Հիմնական նյութ
Կենսաբանություն
Դասընթաց․ (Կենսաբանություն) > Բաժին 13
Դաս 3: Կալվինի ցիկլԿալվինի ցիկլ
Ինչպես են լուսային փուլի ռեակցիաների վերջանյութերը՝ ԱԵՖ-ը և ՆԱԴՖ-H-ը, օգտագործվում՝ լուսասինթեզի երկրորդ փուլում ածխածինը շաքարների մեջ օգտագործելու համար։
Ներածություն
Երկիր մոլորակի վրա ապրող մյուս օրգանիզմների նման քո կյանքն էլ հիմնված է ածխածնի վրա: Այլ կերպ ասած, քո զարմանալի մարմնի բարդ մոլեկուլները կառուցված են ածխածնային կմախքից: Սակայն երբևէ մտածե՞լ ես որտեղից են այդ բոլոր ածխածինները գալիս:
Պարզվում է, քո մարմնի ածխածնի ատոմները ժամանակին օդում եղած ածխածնի երկօքսիդի (start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript) մաս են կազմել: Ածխածնի ատոմները հայտնվում են քո օրգանիզմում այլ ձևերով՝ ֆոտոսինթեզի երկրորդ փուլի շնորհիվ, որը կոչվում է Կալվինի ցիկլ (կամ լույսից անկախ ռեակցիաներ ):
Կալվինի ցիկլի ընդհանուր դիտարկում
Բույսերում առկա ածխածնի երկօքսիդն (start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript) անցնում է տերևի վրա եղած անցքերով, որոնք կոչվում են հերձանցքներ, և դիֆուզիայի է ենթարկվում քլորոպլաստի ստրոմայում, որտեղ տեղի են ունենում Կալվինի ցիկլի ռեակցիաները: Այս ռեակցիաները կոչվում են լույսից անկախ ռեակցիաներ, քանի որ դրանք ուղղակիորեն լույսի ազդեցությամբ տեղի չեն ունենում:
Կալվինի ցիկլլի ընթացքում ածխածնի ատոմները start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript-ից վերցվում՝ ֆիքսվում են (ներառվում են օրգանական մոլեկուլների մեջ) և օգտագործվում են երեք ածխածնային ածխաջրեր կառուցելու համար: Այս գործընթացը սնուցվում և կախված է լուսային ռեակցիաների ընթացքում առաջացած ԱԵՖ-ից ու ՆԱԴՖH-ից:
Ի տարբերություն լուսային ռեակցիաների, որոնք տեղի են ունենում թիլակոիդի թաղանթում, Կալվինի ցիկլի ռեակցիաները տեղի են ունենում քլորոպլաստի ներսում՝ ստրոմայում:
Կալվինի ցիկլի ռեակցիաներ
Կալվինի ցիկլի ռեակցիաները կարող ենք բաժանել երեք հիմնական փուլի՝ ածխածնի ֆիքսում, վերականգնում և սկզբնական մոլեկուլի վերարտադրում:
Ահա Կալվինի ցիկլի ընդհանուր տրամագիրը։
- Ածխածնի ֆիքսում: start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript մոլեկուլը միանում է հինգ ածխածնային ակցեպտորին՝ ռիբուլոզ-1,5-բիսֆոսֆատին (ՌուԲՖ): Այս քայլով ստեղծվում է վեց ածխածնային միացություն, որը բաժանվում է երկու՝ երեք ածխածնային միացության՝ 3-ֆոսֆոգլիցերինաթթու (3-ՖԳԹ): Այս ռեակցիան կատալիզվում է ՌուԲՖ կարբօքսիլազ/օքսիգենազ կամ ռուբիսկո ֆերմենտով:
- Վերականգնում: Երկրորդ փուլում ԱԵՖ-ը և ՆԱԴՖH-ը օգտագործվում են, որպեսզի 3-ՖԳԹ-ն փոխակերպեն երեք ածխածնային ածխաջրի՝ գլիցերալդեհիդ-3-ֆոսֆատի(Գ3Ֆ): Այս փուլը կոչվում է վերականգնում, քանի որ ՆԱԴՖH-ը տրամադրում է իր էլեկտրոնները կամ վերականգնում է երեք ածխածնային միջանկյալ միացությունը՝ Գ3Ֆ սինթեզելու համար:
- Վերարտադրում: Գ3Ֆ որոշ մոլեկուլներ օգտագործվում են գլյուկոզի սինթեզի համար, իսկ մյուսները վերամշակվում են և վերարտադրում են ՌուԲՖ ակցեպտոր: Վերարտադրման համար անհրաժեշտ է ԱԵՖ: Այն ներառում է ռեակցիաների բարդ համակարգstart superscript, 1, end superscript։
Որպեսզի Գ3Ֆ-ի մեկ մոլեկուլ դուրս գա ցիկլից (և մասնակցի գլյուկոզի սինթեզին), երեք մոլեկուլ start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript է մտնում ցիկլ՝ ապահովելով ածխածնի երեք նոր ֆիքսված ատոմ: Երբ երեք մոլեկուլ start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript մտնում են ցիկլ, սինթեզվում է Գ3Ֆ-ի վեց մոլեկուլներ: Դրանցից մեկը դուրս է գալիս ցիկլից և օգտագործվում է գլյուկոզ սինթեզելու համար, իսկ Գ3Ֆ-ի մնացած հինգ մոլեկուլը վերամշակվում են և վերարտադրում են ՌուԲՖ-ի երեք մոլեկուլ։
Կալվինի ցիկլի ելանյութերի և վերջնանյութերի ամփոփում
Կալվինի ցիկլի երեք շրջափուլերի շնորհիվ արտադրվում է Գ3Ֆ-ի մեկ մոլեկուլ, որը կարող է դուրս գալ ցիկլից և մասնակցել գլյուկոզի սինթեզին: Եկ ամբողջացնենք այն կարևոր մոլեկուլները, որոնք մտնում և դուրս են գալիս Կալվինի ցիկլ՝ մեկ մոլեկուլ Գ3Ֆ արտադրելու համար: Կալվինի ցիկլի այս երեք շրջափուլերում․
- Ածխածին: start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript-ի 3 մոլեկուլ միանում է ՌուԲՖ-ի 3 մոլեկուլի (ակցեպտոր) հետո՝ առաջացնելով գլիցերալդեհիդ-3-ֆոսֆատի (Գ3Ֆ) 6 մոլեկուլ:
- Գ3Ֆ-ի 1 մոլեկուլ դուրս է գալիս ցիկլից և մասնակցում է գլյուկոզի սինթեզին։
- Գ3Ֆ-ի 5 մոլեկուլ վերամշակվում է՝ վերարտադրելով ՌուԲՖ ակցեպտորի 3 մոլեկուլ:
- ԱԵՖ: 9 մոլեկուլ ԱԵՖ փոխակերպվում է 9 մոլեկուլ ԱԿՖ -ի (6-ը՝ ֆիքսման փուլում, 3-ը՝ վերարտադրման):
- ՆԱԴՖH: 6 մոլեկուլ ՆԱԴՖH փոխակերպվում է 6 մոլեկուլ ՆԱԴՖstart superscript, plus, end superscript -ի (վերականգնման փուլում):
Գ3Ֆ-ի մոլեկուլը պարունակում է ֆիքսված ածխածնի երեք ատոմ, հետևաբար, Գ3Ֆ-ի երկու մոլեկուլ է անհրաժեշտ վեց ածխածնային գլյուկոզի մեկ մոլեկուլ ստեղծելու համար: Մեկ մոլեկուլ գլյուկոզի արտադրման համար կպահանջվեր ցիկլի վեց շրջան կամ 6 start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript, 18 ԱԵՖ և 12 ՆԱԴՖH:
Ուզո՞ւմ ես միանալ խոսակցությանը։
Առայժմ հրապարակումներ չկան։