• Co je to Calvinův cyklus?
• Etapy Calvinova cyklu
• Funkce Calvinova cyklu
• Význam Calvinova cyklu
• Produkty Calvinova cyklu

Vysvětlíme, co je to Calvinův cyklus, jeho fáze, funkci a produkty. Také jeho význam pro autotrofní organismy.

Calvinův cyklus je „temná fáze“ fotosyntézy.

Co je to Calvinův cyklus?

Je známý jako Calvinův cyklus, Calvin-Bensonův cyklus nebo cyklus fixace uhlíku v fotosyntéza, k souboru biochemických procesů, které probíhají v průduchách chloroplastů rostliny a další organismy autotrofy jehož výživa Provádí se prostřednictvím fotosyntézy.

Reakce, které tvoří tento cyklus, patří do tzv. temné fáze fotosyntetického procesu nebo fáze nezávislé na světlo, během kterého oxid uhličitý (CO2) odebraný z atmosféry, zabudován do těla ve formě glukózy (C6H12O6) díky působení enzym RuBisCo (ribulóza-1,5-bisfosfát karboxyláza / oxygenáza).

Calvinův cyklus vděčí za svůj název svému objeviteli, Američanu Melvinu Calvinovi, za což mu byla udělena Nobelova cena. Chemie v roce 1961. Jeho dalšími důležitými spolupracovníky na studii byli James Bassham a Andrew Benson, všichni z Kalifornské univerzity v Berkeley.

Etapy Calvinova cyklu

Každý Calvinův cyklus prochází fázemi fixace, redukce a regenerace.

Calvinův cyklus se skládá ze tří odlišných fází:

• Fáze 1. Fixace CO2, enzym RuBisCo katalyzuje karboxylaci ribulóza difosfátu, tj. fixaci oxidu uhličitého za vzniku PGA (kyselina 3-fosfoglycerová).
• Krok 2. Redukce PGA na cukr (CH2O) tvorbou glycealdehyd-3-fosfátu (GAP) s NADPH (nikotidamid adenindinukleotid fosfát) a ATP (adenosintrifosfát) produkovaný při reakcích závislých na světle.
• Fáze 3. Regenerace ribulóza difosfátu, která vyžaduje také ATP.

Funkce Calvinova cyklu

Calvinův cyklus má zásadní roli v životě rostlin: generuje glukózu, jeden z hlavních cukrů (ze šesti atomy uhlík) použití biochemický jako zdroj energie a konstrukčního nebo akumulačního materiálu.

Cyklus používá šest molekul CO2 k získání jedné z glukózy, jejich připojením k různým receptorům v opakovaném okruhu chemických reakcí, které spotřebovávají Energie (ATP). Ke složení molekuly glukózy je zapotřebí šest otáček cyklu. Kromě toho se každé 3 otáčky cyklu vytvoří molekula triosafosfátu, která se používá v jiných procesech, jako je syntéza škrobu.

Význam Calvinova cyklu

Calvinův cyklus je jedinou cestou metabolické používané autotrofními organismy k začlenění anorganický materiál kterými se živí, stejně jako atmosférický CO2, který dýchající organismy vylučují ze svých těl. K tomu dochází u fotosyntetických i chemosyntetických organismů.

Tento proces má zároveň obrovský ekologický význam, protože v tomto cyklu se v rostlinných tkáních ukládá energie, která je přenášena vzhůru v trofické pyramidě a slouží jako potrava pro býložravá zvířata, které zase slouží jako jídlo k jejich dravci.

Na druhou stranu tento proces fixace uhlíku obsaženého v CO2, dobře známém plynu skleníkový efekt, přispívá k ochlazování atmosféra a s redukcí plynů odpovědných za to globální oteplování a klimatická změna. Proto je dnešek důležitější než kdy jindy.

Produkty Calvinova cyklu

Calvinův cyklus produkuje pevný atom uhlíku v každém ze svých závitů, takže trvá tři otáčky cyklu (a vstup tří molekul CO2, jedna po druhé), aby se vytvořila molekula glyceraldehyd-3-fosfátu (3GP). Část vyrobeného materiálu tak může být recyklována pro reaktivaci RuBisCo a další část může být použita pro výrobu glukózy.