ಜೀವಶಾಸ್ತ್ರ ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ

ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ಎಂದರೇನು?#

ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಕ ವರ್ಣದ್ರವ್ಯಗಳು ಮತ್ತು ಸಯಾನೋಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದ ಥೈಲಕಾಯ್ಡ್ ಪೊರೆಗಳಲ್ಲಿ ಇರುತ್ತವೆ.

ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಕ ವರ್ಣದ್ರವ್ಯಗಳ ಪ್ರಕಾರಗಳು#

ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಕ ವರ್ಣದ್ರವ್ಯಗಳು ಎರಡು ಮುಖ್ಯ ಪ್ರಕಾರಗಳಾಗಿವೆ:

• ಕ್ಲೋರೊಫಿಲ್ಗಳು ಹಸಿರು ವರ್ಣದ್ರವ್ಯಗಳಾಗಿವೆ ಮತ್ತು ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಗೆ ಅತ್ಯಗತ್ಯವಾಗಿವೆ. ಅವು ನೀಲಿ ಮತ್ತು ಕೆಂಪು ವರ್ಣಪಟಲದ ಭಾಗಗಳಲ್ಲಿ ಬೆಳಕಿನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಹಸಿರು ಬೆಳಕನ್ನು ಪ್ರತಿಫಲಿಸುತ್ತವೆ, ಅದಕ್ಕಾಗಿಯೇ ಸಸ್ಯಗಳು ಹಸಿರಾಗಿ ಕಾಣಿಸುತ್ತವೆ.
• ಕ್ಯಾರೊಟಿನಾಯ್ಡ್ಗಳು ಕಿತ್ತಳೆ ಅಥವಾ ಹಳದಿ ವರ್ಣದ್ರವ್ಯಗಳಾಗಿವೆ ಮತ್ತು ಬೆಳಕಿನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲು ಕ್ಲೋರೊಫಿಲ್ಗಳಿಗೆ ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತವೆ. ಅವು ಅತಿನೇರಳೆ (UV) ವಿಕಿರಣದಿಂದ ಹಾನಿಯಾಗದಂತೆ ಕ್ಲೋರೊಫಿಲ್ಗಳನ್ನು ರಕ್ಷಿಸುತ್ತವೆ.

ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಕ ವರ್ಣದ್ರವ್ಯಗಳ ರಚನೆ#

ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಕ ವರ್ಣದ್ರವ್ಯಗಳು ಪೋರ್ಫಿರಿನ್ ತಲೆ ಮತ್ತು ಉದ್ದದ ಹೈಡ್ರೋಕಾರ್ಬನ್ ಬಾಲದಿಂದ ಕೂಡಿರುತ್ತವೆ. ಪೋರ್ಫಿರಿನ್ ತಲೆಯು ಒಂದು ಸಮತಟ್ಟಾದ, ಉಂಗುರದ ಆಕಾರದ ಅಣುವಾಗಿದ್ದು ಅದು ಮೆಗ್ನೀಶಿಯಂ ಅಯಾನನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಹೈಡ್ರೋಕಾರ್ಬನ್ ಬಾಲವು ಒಂದು ಉದ್ದದ, ಸರಪಳಿಯಂತಹ ಅಣುವಾಗಿದ್ದು ಥೈಲಕಾಯ್ಡ್ ಪೊರೆಗೆ ವರ್ಣದ್ರವ್ಯವನ್ನು ಭದ್ರವಾಗಿ ನೆಲೆಗೊಳಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಕ ವರ್ಣದ್ರವ್ಯಗಳ ಕಾರ್ಯ#

ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಕ ವರ್ಣದ್ರವ್ಯಗಳು ಬೆಳಕಿನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೀರಿಕೊಂಡು ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ನಡೆಸಲು ಅದನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ. ನೀರನ್ನು ವಿಭಜಿಸಲು ಬೆಳಕಿನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ . ನಂತರ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ರೂಪಿಸಲು ಕಾರ್ಬನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಅನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಸಸ್ಯಗಳು ಶಕ್ತಿಗಾಗಿ ಬಳಸುವ ಸಕ್ಕರೆಯಾಗಿದೆ. ಆಮ್ಲಜನಕದ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ವಾತಾವರಣಕ್ಕೆ ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ.

ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಕ ವರ್ಣದ್ರವ್ಯಗಳ ಪ್ರಾಮುಖ್ಯತೆ#

ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಕ ವರ್ಣದ್ರವ್ಯಗಳು ಭೂಮಿಯ ಮೇಲಿನ ಜೀವನಕ್ಕೆ ಅತ್ಯಗತ್ಯವಾಗಿವೆ. ಅವು ಸಸ್ಯಗಳು ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕನ್ನು ಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತವೆ, ಅದನ್ನು ಅವು ಬೆಳೆಯಲು ಮತ್ತು ಸಂತಾನೋತ್ಪತ್ತಿ ಮಾಡಲು ಬಳಸುತ್ತವೆ. ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಕ ವರ್ಣದ್ರವ್ಯಗಳಿಲ್ಲದೆ, ಸಸ್ಯಗಳು ಬದುಕಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತಿರಲಿಲ್ಲ ಮತ್ತು ಸಂಪೂರ್ಣ ಆಹಾರ ಸರಪಳಿ ಕುಸಿಯುತ್ತಿತ್ತು.

ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಕ ವರ್ಣದ್ರವ್ಯಗಳು ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರ ವಹಿಸುವ ಅದ್ಭುತ ಅಣುಗಳಾಗಿವೆ. ಅವು ಭೂಮಿಯ ಮೇಲಿನ ಜೀವನಕ್ಕೆ ಅತ್ಯಗತ್ಯವಾಗಿವೆ ಮತ್ತು ನೈಸರ್ಗಿಕ ಜಗತ್ತಿನ ಅದ್ಭುತ ವೈವಿಧ್ಯತೆ ಮತ್ತು ಸಂಕೀರ್ಣತೆಗೆ ಸಾಕ್ಷಿಯಾಗಿವೆ.

ಬೆಳಕಿನ ಕ್ರಿಯೆ#

ಬೆಳಕಿನ ಕ್ರಿಯೆಯು ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಮೊದಲ ಹಂತವಾಗಿದೆ, ಇದು ಕ್ಲೋರೊಪ್ಲಾಸ್ಟ್ಗಳ ಥೈಲಕಾಯ್ಡ್ ಪೊರೆಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು ಒಂದು ಸರಣಿಯಾಗಿದೆ .

ಬೆಳಕಿನ ಕ್ರಿಯೆಯ ಹಂತಗಳು

ಬೆಳಕಿನ ಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಎರಡು ಮುಖ್ಯ ಹಂತಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಬಹುದು:

1. ಫೋಟೋಸಿಸ್ಟಮ್ II: ಇದು ಬೆಳಕಿನ ಕ್ರಿಯೆಯ ಮೊದಲ ಹಂತವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಇದು ಕ್ಲೋರೊಪ್ಲಾಸ್ಟ್ಗಳ ಥೈಲಕಾಯ್ಡ್ ಪೊರೆಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಹಂತದಲ್ಲಿ, ನೀರಿನ ಅಣುಗಳನ್ನು ಆಮ್ಲಜನಕ ಮತ್ತು ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳಾಗಿ ವಿಭಜಿಸಲು ಬೆಳಕಿನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು ವಾತಾವರಣಕ್ಕೆ ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳನ್ನು ATP ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
2. ಫೋಟೋಸಿಸ್ಟಮ್ I: ಇದು ಬೆಳಕಿನ ಕ್ರಿಯೆಯ ಎರಡನೇ ಹಂತವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಇದು ಕ್ಲೋರೊಪ್ಲಾಸ್ಟ್ಗಳ ಥೈಲಕಾಯ್ಡ್ ಪೊರೆಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಹಂತದಲ್ಲಿ, ಕ್ಲೋರೊಫಿಲ್ ಅಣುಗಳಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸಲು ಬೆಳಕಿನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ನಂತರ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ವಾಹಕಗಳ ಸರಣಿಯ ಮೂಲಕ ಹಾದುಹೋಗಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅವು ಅಂತಿಮವಾಗಿ NADP+ ಅನ್ನು NADPH ಗೆ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತವೆ.

ಬೆಳಕಿನ ಕ್ರಿಯೆಯ ಉತ್ಪನ್ನಗಳು

ಬೆಳಕಿನ ಕ್ರಿಯೆಯ ಉತ್ಪನ್ನಗಳು:

ಆಮ್ಲಜನಕ: ಇದು ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಉಪಉತ್ಪನ್ನವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಇದನ್ನು ವಾತಾವರಣಕ್ಕೆ ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ATP: ಇದು ಶಕ್ತಿ ವಾಹಕ ಅಣುವಾಗಿದ್ದು, ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಬೆಳಕು-ಸ್ವತಂತ್ರ ಕ್ರಿಯೆಯಾದ ಕ್ಯಾಲ್ವಿನ್ ಚಕ್ರವನ್ನು ಶಕ್ತಿಗೊಳಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

• NADPH: ಇದು ಶಕ್ತಿ ವಾಹಕ ಅಣುವಾಗಿದ್ದು, ಕ್ಯಾಲ್ವಿನ್ ಚಕ್ರವನ್ನು ಶಕ್ತಿಗೊಳಿಸಲು ಸಹ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಬೆಳಕಿನ ಕ್ರಿಯೆಯ ಪ್ರಾಮುಖ್ಯತೆ

ಬೆಳಕಿನ ಕ್ರಿಯೆಯು ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಗೆ ಅತ್ಯಗತ್ಯವಾಗಿದೆ, ಏಕೆಂದರೆ ಇದು ಕಾರ್ಬನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಅನ್ನು ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲು ಅಗತ್ಯವಾದ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆಗೊಳಿಸುವ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಬೆಳಕಿನ ಕ್ರಿಯೆಯಿಲ್ಲದೆ, ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತಿರಲಿಲ್ಲ ಮತ್ತು ಸಸ್ಯಗಳು ಬದುಕಲು ಅಗತ್ಯವಾದ ಆಹಾರವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತಿರಲಿಲ್ಲ.

ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಟಿಪ್ಪಣಿಗಳು

• ಬೆಳಕಿನ ಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು “ಬೆಳಕು-ಆಧಾರಿತ ಕ್ರಿಯೆಗಳು” ಅಥವಾ “Z-ಯೋಜನೆ” ಎಂದೂ ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.
• ಬೆಳಕಿನ ಕ್ರಿಯೆಯು ಬಹಳ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಅದು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಬೆಳಕಿನ ಶಕ್ತಿಯ 100% ವರೆಗೆ ರಾಸಾಯನಿಕ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಬಹುದು.
• ಬೆಳಕಿನ ಕ್ರಿಯೆಯು ಪರಿಸರಕ್ಕೆ ಬಹಳ ಮುಖ್ಯವಾದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯೂ ಆಗಿದೆ, ಏಕೆಂದರೆ ಇದು ವಾತಾವರಣದಿಂದ ಕಾರ್ಬನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಅನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಲು ಮತ್ತು ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸಾಗಣೆ ವ್ಯವಸ್ಥೆ#

ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸಾಗಣೆ ವ್ಯವಸ್ಥೆ (ETS), ಇದನ್ನು ಶ್ವಸನ ಸರಪಳಿ ಎಂದೂ ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಒಳ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಲ್ ಪೊರೆಯಲ್ಲಿ ಇರುವ ಪ್ರೋಟೀನ್ ಸಂಕೀರ್ಣಗಳ ಸರಣಿಯಾಗಿದೆ. ಇದು ಜೀವಕೋಶೀಯ ಶ್ವಸನದ ಅಂತಿಮ ಹಂತಕ್ಕೆ ಜವಾಬ್ದಾರಿಯಾಗಿದೆ, ಇಲ್ಲಿ ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣದಿಂದ ಬಿಡುಗಡೆಯಾದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ATP ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸಾಗಣೆ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಘಟಕಗಳು

ETS ನಾಲ್ಕು ಪ್ರೋಟೀನ್ ಸಂಕೀರ್ಣಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ:

• ಸಂಕೀರ್ಣ I (NADH-CoQ ರಿಡಕ್ಟೇಸ್): ಈ ಸಂಕೀರ್ಣವು NADH ನಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಸ್ವೀಕರಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಗ್ಲೈಕೋಲಿಸಿಸ್ ಮತ್ತು ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಚಕ್ರದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತದೆ. ನಂತರ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಕೊಎನ್ಜೈಮ್ Q (CoQ) ಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
• ಸಂಕೀರ್ಣ II (ಸಕ್ಸಿನೇಟ್ ಡಿಹೈಡ್ರೋಜಿನೇಸ್): ಈ ಸಂಕೀರ್ಣವು ಸಕ್ಸಿನೇಟ್ನಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಸ್ವೀಕರಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಚಕ್ರದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತದೆ. ನಂತರ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು CoQ ಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
• ಸಂಕೀರ್ಣ III (ಸೈಟೋಕ್ರೋಮ್ ಸಿ ರಿಡಕ್ಟೇಸ್): ಈ ಸಂಕೀರ್ಣವು CoQ ನಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಸ್ವೀಕರಿಸಿ ಅವುಗಳನ್ನು ಸೈಟೋಕ್ರೋಮ್ ಸಿ ಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸುತ್ತದೆ.
• ಸಂಕೀರ್ಣ IV (ಸೈಟೋಕ್ರೋಮ್ ಸಿ ಆಕ್ಸಿಡೇಸ್): ಈ ಸಂಕೀರ್ಣವು ಸೈಟೋಕ್ರೋಮ್ ಸಿ ನಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಸ್ವೀಕರಿಸಿ ಅವುಗಳನ್ನು ಆಮ್ಲಜನಕಕ್ಕೆ ವರ್ಗಾಯಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ನೀರಾಗಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ.

ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸಾಗಣೆ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನ

ETS ಒಂದು ಸರಣಿಯ ರೆಡಾಕ್ಸ್ ಕ್ರಿಯೆಗಳ ಮೂಲಕ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಒಂದು ಅಣುವಿನಿಂದ ಇನ್ನೊಂದಕ್ಕೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಕ್ರಿಯೆಗಳಿಂದ ಬಿಡುಗಡೆಯಾದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಒಳ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಲ್ ಪೊರೆಯಾದ್ಯಂತ ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳನ್ನು ಪಂಪ್ ಮಾಡಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಪ್ರೋಟಾನ್ ಪ್ರವಣತೆಯನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ. ನಂತರ ಈ ಪ್ರವಣತೆಯನ್ನು ATP ಸಿಂಥೇಸ್ ಮೂಲಕ ATP ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯನ್ನು ಚಾಲನೆ ಮಾಡಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ETS ನ ಒಟ್ಟಾರೆ ಕ್ರಿಯೆಯು:

$\ce{ NADH + H+ + 1/2 O2 → NAD+ + H2O + 2H+ + 2e- }$

ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸಾಗಣೆ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಮಹತ್ವ

ETS ಯು ATP ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಅತ್ಯಗತ್ಯವಾಗಿದೆ, ಇದು ಜೀವಕೋಶದ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಶಕ್ತಿ ಮುದ್ರೆಯಾಗಿದೆ. ETS ಇಲ್ಲದೆ, ಜೀವಕೋಶಗಳು ತಮ್ಮ ಶಕ್ತಿಯ ಅಗತ್ಯಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸಲು ಸಾಕಷ್ಟು ATP ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತಿರಲಿಲ್ಲ ಮತ್ತು ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಸಾಯುತ್ತಿದ್ದವು.

ATP ಉತ್ಪಾದನೆಯಲ್ಲಿ ಅದರ ಪಾತ್ರದ ಜೊತೆಗೆ, ETS ಸಕ್ರಿಯ ಆಮ್ಲಜನಕ ಜಾತಿಗಳ (ROS) ಉತ್ಪಾದನೆಯಲ್ಲೂ ಪಾತ್ರ ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ROS ಗಳು ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಮತ್ತು ಬಹಳ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕವಾಗಿರುವ ಅಣುಗಳಾಗಿವೆ. ಅವು ಜೀವಕೋಶಗಳು ಮತ್ತು DNA ಗೆ ಹಾನಿ ಮಾಡಬಹುದು ಮತ್ತು ವೃದ್ಧಾಪ್ಯ ಮತ್ತು ಕ್ಯಾನ್ಸರ್ನಲ್ಲಿ ಪಾತ್ರ ವಹಿಸುತ್ತವೆ ಎಂದು ಭಾವಿಸಲಾಗಿದೆ. ಆದರೆ, ROS ಗಳು ಸಂಕೇತ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿರಕ್ಷಣಾ ಕಾರ್ಯಕ್ಕೆ ಸಹ ಮುಖ್ಯವಾಗಿವೆ. ETS ROS ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಜೀವಕೋಶಗಳು ಹಾನಿಯಾಗದೆ ತಮ್ಮ ಕಾರ್ಯಗಳನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಸಾಕಷ್ಟು ROS ಹೊಂದಿದ್ದಾರೆ ಎಂದು ಖಚಿತಪಡಿಸುತ್ತದೆ.

ರಾಸಾಯನಿಕಾಸ್ಮೋಸಿಸ್ ಕಲ್ಪನೆ#

ರಾಸಾಯನಿಕಾಸ್ಮೋಸಿಸ್ ಕಲ್ಪನೆಯು ಜೀವಕೋಶಗಳು ಅಡೆನೋಸಿನ್ ಟ್ರೈಫಾಸ್ಫೇಟ್ (ATP) ಅನ್ನು ಹೇಗೆ ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ವಿವರಿಸುವ ಸಿದ್ಧಾಂತವಾಗಿದೆ, ಇದು ಜೀವಕೋಶದ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಶಕ್ತಿ ಮುದ್ರೆಯಾಗಿದೆ. ಇದನ್ನು ಬ್ರಿಟಿಷ್ ಜೈವಿಕ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞ ಪೀಟರ್ ಮಿಚೆಲ್ 1961 ರಲ್ಲಿ ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದರು.

ಪ್ರಮುಖ ಅಂಶಗಳು

• ರಾಸಾಯನಿಕಾಸ್ಮೋಸಿಸ್ ಕಲ್ಪನೆಯು, ಒಂದು ಪೊರೆಯಾದ್ಯಂತ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಪ್ರವಣತೆಯನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸಿದಾಗ ATP ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಈ ಪ್ರವಣತೆಯು ATP ಸಿಂಥೇಸ್ ಮೂಲಕ ATP ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯನ್ನು ಚಾಲನೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಎಂದು ಹೇಳುತ್ತದೆ.
• ಪ್ರೋಟಾನ್ ಪ್ರವಣತೆಯನ್ನು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸಾಗಣೆ ಸರಪಳಿಯಿಂದ ಸೃಷ್ಟಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಲ್ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ನಿಂದ ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳನ್ನು ಇಂಟರ್ಮೆಂಬ್ರೇನ್ ಸ್ಪೇಸ್ಗೆ ಪಂಪ್ ಮಾಡುತ್ತದೆ.
• ಪ್ರೋಟಾನ್ ಪ್ರವಣತೆಯು ATP ಸಿಂಥೇಸ್ ಮೂಲಕ ATP ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯನ್ನು ಚಾಲನೆ ಮಾಡಲು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ADP ಅನ್ನು ಫಾಸ್ಫರಿಲೇಟ್ ಮಾಡಿ ATP ರೂಪಿಸಲು ಪ್ರೋಟಾನ್ ಪ್ರವಣತೆಯ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ.

ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸಾಗಣೆ ಸರಪಳಿ

ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸಾಗಣೆ ಸರಪಳಿಯು ಒಳ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಲ್ ಪೊರೆಯಲ್ಲಿ ಇರುವ ಪ್ರೋಟೀನ್ ಸಂಕೀರ್ಣಗಳ ಸರಣಿಯಾಗಿದೆ. ಈ ಸಂಕೀರ್ಣಗಳು NADH ಮತ್ತು FADH2 ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣದಿಂದ ಬಿಡುಗಡೆಯಾದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಲ್ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ನಿಂದ ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳನ್ನು ಇಂಟರ್ಮೆಂಬ್ರೇನ್ ಸ್ಪೇಸ್ಗೆ ಪಂಪ್ ಮಾಡುತ್ತವೆ.

ಪ್ರೋಟಾನ್ ಪ್ರವಣತೆ

ಪ್ರೋಟಾನ್ ಪ್ರವಣತೆಯು ಒಂದು ಪೊರೆಯಾದ್ಯಂತ ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆಯಲ್ಲಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸವಾಗಿದೆ. ಒಳ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಲ್ ಪೊರೆಯ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಇಂಟರ್ಮೆಂಬ್ರೇನ್ ಸ್ಪೇಸ್ನಲ್ಲಿ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಲ್ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ATP ಸಿಂಥೇಸ್

ATP ಸಿಂಥೇಸ್ ಒಂದು ಪ್ರೋಟೀನ್ ಸಂಕೀರ್ಣವಾಗಿದ್ದು ಅದು ಒಳ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಲ್ ಪೊರೆಯಲ್ಲಿ ಇರುತ್ತದೆ. ಇದು ADP ಅನ್ನು ಫಾಸ್ಫರಿಲೇಟ್ ಮಾಡಿ ATP ರೂಪಿಸಲು ಪ್ರೋಟಾನ್ ಪ್ರವಣತೆಯ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ.

ಒಟ್ಟಾರೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ

ರಾಸಾಯನಿಕಾಸ್ಮೋಸಿಸ್ ಕಲ್ಪನೆಯನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತೆ ಸಾರಾಂಶಿಸಬಹುದು:

ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸಾಗಣೆ ಸರಪಳಿಯು ಇಂಟರ್ಮೆಂಬ್ರೇನ್ ಸ್ಪೇಸ್ನಿಂದ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಲ್ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ಗೆ ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳನ್ನು ಪಂಪ್ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇದು ಪ್ರೋಟಾನ್ ಪ್ರವಣತೆಯನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ. 2. ಪ್ರೋಟಾನ್ ಪ್ರವಣತೆಯು ATP ಸಿಂಥೇಸ್ ಮೂಲಕ ATP ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯನ್ನು ಚಾಲನೆ ಮಾಡಲು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ADP ಅನ್ನು ಫಾಸ್ಫರಿಲೇಟ್ ಮಾಡಿ ATP ರೂಪಿಸಲು ಪ್ರೋಟಾನ್ ಪ್ರವಣತೆಯ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ.

ರಾಸಾಯನಿಕಾಸ್ಮೋಸಿಸ್ ಕಲ್ಪನೆಯು ಜೈವಿಕ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ಮೂಲಭೂತ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಜೀವಕೋಶಗಳು ATP ಅನ್ನು ಹೇಗೆ ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಅತ್ಯಗತ್ಯವಾಗಿದೆ.

ಕ್ಯಾಲ್ವಿನ್ ಚಕ್ರ#

ಕತ್ತಲೆಯ ಕ್ರಿಯೆಯು, ಇದನ್ನು ಕ್ಯಾಲ್ವಿನ್ ಚಕ್ರ ಅಥವಾ ಬೆಳಕು-ಸ್ವತಂತ್ರ ಕ್ರಿಯೆಗಳು ಎಂದೂ ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಎರಡನೇ ಹಂತವಾಗಿದೆ. ಇದು ಕ್ಲೋರೊಪ್ಲಾಸ್ಟ್ಗಳ ಸ್ಟ್ರೋಮಾದಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನೇರವಾಗಿ ಬೆಳಕಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಅಗತ್ಯವಿರುವುದಿಲ್ಲ. ಬದಲಿಗೆ, ಇದು ಕಾರ್ಬನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಅನ್ನು ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಮತ್ತು ಇತರ ಸಾವಯವ ಅಣುಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲು ಬೆಳಕಿನ ಕ್ರಿಯೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾದ ATP ಮತ್ತು NADPH ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ.

ಕ್ಯಾಲ್ವಿನ್ ಚಕ್ರದ ಹಂತಗಳು

ಬೆಳಕು-ಸ್ವತಂತ್ರ ಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನ ಹಂತಗಳಲ್ಲಿ ಸಾರಾಂಶಿಸಬಹುದು:

1. ಕಾರ್ಬನ್ ಸ್ಥಿರೀಕರಣ: ವಾತಾವರಣದಿಂದ ಕಾರ್ಬನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಕ್ಲೋರೊಪ್ಲಾಸ್ಟ್ಗೆ ಪ್ರಸರಿಸಿ ರೈಬುಲೋಸ್ 1,5-ಬಿಸ್ಫಾಸ್ಫೇಟ್ (RuBP) ಜೊತೆ ಸಂಯೋಜಿಸಿ ಎರಡು 3-ಫಾಸ್ಫೋಗ್ಲಿಸರೇಟ್ (3-PGA) ಅಣುಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಕ್ರಿಯೆಯು ರೈಬುಲೋಸ್ 1,5-ಬಿಸ್ಫಾಸ್ಫೇಟ್ ಕಾರ್ಬಾಕ್ಸಿಲೇಸ್/ಆಕ್ಸಿಜಿನೇಸ್ (ರೂಬಿಸ್ಕೋ) ಎಂಬ ಕಿಣ್ವದಿಂದ ಉತ್ಪ್ರೇರಿತವಾಗುತ್ತದೆ.
2. ಕಡಿತ: 3-PGA ಅಣುಗಳನ್ನು ನಂತರ ATP ಮತ್ತು NADPH ಬಳಸಿ ಗ್ಲಿಸರಾಲ್ಡಿಹೈಡ್ 3-ಫಾಸ್ಫೇಟ್ (G3P) ಗೆ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಕ್ರಿಯೆಯು ಗ್ಲಿಸರಾಲ್ಡಿಹೈಡ್ 3-ಫಾಸ್ಫೇಟ್ ಡಿಹೈಡ್ರೋಜಿನೇಸ್ ಕಿಣ್ವದಿಂದ ಉತ್ಪ್ರೇರಿತವಾಗುತ್ತದೆ.
3. RuBP ನ ಪುನರುತ್ಪಾದನೆ: G3P ಅಣುಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದನ್ನು RuBP ಅನ್ನು ಪುನರುತ್ಪಾದಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅದು ನಂತರ ಇನ್ನೊಂದು ಸುತ್ತಿನ ಕಾರ್ಬನ್ ಸ್ಥಿರೀಕರಣದಲ್ಲಿ ಭಾಗವಹಿಸಲು ಲಭ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಕ್ರಿಯೆಯು ರೈಬುಲೋಸ್ ಬಿಸ್ಫಾಸ್ಫೇಟ್ ಕಾರ್ಬಾಕ್ಸಿಲೇಸ್/ಆಕ್ಸಿಜಿನೇಸ್ (RuBisCO) ಕಿಣ್ವದಿಂದ ಉತ್ಪ್ರೇರಿತವಾಗುತ್ತದೆ.
4. ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಮತ್ತು ಇತರ ಸಾವಯವ ಅಣುಗಳ ರಚನೆ: ಉಳಿದಿರುವ G3P ಅಣುಗಳನ್ನು ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಮತ್ತು ಇತರ ಸಾವಯವ ಅಣುಗಳನ್ನು, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಸುಕ್ರೋಸ್, ಸ್ಟಾರ್ಚ್ ಮತ್ತು ಅಮೈನೋ ಆಮ್ಲಗಳನ್ನು ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಲು ಬಳಸಬಹುದು. ಈ ಕ್ರಿಯೆಗಳು ಗ್ಲೂಕೋಸ್-6-ಫಾಸ್ಫೇಟ್ ಐಸೊಮರೇಸ್, ಫಾಸ್ಫೋಫ್ರಕ್ಟೋಕಿನೇಸ್ ಮತ್ತು ಸುಕ್ರೋಸ್ ಫಾಸ್ಫೇಟ್ ಸಿಂಥೇಸ್ ಸೇರಿದಂತೆ ವಿವಿಧ ಕಿಣ್ವಗಳಿಂದ ಉತ್ಪ್ರೇರಿತವಾಗುತ್ತವೆ.

ಕತ್ತಲೆಯ ಕ್ರಿಯೆಯ ಮಹತ್ವ

ಬೆಳಕು-ಆಧಾರಿತ ಕ್ರಿಯೆಯು ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಗೆ ಅತ್ಯಗತ್ಯವಾಗಿದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಇದು ಕಾರ್ಬನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಅನ್ನು ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಮತ್ತು ಇತರ ಸಾವಯವ ಅಣುಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ, ಅದನ್ನು ಸಸ್ಯಗಳು ಬೆಳವಣಿಗೆ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಬಳಸಬಹುದು. ಬೆಳಕು-ಆಧಾರಿತ ಕ್ರಿಯೆಯಿಲ್ಲದೆ, ಸಸ್ಯಗಳು ಬದುಕಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತಿರಲಿಲ್ಲ.

ಕತ್ತಲೆಯ ಕ್ರಿಯೆಯ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುವ ಅಂಶಗಳು

ಕತ್ತಲೆಯ ಕ್ರಿಯೆಯ ದರವು ಹಲವಾರು ಅಂಶಗಳಿಂದ ಪ್ರಭಾವಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಅವುಗಳೆಂದರೆ:

• ಬೆಳಕಿನ ತೀವ್ರತೆ: ಕತ್ತಲೆಯ ಕ್ರಿಯೆಯು ಬೆಳಕಿನ ಕ್ರಿಯೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾದ ATP ಮತ್ತು NADPH ಮೇಲೆ ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಬೆಳಕಿನ ತೀವ್ರತೆ ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ ಕತ್ತಲೆಯ ಕ್ರಿಯೆಯ ದರವು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಕತ್ತಲೆಯ ಕ್ರಿಯೆಯು ತಾಪಮಾನದಿಂದಲೂ ಪ್ರಭಾವಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಕತ್ತಲೆಯ ಕ್ರಿಯೆಗೆ ಸೂಕ್ತ ತಾಪಮಾನವು ಸುಮಾರು 25 ರಿಂದ 30 ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್ ಆಗಿದೆ.
• ಕಾರ್ಬನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಸಾಂದ್ರತೆ: ಕಾರ್ಬನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಸಾಂದ್ರತೆ ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ ಕತ್ತಲೆಯ ಕ್ರಿಯೆಯ ದರವು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ನೀರಿನ ಲಭ್ಯತೆ: ಕತ್ತಲೆಯ ಕ್ರಿಯೆಯು ATP ಮತ್ತು NADPH ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ನೀರಿನ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ನೀರಿನ ಲಭ್ಯತೆ ಕಡಿಮೆಯಾದಂತೆ ಕತ್ತಲೆಯ ಕ್ರಿಯೆಯ ದರವು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ.

ಕ್ಯಾಲ್ವಿನ್ ಚಕ್ರವು ಕಾರ್ಬನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಅನ್ನು ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಮತ್ತು ಇತರ ಸಾವಯವ ಅಣುಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವ ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಅತ್ಯಗತ್ಯ ಭಾಗವಾಗಿದೆ. ಇದು ಬೆಳಕಿನ ತೀವ್ರತೆ, ತಾಪಮಾನ, ಕಾರ್ಬನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ನೀರಿನ ಲಭ್ಯತೆ ಸೇರಿದಂತೆ ಹಲವಾರು ಅಂಶಗಳಿಂದ ಪ್ರಭಾವಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

CAM ಚಕ್ರ (ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಚಕ್ರ ಅಥವಾ ಕ್ರೆಬ್ಸ್ ಚಕ್ರ ಅಥವಾ ಟ್ರೈಕಾರ್ಬಾಕ್ಸಿಲಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಚಕ್ರ)

CAM ಚಕ್ರವು, ಇದನ್ನು ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಚಕ್ರ, ಕ್ರೆಬ್ಸ್ ಚಕ್ರ, ಅಥವಾ ಟ್ರೈಕಾರ್ಬಾಕ್ಸಿಲಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಚಕ್ರ ಎಂದೂ ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಜೀವಕೋಶಗಳ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾದಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುವ ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳ ಸರಣಿಯಾಗಿದೆ. ಇದು ಜೀವಕೋಶೀಯ ಶ್ವಸನದ ಕೇಂದ್ರ ಭಾಗವಾಗಿದೆ, ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಮೂಲಕ ಜೀವಕೋಶಗಳು ಆಹಾರದಿಂದ ಶ