Kategoriler
Bilim & İnsan

Calvin döngüsü nedir?

Calvin döngüsü, karbondioksiti şeker glikozuna dönüştürmek için fotosentez ve karbon fiksasyonu sırasında ortaya çıkan bir dizi ışıktan bağımsız redoks tepkimesidir. Bu tepkimeler, tilakoid membran ile organelin iç membranı arasındaki sıvı dolu bölge olan kloroplastın stromasında meydana gelir. Yazımızda Calvin döngüsü sırasında meydana gelen redoks tepkimelerinden bahsedeceğiz.

Calvin döngüsünü başka isimlerle de aklınızda tutabilirsiniz.Çünkü bu tepkime seti karanlık reaksiyonlar, C3 döngüsü, Calvin-Benson-Bassham (CBB) döngüsü veya indirgeyici pentoz fosfat döngüsü olarak da bilinir. Döngü 1950'de, Berkeley Kaliforniya Üniversitesi'nden Melvin Calvin, James Bassham ve Andrew Benson tarafından keşfedildi. Karbon fiksasyonunda karbon atomlarının yörüngesini izlemek için radyoaktif karbon-14 kullandılar.

İLGİLİ:  Besin ağı nedir? Tanım, tipler ve örnekler

Calvin döngüsüne genel bakış

Calvin döngüsü iki aşamada meydana gelen fotosentezin bir parçasıdır. İlk aşamada, kimyasal tepkimeler ATP ve NADPH üretmek için ışıktaki enerji kullanır. İkinci aşamada (Calvin döngüsü veya karanlık reaksiyonlar), karbondioksit ve su, glikoz gibi organik moleküllere dönüştürülür. Calvin döngüsü "karanlık reaksiyonlar" olarak adlandırılabilse de, bu reaksiyonlar aslında karanlıkta veya gece olduğunda gerçekleşmez. Reaksiyonlar, ışığa bağımlı bir reaksiyondan gelen indirgeyici NADP (Nikotinamid Adenin Dinükleotit Fosfat) gerektirir. Calvin döngüsü şunlardan oluşur:

  • Karbon fiksasyonu – Gliseraldehid 3-fosfat (G3P) üretmek için karbon dioksit (CO2) reaksiyona sokulur. RuBisCO enzimi, iki 3-fosfogliserat (3-PGA) molekülü oluşturmak üzere ikiye bölünen bir 6-karbon bileşiği yapmak için 5-karbon bileşiğinin karboksilasyonunu katalize eder. Fosfoglisrat kinaz enzimi, 3-PGA'nın fosforilasyonunu katalize ederek 1,3-bifosfogliserat (1,3BPGA) oluşturur.
  • İndirgeme reaksiyonları – Gliseraldehid 3-fosfat dehidrojenaz enzimi, 1,3BPGA'nın NADPH ile indirgenmesini katalize eder.
  • Ribuloz 1,5-bisfosfat (RuBP) rejenerasyonu – Rejenerasyonun sonunda, reaksiyon setinin net edinimi, 3 karbondioksit molekülü başına bir G3P molekülüdür.
İLGİLİ:  Jan Ingenhousz | Fizyolog ve fotosentezin kaşifi

Calvin döngüsü kimyasal denklemi

Calvin döngüsü için genel kimyasal denklem:

  • 3 CO2 + 6 NADPH + 5 H2O + 9 ATP → gliseraldehit 3-fosfat (G3P) + 2 H+ + 6 NADP+ + 9 ADP + 8 Pi (Pi = inorganik fosfat)

Bir glikoz molekülü üretmek için döngünün altı defa tekrarlanması gerekir. Tepkimeler tarafından üretilen fazla G3P, bitkinin ihtiyaçlarına bağlı olarak çeşitli karbonhidratlar oluşturmak için kullanılabilir.

Işık bağımsızlığı hakkında not

Calvin döngüsünün adımları ışık gerektirmemesine rağmen, süreç sadece ışık mevcut olduğunda (gündüz) gerçekleşir. Peki, neden? Çünkü ışık yokken elektron akışı olmayacağı için enerji kaybı olur. Calvin döngüsüne güç veren enzimler, kimyasal reaksiyonların kendileri foton gerektirmemesine rağmen ışığa bağımlı olacak şekilde düzenlenir.

İLGİLİ:  Besin ağı nedir? Tanım, tipler ve örnekler

Geceleri, bitkiler nişastayı sükroza dönüştürür ve soymuk borusuna bırakır. CAM bitkileri geceleri malik asidi depolar ve gün boyunca salınım gerçekleştirir. Bu reaksiyonlar "karanlık reaksiyonlar" olarak da bilinir.

Yazar Burcu Kara

Genellikle modern tarih, yakın tarih ve popüler bilim üstüne içerikler üretiyor. Özel ilgi alanları arasında Kuzey Afrika ve Güney Amerika'nın sömürge tarihi ve Avrupa'daki eski monarşiler yer alıyor.