• Čo je to Calvinov cyklus?
• Etapy Kalvínovho cyklu
• Funkcia Calvinovho cyklu
• Význam Calvinovho cyklu
• Produkty Calvinovho cyklu

Vysvetľujeme, čo je to Calvinov cyklus, jeho fázy, funkcie a produkty. Tiež jeho význam pre autotrofné organizmy.

Calvinov cyklus je „temná fáza“ fotosyntézy.

Čo je to Calvinov cyklus?

Je známy ako Calvinov cyklus, Calvin-Bensonov cyklus alebo cyklus fixácie uhlíka v fotosyntéza, na súbor biochemických procesov, ktoré prebiehajú v prieduchoch chloroplastov rastliny a iné organizmy autotrofy ktorých výživa Vykonáva sa prostredníctvom fotosyntézy.

Reakcie, ktoré tvoria tento cyklus, patria do takzvanej temnej fázy fotosyntetického procesu alebo fázy nezávislej od svetlo, počas ktorého sa oxid uhličitý (CO2) odoberaný z atmosféry, vpravený do tela vo forme glukózy (C6H12O6) vďaka pôsobeniu enzým RuBisCo (ribulóza-1,5-bisfosfát karboxyláza / oxygenáza).

Calvinov cyklus vďačí za svoj názov svojmu objaviteľovi, Američanovi Melvinovi Calvinovi, za čo mu bola udelená Nobelova cena. Chémia v roku 1961. Jeho ďalšími dôležitými spolupracovníkmi na štúdii boli James Bassham a Andrew Benson, všetci z Kalifornskej univerzity v Berkeley.

Etapy Kalvínovho cyklu

Každý Calvinov cyklus prechádza fázami fixácie, redukcie a regenerácie.

Calvinov cyklus sa skladá z troch rôznych etáp:

• Fáza 1. Fixácia CO2, enzým RuBisCo katalyzuje karboxyláciu ribulózadifosfátu, to znamená fixáciu oxidu uhličitého za vzniku PGA (kyselina 3-fosfoglycerová).
• Krok 2. Redukcia PGA na cukor (CH2O) prostredníctvom tvorby glycealdehyd-3-fosfátu (GAP) s NADPH (nikotidamid adenín dinukleotid fosfát) a ATP (adenozíntrifosfát) produkovaný v reakciách závislých od svetla.
• Stupeň 3. Regenerácia ribulózadifosfátu, ktorá vyžaduje aj ATP.

Funkcia Calvinovho cyklu

Calvinov cyklus má zásadnú úlohu v živote rastlín: generuje glukózu, jeden z hlavných cukrov (zo šiestich atómov uhlík) použitia biochemické ako zdroj energie a konštrukčného či akumulačného materiálu.

Cyklus používa šesť molekuly CO2, aby sa získala jedna z glukózy, pripájajúc ich k rôznym receptorom v opakovanom okruhu chemických reakcií, ktoré spotrebúvajú energie (ATP). Na vytvorenie molekuly glukózy je potrebných šesť otáčok cyklu. Okrem toho sa každé 3 otočenie cyklu vytvorí molekula triózofosfátu, ktorá sa používa v iných procesoch, ako je syntéza škrobu.

Význam Calvinovho cyklu

Calvinov cyklus je jedinou cestou metabolické používané autotrofnými organizmami na začlenenie anorganický materiál ktorými sa živia, rovnako ako atmosférický CO2, ktorý dýchajúce organizmy vylučujú zo svojich tiel. K tomu dochádza vo fotosyntetických aj chemosyntetických organizmoch.

Tento proces má zároveň obrovský ekologický význam, pretože v tomto cykle sa v rastlinných tkanivách ukladá energia, ktorá sa prenáša nahor v trofickej pyramíde a slúži ako potrava pre bylinožravé zvieratá, ktoré zase slúžia ako jedlo k ich predátorov.

Na druhej strane tento proces fixácie uhlíka obsiahnutého v CO2, dobre známom plyne skleníkový efekt, prispieva k ochladzovaniu atmosféru a s redukciou plynov zodpovedných za globálne otepľovanie a zmena podnebia. Preto je dnešok dôležitejší ako kedykoľvek predtým.

Produkty Calvinovho cyklu

Calvinov cyklus produkuje pevný atóm uhlíka v každom zo svojich závitov, takže na vytvorenie molekuly glyceraldehyd-3-fosfátu (3GP) sú potrebné tri otáčky cyklu (a vstup troch molekúl CO2, jedna po druhej). Časť vyrobeného materiálu sa teda môže recyklovať na reaktiváciu RuBisCo a ďalšia časť sa môže použiť na výrobu glukózy.