Bassham (CBB) ciklas arba redukcinis pentozės fosfato ciklas. Ciklą 1950 m. atrado Melvinas Calvinas, Jamesas Basshamas ir Andrew Bensonas iš Kalifornijos universiteto Berklyje. Jie naudojo radioaktyviąją anglį-14, kad atsektų anglies atomų kelią anglies fiksavimo metu.

Kalvino ciklo apžvalga

Kalvino ciklo diagrama. Atomai vaizduojami šiomis spalvomis: juoda = anglis, balta = vandenilis, raudona = deguonis, rožinė = fosforas.

Mike'as Jonesas / Wikimedia Commons / CC BY-SA

Kalvino ciklas yra fotosintezės dalis, kuri vyksta dviem etapais. Pirmajame etape cheminės reakcijos naudoja šviesos energiją ATP ir NADPH gamybai. Antrajame etape (Kalvino ciklas arba tamsiosios reakcijos) anglies dioksidas ir vanduo paverčiami organinėmis molekulėmis, pvz. gliukozė . Nors Kalvino ciklas gali būti vadinamas „tamsiosiomis reakcijomis“, šios reakcijos iš tikrųjų nevyksta tamsoje ar naktį. Reakcijoms reikalingas sumažintas NADP, kuris atsiranda dėl reakcijos, priklausančios nuo šviesos. Kalvino ciklas susideda iš:

Anglies fiksacija- Anglies dioksidas (CO_du) reaguoja, kad susidarytų gliceraldehido 3-fosfatas (G3P). Fermentas RuBisCO katalizuoja 5 anglies junginio karboksilinimą, kad susidarytų 6 anglies junginys, kuris skyla per pusę ir sudaro dvi 3-fosfoglicerato (3-PGA) molekules. Fermentas fosfoglicerato kinazė katalizuoja 3-PGA fosforilinimą, kad susidarytų 1,3-bifosfogliceratas (1,3BPGA).Sumažinimo reakcijos- Fermentas gliceraldehido 3-fosfato dehidrogenazė katalizuoja 1,3BPGA redukciją naudojant NADPH.Ribulozės 1,5-bisfosfato (RuBP) regeneravimas- Regeneravimo pabaigoje grynasis reakcijų rinkinio pelnas yra viena G3P molekulė 3 anglies dioksido molekulėms.

Kalvino ciklo cheminė lygtis

Bendra Kalvino ciklo cheminė lygtis yra tokia:

• 3 CO_du+ 6 NADPH + 5 H_duO + 9 ATP → gliceraldehido-3-fosfatas (G3P) + 2 H⁺+ 6 NADP⁺+ 9 ADP + 8 Pi (Pi = neorganinis fosfatas)

Norint pagaminti vieną gliukozės molekulę, reikia šešių ciklo eigų. Reakcijų metu susidaręs G3P perteklius gali būti panaudotas įvairiems angliavandeniams susidaryti, priklausomai nuo augalo poreikių.

Pastaba apie šviesos nepriklausomybę

Nors Calvin ciklo žingsniams nereikia šviesos, procesas vyksta tik tada, kai yra šviesos (dienos metu). Kodėl? Nes tai yra energijos švaistymas, nes be šviesos nėra elektronų srauto. Todėl fermentai, kurie maitina Kalvino ciklą, yra reguliuojami priklausomai nuo šviesos, net jei pačioms cheminėms reakcijoms nereikia fotonų.

Naktį augalai krakmolą paverčia sacharoze ir išleidžia į floemą. CAM augalai obuolių rūgštį kaupia naktį ir išskiria dieną. Šios reakcijos taip pat žinomos kaip „tamsiosios reakcijos“.

Šaltiniai

• Bassham J, Benson A, Calvin M (1950). „Anglies kelias fotosintezėje“. J Biol Chem 185 (2): 781-7. PMID 14774424.