- Što je Calvinov ciklus?
- Faze Calvinovog ciklusa
- Funkcija Calvinovog ciklusa
- Važnost Calvinovog ciklusa
- Proizvodi Calvinovog ciklusa
Objašnjavamo što je Calvinov ciklus, njegove faze, njegovu funkciju i njegove proizvode. Također, njegova važnost za autotrofne organizme.
Što je Calvinov ciklus?
Poznat je kao Calvinov ciklus, Calvin-Bensonov ciklus ili ciklus fiksacije ugljika u fotosinteza, na skup biokemijskih procesa koji se odvijaju u stomama kloroplasta bilje i drugih organizama autotrofi čiji ishrana Obavlja se fotosintezom.
Reakcije koje čine ovaj ciklus pripadaju takozvanoj tamnoj fazi fotosintetskog procesa ili fazi neovisnoj o svjetlo, tijekom kojeg se ugljični dioksid (CO2) uzet iz atmosfere, ugrađujući ga u tijelo u obliku glukoze (C6H12O6) zahvaljujući djelovanju enzim RuBisCo (ribuloza-1,5-bisfosfat karboksilaza/oksigenaza).
Calvinov ciklus duguje svoje ime svom otkriću, Amerikancu Melvinu Calvinu, koji mu je donio Nobelovu nagradu za Kemija 1961. Njegovi drugi važni suradnici na studiji bili su James Bassham i Andrew Benson, svi sa Sveučilišta u Kaliforniji, Berkeley.
Faze Calvinovog ciklusa
Calvinov ciklus sastoji se od tri različite faze:
- Faza 1. Fiksacija CO2, enzim RuBisCo katalizira karboksilaciju ribuloza difosfata, odnosno fiksaciju ugljičnog dioksida da nastane PGA (3-fosfoglicerinska kiselina).
- Korak 2. Redukcija PGA u šećer (CH2O) stvaranjem glicealdehid-3-fosfata (GAP) s NADPH (nikotidamid adenin dinukleotid fosfatom) i ATP (Adenozin trifosfat) nastaje u reakcijama ovisnim o svjetlosti.
- Faza 3. Regeneracija ribuloza difosfata, koji također zahtijeva ATP.
Funkcija Calvinovog ciklusa
Calvinov ciklus ima temeljnu ulogu u biljnom životu: stvaranje glukoze, jednog od glavnih šećera (od šest atoma ugljik) upotrebe biokemijski kao izvor energije i konstrukcijskog ili skladišnog materijala.
Ciklus koristi šest molekule CO2 kako bi se dobila glukoza, vežući ih na različite receptore u ponovljenom krugu kemijskih reakcija koji troše Energija (ATP). Za sastavljanje molekule glukoze potrebno je šest okreta ciklusa. Osim toga, svaka 3 kruga ciklusa proizvodi se molekula triozofosfata koji se koristi u drugim procesima kao što je sinteza škroba.
Važnost Calvinovog ciklusa
Calvinov ciklus je jedina ruta metabolički koju koriste autotrofni organizmi za ugradnju anorganski materijal kojim se hrane, baš kao i atmosferski CO2, koji organizmi koji dišu izbacuju iz svog tijela. To se događa i kod fotosintetskih i kemosintetskih organizama.
Istovremeno, ovaj proces je od ogromne ekološke važnosti, jer se u tom ciklusu energija pohranjuje u biljnim tkivima koja se prenosi prema gore u trofičkoj piramidi, služeći kao hrana za biljojede životinje, koji pak služe kao hrana njihovim grabežljivci.
S druge strane, ovaj proces fiksiranja ugljika sadržanog u CO2, dobro poznatom plinu efekt staklenika, doprinosi hlađenju atmosfera a uz smanjenje plinova odgovornih za globalno zatopljenje i klimatske promjene. Zato je danas važniji nego ikad.
Proizvodi Calvinovog ciklusa
Calvinov ciklus proizvodi fiksni atom ugljika u svakom svom zavoju, tako da su potrebna tri kruga ciklusa (i ulazak tri molekule CO2, jednu po jednu) da bi se formirala molekula gliceraldehid-3-fosfata (3GP). Tako se dio proizvedenog materijala može reciklirati kako bi se reaktivirao RuBisCo, a drugi dio se može koristiti za proizvodnju glukoze.