캘빈 루프 - 개념, 단계, 기능 및 중요성

캘빈회로가 무엇인지, 그 단계, 기능, 산물에 대해 설명합니다. 또한, 독립 영양 유기체에 대한 중요성도 있습니다.

캘빈 회로는 광합성의 "암흑기"입니다.

캘빈 사이클이란 무엇입니까?

이는 캘빈 회로(Calvin Cycle), 캘빈-벤슨 회로(Calvin-Benson Cycle) 또는 광합성 의 탄소 고정 주기(Carbon Fixation Cycle)로 알려져 있으며 , 이는 식물 의 엽록체 기공 및 영양이 광합성을 통해 수행되는 기타 독립 영양 유기체 에서 일어나는 일련의 생화학적 과정 입니다.

이 주기를 구성하는 반응은 소위 광합성 과정의 암단계 또는 빛 비의존 단계 에 속하며 , 이 기간 동안 대기에서 가져온 이산화탄소 (CO 2 )는 고정되어 포도당 형태로 유기체에 통합됩니다. (C 6 H 12 O 6 ) RuBisCo(리불로스-1,5-비스포스페이트 카르복실라제/옥시게나제) 효소 의 작용 덕분입니다 .

캘빈 사이클(Calvin Cycle) 이라는 이름은 발견자인 미국의 멜빈 캘빈(Melvin Calvin)에게서 유래되었으며 , 이로 인해 1961년에 노벨 화학상 을 수상했습니다 . 이 연구에서 그의 다른 중요한 협력자로는 버클리 캘리포니아 대학교 출신의 제임스 배샴(James Bassham)과 앤드류 벤슨(Andrew Benson)이 있습니다. .

참조: 해당과정

캘빈주기의 단계

각 캘빈주기는 고정, 감소 및 재생의 단계를 거칩니다.

캘빈주기는 세 가지 뚜렷한 단계로 구성됩니다.

• 1단계 . CO 2 고정 RuBisCo 효소는 리불로스 이인산염의 카르복실화, 즉 이산화탄소를 고정하여 PGA(3-포스포글리세린산)를 형성하는 것을 촉매합니다.

• 2단계 . 빛에 의존하는 반응에서 생성되는 NADPH(니코티드아데닌 디뉴클레오티드 인산) 및 ATP (아데노신 삼인산) 와 함께 글리세알데히드-3-인산(GAP) 형성을 통해  PGA를 당(CH 2 O)으로 환원합니다.

• 3단계.  ATP도 필요한 리불로스 이인산염의 재생.

캘빈 회로의 기능

캘빈 회로는 식물의 생명에서 근본적인 역할을 합니다. 즉, 생화학적 에너지원 및 구조적 또는 저장 물질 로 사용하기 위한 주요 당(6개의 탄소 원자 ) 중 하나인 포도당을 생성합니다 .

이 주기는 6개의 CO 2 분자를 사용하여 하나의 포도당 분자를 얻고 에너지 (ATP)를 소비하는 반복적인 화학 반응 회로에서 이를 다양한 수용체에 부착합니다 . 포도당 한 분자를 만드는 데는 6번의 주기가 필요합니다. 또한, 주기의 3회전마다 삼당 인산 분자가 생성되어 전분 합성과 같은 다른 공정에 사용됩니다.

캘빈 회로의 중요성

캘빈 회로는 독립영양 유기체가 호흡 하는 유기체가 몸에서 배출하는 대기 CO 2 와 같은 무기 물질을 통합하기 위해 사용하는 유일한 대사 경로 입니다. 이는 광합성 및 화학합성 유기체 모두에서 발생합니다.

동시에, 이 과정은 생태학적으로 매우 중요합니다. 이 주기에서 에너지는 영양 피라미드에서 위쪽으로 전달되는 식물 조직에 저장되어 초식 동물 의 먹이 역할을 하고 , 다시 포식자 에게 먹이가 되기 때문입니다 .

한편, 온실 가스 로 알려진 CO 2 에 포함된 탄소를 고정하는 이러한 과정은 대기 를 냉각시키고 지구 온난화 와 기후 변화를 유발하는 가스를 줄이는 데 기여합니다 . 그러므로 오늘날은 그 어느 때보다 중요합니다.

캘빈사이클 제품

캘빈 회로는 매 회전마다 고정된 탄소 원자를 생성하므로 글리세르알데히드-3-인산 (3GP) 분자를 형성하려면 주기가 세 번 회전 ( 한 번에 하나씩 세 개의 CO 2 분자가 유입됨 )됩니다. . 따라서 생산된 물질의 일부는 재활용되어 RuBisCo를 재활성화할 수 있고 다른 일부는 포도당 생산에 사용될 수 있습니다.

계속하기: 탄소 순환