Calvin döngüsü nedir ve nerede gerçekleşir? Calvin döngüsü enzimleri, reaksiyonları ve sonucunda oluşan ürünler

Calvin döngüsünü farklı isimlerle de rahatlıkla aklınızda tutabilirsiniz. Çünkü bu tepkime seti C3 döngüsü, karanlık reaksiyonlar, Calvin ve Benson-Bassham (CBB) döngüsü ya da indirgeyici pentoz fosfat döngüsü olarak da bilinir.

 Calvin Döngüsü Nedir ve Nerede Gerçekleşir?

 Calvin döngüsü, karbondioksiti şeker glikozuna dönüştürmek için karbon fiksasyonu vefotosentez sırasında ortaya çıkan bir dizi ışıktan bağımsız olan redoks tepkimesidir. Bu tepkimeler ise, tilakoid membran ile organelin iç membranı arasında yer alan sıvı dolu bölge olan kloroplastın stromasında ortaya çıkar.

 Calvin döngüsü, aslında iki aşamadan meydana gelen fotosentezin de bir parçasıdır. İlk aşamada, kimyasal tepkimeler NADPH ve ATP üretmek için ışıktaki enerjiyi kullanır. İkinci aşamada ise, (Calvin döngüsü ya da karanlık reaksiyonlar), karbondioksit, glikoz ve su gibi organik moleküllere dönüştürülür. Calvin döngüsü "karanlık reaksiyonlar" şeklinde de adlandırılır. Bu reaksiyonlar aslında karanlıkta ya da gece olduğunda gerçekleşmez. Reaksiyonlar, ışığa bağımlı bir reaksiyondan gelmiş olan indirgeyici NADP (Nikotinamid Adenin Dinükleotit Fosfat) gerektirir.

 Calvin Döngüsü Enzimleri, Reaksiyonları ve Sonuçları

Karbon fiksasyonu: Gliseraldehid 3 -fosfat (G3P) üretmek için karbondioksit (CO2) reaksiyona girer. RuBisCO enzimi, iki 3-fosfogliserat (3-PGA) molekülü oluşturmak için ikiye bölünen bir 6-karbon bileşiği oluşturmak için 5-karbon bileşiğinin karboksilasyonunu katalize eder. Fosfoglisrat kinaz enzimi, 3-bifosfogliserat (1,3BPGA), 3-PGA'nın fosforilasyonunu katalize ederek 1 oluşturur.

İndirgeme reaksiyonları: Gliseraldehid 3-fosfat dehidrojenaz enzimi, NADPH ile 1,3BPGA'nın indirgenmesini katalize eder.

Ribuloz 1,5: Bisfosfat (RuBP) rejenerasyonu – Rejenerasyonun sonunda ise, reaksiyon setinin net edinimi, 3 karbondioksit molekülü başına bir G3P molekülü şeklindedir.

Işık bağımsızlığı Hakkında

 Calvin döngüsünün adımları ışık gerektirmemesine rağmen, süreç sadece ışık olduğu zaman (gündüz) gerçekleşir. Çünkü ışık yokken elektron akışı olmayacağı için de enerji kaybı olur. Calvin döngüsüne güç veren enzimler, kimyasal reaksiyonların kendileri foton gerektirmemesine rağmen ışığa bağımlı bir şekilde düzenlenir. Gece olduğu zaman, bitkiler nişastayı sükroza dönüştürür ve bunu da soymuk borusuna bırakır. CAM bitkileri gece olduğu zaman malik asidi depolar ve gün boyunca salınım yapar. Bu reaksiyonlar "karanlık reaksiyonlar" şeklinde de bilinir.

 Fotosentezin ışıktan bağımsız olarak gerçekleşen bağımsız evresine calvin döngüsü adı verilir. Karanlık evrenin diğer isimleri ise, karbondioksit indirgemesi, karbon tutma reaksiyonları olarak da bilinir. Işıktan bağımsız olarak kloroplastların stromasında gerçekleşen bazı tepkimeler sonucunda organik besin üretilir. Doğrudan ışığa ihtiyaç duyulmadığından dolayı calvin döngüsü karanlık evre olarak da adlandırılır. Döngü sırasında enzimatik reaksiyonlar oldukça fazla olduğu için sıcaklık değişimlerinden ciddi bir şekilde etkilenme yaşanır. Calvin döngüsü, atmosferden alına karbondioksitin NADPH+H+ ve ATP ile tepkimeye girerek basit şekerleri oluşturur.

 Calvin Döngüsünün Özellikleri

Döngü sırasında ışık, klorofil ve ETS görev yapmaz, stromalarda gerçekleşir.

Calvin döngüsü sırasında da organik moleküllerin üretimi gerçekleştirilir. Organik monomerler dışında kalan bazlar ve vitaminler ise fotosentezin karanlık evresinde üretilir.

Işıklı evrede üretilen NADPH+H+ ve ATP bu evrede yükseltgenerek önemli görevler üstlenir.

Calvin döngüsü sırasında sentezlenen C’lu bileşiğin karbon molekülleri havadan alınarak CO2’den gelir.

ATP yükseltgendiği için ATP sentaz enzimi calvin döngüsü sırasında görev yapmaz. Enzimatik faaliyetler ise çok fazla olduğu için de döngü kesinlikle sıcaklık değişimlerinden çok etkilenir.