چرخهٔ کالوین در اصل مرحله سوم از واکنشهای کلی فتوسنتزی است که پس از واکنشهای وابسته به نور ( مرحله اول و دوم ) صورت میگیرد. این مرحله در استروما ( بستره ) ی کلروپلاست ( سبزدیسه ) انجام می شود. در این مرحله مولکولهای کربن موجود در دی اکسید کربن ( CO2 ) به مولکول های آلی تثبیت می شوند و به فرم مولکول گلوکز در می آیند. واکنش های چرخه کالوین به ترتیب زیر است:
۱. یک مولکول قند پنج کربنی به نام ریبولوز بیس فسفات ( RuBP ) به یک مولکول دی اکسید کربن حل شده در استروما متصل می شود. این فرایند که تثبیت کربن نام دارد به کمک آنزیمی با نام روبیسکو ( ریبولوز بیس فسفات کربوکسیلاز - اکسیژناز ) ( RuBisCO ) انجام می شود. در حضور این آنزیم یک مولکول شش کربنی ( دوفسفاته ) ناپایدار ساخته می شود. مولکول ناپایدار بلافاصله می شکند و دو مولکول سه کربنی یک فسفاته ایجاد می شود. این مولکول ۳ - فسفوگلیسرات ( 3PG ) یا فسفوگلیسریک اسید ( PGA ) نامیده می شود. این مولکول اولین ترکیب پایدار در چرخه کالوین بوده و اساس نامگذاری گیاهان C3 می باشد.
دقت کنید برخی از آنزیمهای مرحله مستقل از نور ( چرخه کالوین ) از جمله روبیسکو، در حضور نور فعال میشوند بنابراین چرخه کالوین حتماً در حضور نور انجام می شود و نمی تواند در تاریکی ( شب ) انجام بگیرد. بنابراین تقسیم بندی واکنشهای فتوسنتزی به روشنایی و تاریکی اصلاً صحیح نمی باشد.
۲. هر یک از دو مولکول 3PGA با دریافت یک گروه فسفات پر انرژی از مولکول ATP ( حاصل از واکنشهای وابسته به نور ) و سپس شکستن باند فسفات و افزایش هیدروژن از NADPH، به یک قند سه کربنی یک فسفاته تبدیل می شوند. این مولکول گلیسرآلدهید ۳ - فسفات ( GAL3P ) یا فسفوگلیسرالدهید ( PGAL ) نامیده می شود.
۳. این چرخه سه بار تکرار می شود. سه مولکول CO2 مصرف می شود و شش مولکول PGA ایجاد می گردد. با این وجود فقط یکی از این شش مولکول، از چرخه خارج می شود. پنج مولکول دیگر در چرخه باقی می ماند و طی یک فرایند بسیار پیچیده برای تولید مجدد RuBP بیشتر به کار می روند تا چرخه به همین ترتیب ادامه پیدا کند. پس از اینکه چرخه شش بار طی شد، دو مولکول PGAL تولید می شود. این دو مولکول با هم ترکیب می شوند و یک مولکول گلوکز ایجاد می گردد.
در اولین مرحله ( ۱ ) چرخه کالوین، Co2 با یک گیرنده ۵ کربنه به نام ریبولوز ۱–۵ بیس فسفات متصل شده و تولید ۲ مولکول ۳ - فسفو گلیسرات می کند. اما نکته مهم این است که برای تولید و خروج یک قند ۳ کربنه از چرخه لازم است ۳ مولکول Co2 با ۳ مکول ریبولوز ۱–۵ بی فسفات ( RuBP ) متصل شود که در این صورت ۶ مولکول ۳ - فسفوگلیسرات ایجاد می شود و این ۶ مولکول در فرایند دیگری به ۶ مولکول گلیسر آلدئید ۳ - فسفات تبدیل می شوند حال ۱ مولکول گلیسرالدئید۳ - فسفات می تواند از چرخه خارج شده و ۵ مولکول باقی مانده مجدداً چرخه را ادامه داده و مجدداً تبدیل به ۳ مولکول ریبولوز۱–۵ بی فسفات شوند. آنزیم کاتالیزکننده اولین مرحله از این چرخه، ریبولوز ۱–۵ بیس فسفات کربوکسیلاز/اکسیژناز یا روبیسکو نام دارد که در استرومای کلروپلاست واقع است. روبیسکو فراوان ترین آنزیم موجود در زمین بوده و ۵۰٪ کل پروتئین کلروپلاست را می سازد.
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلف۱. یک مولکول قند پنج کربنی به نام ریبولوز بیس فسفات ( RuBP ) به یک مولکول دی اکسید کربن حل شده در استروما متصل می شود. این فرایند که تثبیت کربن نام دارد به کمک آنزیمی با نام روبیسکو ( ریبولوز بیس فسفات کربوکسیلاز - اکسیژناز ) ( RuBisCO ) انجام می شود. در حضور این آنزیم یک مولکول شش کربنی ( دوفسفاته ) ناپایدار ساخته می شود. مولکول ناپایدار بلافاصله می شکند و دو مولکول سه کربنی یک فسفاته ایجاد می شود. این مولکول ۳ - فسفوگلیسرات ( 3PG ) یا فسفوگلیسریک اسید ( PGA ) نامیده می شود. این مولکول اولین ترکیب پایدار در چرخه کالوین بوده و اساس نامگذاری گیاهان C3 می باشد.
دقت کنید برخی از آنزیمهای مرحله مستقل از نور ( چرخه کالوین ) از جمله روبیسکو، در حضور نور فعال میشوند بنابراین چرخه کالوین حتماً در حضور نور انجام می شود و نمی تواند در تاریکی ( شب ) انجام بگیرد. بنابراین تقسیم بندی واکنشهای فتوسنتزی به روشنایی و تاریکی اصلاً صحیح نمی باشد.
۲. هر یک از دو مولکول 3PGA با دریافت یک گروه فسفات پر انرژی از مولکول ATP ( حاصل از واکنشهای وابسته به نور ) و سپس شکستن باند فسفات و افزایش هیدروژن از NADPH، به یک قند سه کربنی یک فسفاته تبدیل می شوند. این مولکول گلیسرآلدهید ۳ - فسفات ( GAL3P ) یا فسفوگلیسرالدهید ( PGAL ) نامیده می شود.
۳. این چرخه سه بار تکرار می شود. سه مولکول CO2 مصرف می شود و شش مولکول PGA ایجاد می گردد. با این وجود فقط یکی از این شش مولکول، از چرخه خارج می شود. پنج مولکول دیگر در چرخه باقی می ماند و طی یک فرایند بسیار پیچیده برای تولید مجدد RuBP بیشتر به کار می روند تا چرخه به همین ترتیب ادامه پیدا کند. پس از اینکه چرخه شش بار طی شد، دو مولکول PGAL تولید می شود. این دو مولکول با هم ترکیب می شوند و یک مولکول گلوکز ایجاد می گردد.
در اولین مرحله ( ۱ ) چرخه کالوین، Co2 با یک گیرنده ۵ کربنه به نام ریبولوز ۱–۵ بیس فسفات متصل شده و تولید ۲ مولکول ۳ - فسفو گلیسرات می کند. اما نکته مهم این است که برای تولید و خروج یک قند ۳ کربنه از چرخه لازم است ۳ مولکول Co2 با ۳ مکول ریبولوز ۱–۵ بی فسفات ( RuBP ) متصل شود که در این صورت ۶ مولکول ۳ - فسفوگلیسرات ایجاد می شود و این ۶ مولکول در فرایند دیگری به ۶ مولکول گلیسر آلدئید ۳ - فسفات تبدیل می شوند حال ۱ مولکول گلیسرالدئید۳ - فسفات می تواند از چرخه خارج شده و ۵ مولکول باقی مانده مجدداً چرخه را ادامه داده و مجدداً تبدیل به ۳ مولکول ریبولوز۱–۵ بی فسفات شوند. آنزیم کاتالیزکننده اولین مرحله از این چرخه، ریبولوز ۱–۵ بیس فسفات کربوکسیلاز/اکسیژناز یا روبیسکو نام دارد که در استرومای کلروپلاست واقع است. روبیسکو فراوان ترین آنزیم موجود در زمین بوده و ۵۰٪ کل پروتئین کلروپلاست را می سازد.
wiki: چرخه کالوین