تبیان، دستیار زندگی
به عنوان قانونی کلی برای پذیرفتن یک فرایند پیچیده متابولیکی باید ثابت شود که آنزیم های دخیل در آن وجود داشته و فعال هستند. چون تمامی آنزیم ها در استروما وجود دارند. از این رو چرخه ی PCR کالوین این شرط پذیرش را دارد. ...
عکس نویسنده
عکس نویسنده
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

تنظیم چرخه ی کالوین(1)

اهداف:

  • آشنایی با تغییرات انرژی در چرخه ی کالوین
  • آشنایی با آنزیم های دخیل در تنظیم چرخه کالوین

به عنوان قانونی کلی برای پذیرفتن یک فرایند پیچیده متابولیکی باید ثابت شود که آنزیم های دخیل در آن وجود داشته و فعال هستند. چون تمامی آنزیم ها در استروما وجود دارند. از این رو چرخه ی PCR کالوین این شرط پذیرش را دارد. به علاوه در شرایط بیرون از بافت زنده نیز تمام واکنش ها با سرعتی که تضمین کننده حداکثر سرعت فتوسنتز است به اثبات رسیده اند.

تغییرات انرژی در چرخه ی PCR

برای سه بار چرخش چرخه یا به عبارت دیگر جذب سه مولکول دی اکسیدکربن جمعاً به شش مولکول NADPH و نه مولکول ATP نیاز است. از این رو احیای هر مولکول دی اکسیدکربن نیازمند دو مولکول NADPH و سه مولکول ATP است. مقدار فوق جمعاً معادل 529 کیلوژول انرژی بر مول است. اکسیداسیون یک مول قند شش کربنه سبب تولید حدوداً 2817 کیلوژول یا 469 کیلوژول بر مول دی اکسید کربن می شود. بنابراین حدوداً بازده ذخیره انرژی معادل 88 درصد است.

علایم اختصاری:

تنظیم چرخه ی کالوین(1)

فعال سازی و تنظیم چرخه ی PCR

ابتدا تصور می شد که چرخه ی PCR به کنترل چندان دقیقی نیاز ندارد. چنین تصوری بیشتر از آنجا نشات می گرفت که مطالعات بیرون از بافت زنده روی آنزیم رابیسکو ابتدا نشان می دهد که میزان فعالیت این آنزیم آن قدر کم است که حتی ممکن است محدود کننده ی سرعت چرخش این چرخه نیز بشود. به علاوه ابتدا اعتقاد عمومی بر این بود که گیاهان از نظر متابولیکی نوعی حالت فرصت طلبی را دارند به طوری که از نور، آب و دی اکسیدکربن به نحوی استفاده می کنند که فتوسنتز در حد اعلای ممکن صورت گیرد.


ولی اینک مسلم شده است که فتوسنتز به صورت مستقل و منفک عمل نمی کند و یک ماشین فتوسنتزی بی نظم با یک سیستم متابولیکی منظم و مرتبط با هم، چندان سازگاری ندارد. تغییر در مقدار ترکیبات حد واسط طی دوره ی روشنایی و تاریکی و وجود رقابت با سایر نیازهای سلولی (مانند احیای نیترات) برای انرژی و کربن نیازمند نوعی نظم و کنترل است. مسلماً مؤثرترین کنترل می تواند در سطح فعالیت آنزیم اعمال شود.

خود کاتالیزوریAutocatalysis

سرعت احیای کربن تا حدودی به وجود مقدار کافی مولکول گیرنده ی آن بستگی دارد. چرخه ی PCR در صورت نیاز می تواند کربنی را که به تازگی تثبیت شده است برای افزایش ذخیره ی مولکول های گیرنده دی اکسیدکربن مصرف کند. این عمل از طریق بازیافت RuBP به روش خودکاتالیزوری انجام می شود. طی ساعات شب فتوسنتز متوقف بوده و کربن برای سایر فعالیت های متابولیکی مورد نیاز است. غلظت مواد حد واسط در چرخه کاهش می یابد. بنابراین با آغاز مجدد  فتوسنتز طی ساعات روز مقدار کم مولکول گیرنده ی دی اکسیدکربن ممکن است محدود کننده ی جدی فتوسنتز شود. به طور معمول کربن مازادی که از طریق چرخه ی PCR حاصل می شود، یا به صورت نشاسته تجمع می یابد و یا به بیرون کلروپلاست صادر می گردد.


مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: فاضل صحرانشین سامانی
تنظیم: مریم فروزان کیا