Calvin syklustrinn og diagram

Calvin-syklusen er et sett med lys uavhengig redoksreaksjoner som oppstår under fotosyntese og karbonfiksering for å omdanne karbondioksid til sukkeret glukose. Disse reaksjonene skjer i kloroplastens stroma, som er det væskefylte området mellom thylakoid membran og indre membran av organellen. Her er en titt på redoksreaksjonene som oppstår under Calvin-syklusen.

Andre navn for Calvin-syklusen

Du kjenner kanskje Calvin-syklusen ved et annet navn. Settet med reaksjoner er også kjent som mørkereaksjoner, C3-syklus, Calvin-Benson-Bassham (CBB) syklus eller reduktiv pentosefosfatsyklus. Syklusen ble oppdaget i 1950 av Melvin Calvin, James Bassham og Andrew Benson ved University of California, Berkeley. De brukte radioaktivt karbon-14 for å spore banen til karbonatomer i karbonfiksering.

Oversikt over Calvin-syklusen

Diagram over Calvin-syklusen. Atomer er representert med følgende farger: svart = karbon, hvit = hydrogen, rød = oksygen, rosa = fosfor.

Mike Jones/Wikimedia Commons/CC BY-SA

Calvin-syklusen er en del av fotosyntesen, som skjer i to stadier. I det første trinnet bruker kjemiske reaksjoner energi fra lys til å produsere ATP og NADPH. I det andre stadiet (Calvin-syklus eller mørkereaksjoner) omdannes karbondioksid og vann til organiske molekyler, som f.eks. glukose . Selv om Calvin-syklusen kan kalles 'mørke reaksjoner', skjer ikke disse reaksjonene i mørket eller om natten. Reaksjonene krever redusert NADP, som kommer fra en lysavhengig reaksjon. Calvin-syklusen består av:

Karbonfiksering- Karbondioksid (CO_to) reageres for å produsere glyceraldehyd 3-fosfat (G3P). Enzymet RuBisCO katalyserer karboksyleringen av en 5-karbonforbindelse for å lage en 6-karbonforbindelse som deler seg i to for å danne to 3-fosfoglycerat (3-PGA) molekyler. Enzymet fosfoglyseratkinase katalyserer fosforylering av 3-PGA for å danne 1,3-bifosfoglyserat (1,3BPGA).Reduksjonsreaksjoner- Enzymet glyceraldehyd 3-fosfatdehydrogenase katalyserer reduksjon av 1,3BPGA av NADPH.Ribulose 1,5-bisfosfat (RuBP) regenerering- På slutten av regenereringen er nettogevinsten av settet av reaksjoner ett G3P-molekyl per 3 karbondioksidmolekyler.

Calvin syklus kjemisk ligning

Den generelle kjemiske ligningen for Calvin-syklusen er:

• 3 CO_to+ 6 NADPH + 5 H_toO + 9 ATP → glyseraldehyd-3-fosfat (G3P) + 2 H⁺+ 6 NADP⁺+ 9 ADP + 8 Pi (Pi = uorganisk fosfat)

Seks kjøringer av syklusen er nødvendig for å produsere ett glukosemolekyl. Overskudd av G3P produsert av reaksjonene kan brukes til å danne en rekke karbohydrater, avhengig av plantens behov.

Merknad om lys uavhengighet

Selv om trinnene i Calvin-syklusen ikke krever lys, skjer prosessen bare når lys er tilgjengelig (dagtid). Hvorfor? Fordi det er bortkastet energi fordi det ikke er noen elektronstrøm uten lys. Enzymene som driver Calvin-syklusen er derfor regulert til å være lysavhengige selv om de kjemiske reaksjonene i seg selv ikke krever fotoner.

Om natten omdanner planter stivelse til sukrose og frigjør det til floemet. CAM-planter lagrer eplesyre om natten og frigjør den om dagen. Disse reaksjonene er også kjent som 'mørke reaksjoner.'

Kilder

• Bassham J, Benson A, Calvin M (1950). 'Karbons vei i fotosyntesen'. J Biol Chem. 185 (2): 781-7. PMID 14774424.