• Kaj je Calvinov cikel?
• Faze Calvinovega cikla
• Funkcija Calvinovega cikla
• Pomen Calvinovega cikla
• Izdelki cikla Calvin

Pojasnimo, kaj je Calvinov cikel, njegove stopnje, njegovo delovanje in produkte. Tudi njegov pomen za avtotrofne organizme.

Calvinov cikel je "temna faza" fotosinteze.

Kaj je Calvinov cikel?

Znan je kot Calvinov cikel, Calvin-Bensonov cikel ali cikel fiksacije ogljika v fotosinteza, na niz biokemičnih procesov, ki potekajo v stomah kloroplastov rastline in drugih organizmov avtotrofi čigav prehrana Izvaja se s fotosintezo.

Reakcije, ki sestavljajo ta cikel, spadajo v tako imenovano temno fazo fotosintetskega procesa ali fazo, ki je neodvisna od svetloba, med katerim se ogljikov dioksid (CO2), vzet iz ozračja in ga v telo vgradi v obliki glukoze (C6H12O6) zahvaljujoč delovanju encim RuBisCo (ribuloza-1,5-bisfosfat karboksilaza/oksigenaza).

Calvinov cikel je dobil ime po svojem odkritelju, Američanu Melvinu Calvinu, ki mu je prinesel Nobelovo nagrado za Kemija leta 1961. Njegova druga pomembna sodelavca pri študiji sta bila James Bassham in Andrew Benson, vsi s kalifornijske univerze Berkeley.

Faze Calvinovega cikla

Vsak Calvinov cikel gre skozi faze fiksacije, redukcije in regeneracije.

Calvinov cikel je sestavljen iz treh različnih stopenj:

• Faza 1. fiksacija CO2, encim RuBisCo katalizira karboksilacijo ribuloz difosfata, to je fiksacijo ogljikovega dioksida, da nastane PGA (3-fosfoglicerična kislina).
• 2. korak. Redukcija PGA v sladkor (CH2O) s tvorbo glicealdehid-3-fosfata (GAP) z NADPH (nikotidamid adenin dinukleotid fosfatom) in ATP (Adenozin trifosfat), ki nastane v reakcijah, odvisnih od svetlobe.
• Faza 3. Regeneracija ribuloz difosfata, ki zahteva tudi ATP.

Funkcija Calvinovega cikla

Calvinov cikel ima temeljno vlogo v življenju rastlin: ustvarja glukozo, enega od glavnih sladkorjev (od šestih atomi ogljik) uporabe biokemični kot vir energije in strukturnega ali skladiščnega materiala.

Cikel uporablja šest molekule CO2, da dobimo eno od glukoze, ki jih veže na različne receptorje v ponavljajočem se krogu kemičnih reakcij, ki porabi Energija (ATP). Za sestavo molekule glukoze je potrebnih šest obratov cikla. Poleg tega se vsake 3 obrate cikla proizvede molekula trioznega fosfata, ki se uporablja v drugih procesih, kot je sinteza škroba.

Pomen Calvinovega cikla

Calvinov cikel je edina pot presnovni ki ga uporabljajo avtotrofni organizmi za vključitev anorganski material s katerim se hranijo, tako kot atmosferski CO2, ki ga dihajoči organizmi izločajo iz svojega telesa. To se dogaja tako pri fotosintetskih kot kemosintetskih organizmih.

Hkrati je ta proces izjemnega ekološkega pomena, saj se v tem ciklu v rastlinskih tkivih shranjuje energija, ki se v trofični piramidi prenaša navzgor in služi kot hrana za rastlinojedih živali, ki pa služijo kot hrano njihovim plenilci.

Po drugi strani pa ta proces fiksiranja ogljika, vsebovanega v CO2, dobro znanem plinu Učinek tople grede, prispeva k hlajenju vzdušje in z zmanjšanjem plinov, ki so odgovorni za globalno segrevanje in sprememba podnebja. Zato je današnji dan pomembnejši kot kdajkoli prej.

Izdelki cikla Calvin

Calvinov cikel proizvede fiksiran atom ogljika v vsakem od svojih obratov, zato so potrebni trije obrati cikla (in vstop treh molekul CO2, ena po ena), da se tvori molekula gliceraldehid-3-fosfata (3GP). Tako se lahko del proizvedenega materiala reciklira, da se ponovno aktivira RuBisCo, drugi del pa se lahko uporabi za proizvodnjo glukoze.