ജീവശാസ്ത്രം പ്രകാശസംശ്ലേഷണം

പ്രകാശസംശ്ലേഷണം എന്താണ്?#

പ്രകാശസംശ്ലേഷണ വർണ്ണകങ്ങൾ ആണ്, അവ സയനോബാക്ടീരിയയുടെ തൈലകോയിഡ് പടലങ്ങളിൽ സ്ഥിതിചെയ്യുന്നു.

പ്രകാശസംശ്ലേഷണ വർണ്ണകങ്ങളുടെ തരങ്ങൾ#

പ്രകാശസംശ്ലേഷണ വർണ്ണകങ്ങളുടെ രണ്ട് പ്രധാന തരങ്ങളുണ്ട്:

• ക്ലോറോഫിലുകൾ പച്ച നിറമുള്ള വർണ്ണകങ്ങളാണ്, അവ പ്രകാശസംശ്ലേഷണത്തിന് അത്യാവശ്യമാണ്. അവ സ്പെക്ട്രത്തിന്റെ നീല, ചുവപ്പ് ഭാഗങ്ങളിൽ പ്രകാശോർജ്ജം ആഗിരണം ചെയ്യുകയും പച്ച പ്രകാശം പ്രതിഫലിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, അതിനാലാണ് സസ്യങ്ങൾ പച്ചനിറത്തിൽ കാണപ്പെടുന്നത്.
• കാരോട്ടിനോയിഡുകൾ ഓറഞ്ച് അല്ലെങ്കിൽ മഞ്ഞ നിറമുള്ള വർണ്ണകങ്ങളാണ്, അവ ക്ലോറോഫിലുകൾക്ക് പ്രകാശോർജ്ജം ആഗിരണം ചെയ്യാൻ സഹായിക്കുന്നു. അൾട്രാവയലറ്റ് (UV) വികിരണത്തിൽ നിന്ന് ക്ലോറോഫിലുകളെ ദോഷകരമായ പ്രഭാവത്തിൽ നിന്നും അവ സംരക്ഷിക്കുന്നു.

പ്രകാശസംശ്ലേഷണ വർണ്ണകങ്ങളുടെ ഘടന#

പ്രകാശസംശ്ലേഷണ വർണ്ണകങ്ങൾ ഒരു പോർഫിരിൻ തലയും ഒരു നീളമുള്ള ഹൈഡ്രോകാർബൺ വാലും കൊണ്ട് നിർമ്മിതമാണ്. പോർഫിരിൻ തല ഒരു പരന്ന, വളയം ആകൃതിയിലുള്ള തന്മാത്രയാണ്, അതിൽ മഗ്നീഷ്യം അയോൺ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ഹൈഡ്രോകാർബൺ വാൽ ഒരു നീളമുള്ള, ശൃംഖല പോലുള്ള തന്മാത്രയാണ്, അത് വർണ്ണകത്തെ തൈലകോയിഡ് പടലത്തിൽ ഉറപ്പിക്കാൻ സഹായിക്കുന്നു.

പ്രകാശസംശ്ലേഷണ വർണ്ണകങ്ങളുടെ പ്രവർത്തനം#

പ്രകാശസംശ്ലേഷണ വർണ്ണകങ്ങൾ പ്രകാശോർജ്ജം ആഗിരണം ചെയ്ത് പ്രകാശസംശ്ലേഷണ പ്രക്രിയ നടത്താൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു. പ്രകാശോർജ്ജം ജലം വിഘടിപ്പിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റങ്ങൾ കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് ഗ്ലൂക്കോസ് ആക്കി ചുരുക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു, അത് സസ്യങ്ങൾ ഊർജ്ജത്തിനായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു പഞ്ചസാരയാണ്. ഓക്സിജൻ ആറ്റങ്ങൾ അന്തരീക്ഷത്തിലേക്ക് പുറത്തുവിടുന്നു.

പ്രകാശസംശ്ലേഷണ വർണ്ണകങ്ങളുടെ പ്രാധാന്യം#

പ്രകാശസംശ്ലേഷണ വർണ്ണകങ്ങൾ ഭൂമിയിലെ ജീവിതത്തിന് അത്യാവശ്യമാണ്. സസ്യങ്ങൾക്ക് സൂര്യപ്രകാശം അവയുടെ വളർച്ചയ്ക്കും പ്രത്യുൽപ്പാദനത്തിനും ഉപയോഗിക്കാവുന്ന ഊർജ്ജമാക്കി മാറ്റാൻ അവ അനുവദിക്കുന്നു. പ്രകാശസംശ്ലേഷണ വർണ്ണകങ്ങൾ ഇല്ലെങ്കിൽ, സസ്യങ്ങൾക്ക് അതിജീവിക്കാൻ കഴിയുകയില്ല, മുഴുവൻ ഭക്ഷണ ശൃംഖലയും തകരും.

പ്രകാശസംശ്ലേഷണ വർണ്ണകങ്ങൾ അത്ഭുതകരമായ തന്മാത്രകളാണ്, അവ പ്രകാശസംശ്ലേഷണ പ്രക്രിയയിൽ നിർണായക പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. അവ ഭൂമിയിലെ ജീവിതത്തിന് അത്യാവശ്യമാണ്, പ്രകൃതി ലോകത്തിന്റെ അവിശ്വസനീയമായ വൈവിധ്യത്തിന്റെയും സങ്കീർണ്ണതയുടെയും സാക്ഷ്യമാണ്.

പ്രകാശപ്രതികരണം#

പ്രകാശപ്രതികരണം പ്രകാശസംശ്ലേഷണത്തിന്റെ ആദ്യ ഘട്ടമാണ്, അത് ക്ലോറോപ്ലാസ്റ്റുകളുടെ തൈലകോയിഡ് പടലങ്ങളിൽ സംഭവിക്കുന്നു. ഇത് ഒരു ശൃംഖല ആണ്.

പ്രകാശപ്രതികരണത്തിന്റെ ഘട്ടങ്ങൾ

പ്രകാശപ്രതികരണത്തെ രണ്ട് പ്രധാന ഘട്ടങ്ങളായി വിഭജിക്കാം:

1. ഫോട്ടോസിസ്റ്റം II: ഇത് പ്രകാശപ്രതികരണത്തിന്റെ ആദ്യ ഘട്ടമാണ്, അത് ക്ലോറോപ്ലാസ്റ്റുകളുടെ തൈലകോയിഡ് പടലങ്ങളിൽ സംഭവിക്കുന്നു. ഈ ഘട്ടത്തിൽ, ജല തന്മാത്രകളെ ഓക്സിജനും പ്രോട്ടോണുകളുമായി വിഘടിപ്പിക്കാൻ പ്രകാശോർജ്ജം ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഓക്സിജൻ അന്തരീക്ഷത്തിലേക്ക് പുറത്തുവിടുമ്പോൾ, പ്രോട്ടോണുകൾ എടിപി ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു.
2. ഫോട്ടോസിസ്റ്റം I: ഇത് പ്രകാശപ്രതികരണത്തിന്റെ രണ്ടാം ഘട്ടമാണ്, അതും ക്ലോറോപ്ലാസ്റ്റുകളുടെ തൈലകോയിഡ് പടലങ്ങളിൽ സംഭവിക്കുന്നു. ഈ ഘട്ടത്തിൽ, ക്ലോറോഫിൽ തന്മാത്രകളിൽ നിന്ന് ഇലക്ട്രോണുകൾ ഉത്തേജിപ്പിക്കാൻ പ്രകാശോർജ്ജം ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഈ ഇലക്ട്രോണുകൾ പിന്നീട് ഒരു ശൃംഖല ഇലക്ട്രോൺ വാഹകങ്ങളിലൂടെ കടന്നുപോകുകയും, അവ ഒടുവിൽ NADP+ NADPH ആക്കി ചുരുക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

പ്രകാശപ്രതികരണത്തിന്റെ ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ

പ്രകാശപ്രതികരണത്തിന്റെ ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ ഇവയാണ്:

ഓക്സിജൻ: ഇത് പ്രകാശസംശ്ലേഷണത്തിന്റെ ഒരു ഉപോൽപ്പന്നമാണ്, അത് അന്തരീക്ഷത്തിലേക്ക് പുറത്തുവിടുന്നു. എടിപി: ഇത് ഒരു ഊർജ്ജ-വാഹക തന്മാത്രയാണ്, അത് കാൽവിൻ സൈക്കിളിനെ ശക്തിപ്പെടുത്താൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു, അത് പ്രകാശസംശ്ലേഷണത്തിന്റെ പ്രകാശ-സ്വതന്ത്ര പ്രതികരണമാണ്.

• NADPH: ഇതും ഒരു ഊർജ്ജ-വാഹക തന്മാത്രയാണ്, അതും കാൽവിൻ സൈക്കിളിനെ ശക്തിപ്പെടുത്താൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

പ്രകാശപ്രതികരണത്തിന്റെ പ്രാധാന്യം

പ്രകാശപ്രതികരണം പ്രകാശസംശ്ലേഷണത്തിന് അത്യാവശ്യമാണ്, കാരണം ഇത് കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് ഗ്ലൂക്കോസ് ആക്കി മാറ്റാൻ ആവശ്യമായ ഊർജ്ജവും ചുരുക്കുന്ന ശക്തിയും നൽകുന്നു. പ്രകാശപ്രതികരണം ഇല്ലെങ്കിൽ, പ്രകാശസംശ്ലേഷണം സാധ്യമാകുകയില്ല, സസ്യങ്ങൾക്ക് അതിജീവിക്കാൻ ആവശ്യമായ ഭക്ഷണം ഉത്പാദിപ്പിക്കാനും കഴിയുകയില്ല.

അധിക കുറിപ്പുകൾ

• പ്രകാശപ്രതികരണം “പ്രകാശ-ആശ്രിത പ്രതികരണങ്ങൾ” അല്ലെങ്കിൽ “Z-സ്കീം” എന്നും അറിയപ്പെടുന്നു.
• പ്രകാശപ്രതികരണം വളരെ കാര്യക്ഷമമായ ഒരു പ്രക്രിയയാണ്, അത് ആഗിരണം ചെയ്യുന്ന പ്രകാശോർജ്ജത്തിന്റെ 100% വരെ രാസോർജ്ജമാക്കി മാറ്റാൻ കഴിയും.
• പ്രകാശപ്രതികരണം പരിസ്ഥിതിക്കും വളരെ പ്രധാനപ്പെട്ട ഒരു പ്രക്രിയയാണ്, കാരണം ഇത് അന്തരീക്ഷത്തിൽ നിന്ന് കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് നീക്കം ചെയ്യാനും ഓക്സിജൻ ഉത്പാദിപ്പിക്കാനും സഹായിക്കുന്നു.

ഇലക്ട്രോൺ ഗതാഗത സംവിധാനം#

ഇലക്ട്രോൺ ഗതാഗത സംവിധാനം (ETS), ശ്വസന ശൃംഖല എന്നും അറിയപ്പെടുന്നു, ഇത് ആന്തര മൈറ്റോകോൺഡ്രിയൽ പടലത്തിൽ സ്ഥിതിചെയ്യുന്ന പ്രോട്ടീൻ സമുച്ചയങ്ങളുടെ ഒരു ശൃംഖലയാണ്. ഗ്ലൂക്കോസിന്റെ ഓക്സീകരണത്തിൽ നിന്ന് പുറത്തുവിടുന്ന ഊർജ്ജം എടിപി ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന കോശീയ ശ്വസനത്തിന്റെ അവസാന ഘട്ടത്തിന് ഇത് ഉത്തരവാദിയാണ്.

ഇലക്ട്രോൺ ഗതാഗത സംവിധാനത്തിന്റെ ഘടകങ്ങൾ

ETS നാല് പ്രോട്ടീൻ സമുച്ചയങ്ങൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു:

• സമുച്ചയം I (NADH-CoQ റിഡക്റ്റേസ്): ഗ്ലൈക്കോളിസിസ്, സിട്രിക് ആസിഡ് സൈക്കിൾ എന്നിവയിൽ ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന NADH-ൽ നിന്ന് ഇലക്ട്രോണുകൾ സ്വീകരിക്കുന്ന ഈ സമുച്ചയം. ഇലക്ട്രോണുകൾ പിന്നീട് കോഎൻസൈം Q (CoQ) ലേക്ക് കൈമാറുന്നു.
• സമുച്ചയം II (സക്സിനേറ്റ് ഡീഹൈഡ്രോജിനേസ്): സിട്രിക് ആസിഡ് സൈക്കിളിൽ ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന സക്സിനേറ്റിൽ നിന്ന് ഇലക്ട്രോണുകൾ സ്വീകരിക്കുന്ന ഈ സമുച്ചയം. ഇലക്ട്രോണുകൾ പിന്നീട് CoQ ലേക്ക് കൈമാറുന്നു.
• സമുച്ചയം III (സൈറ്റോക്രോം സി റിഡക്റ്റേസ്): CoQ-ൽ നിന്ന് ഇലക്ട്രോണുകൾ സ്വീകരിക്കുകയും അവ സൈറ്റോക്രോം സി ലേക്ക് കൈമാറുകയും ചെയ്യുന്ന ഈ സമുച്ചയം.
• സമുച്ചയം IV (സൈറ്റോക്രോം സി ഓക്സിഡേസ്): സൈറ്റോക്രോം സി-ൽ നിന്ന് ഇലക്ട്രോണുകൾ സ്വീകരിക്കുകയും അവ ഓക്സിജനിലേക്ക് കൈമാറുകയും ചെയ്യുന്ന ഈ സമുച്ചയം, അത് ജലമാക്കി ചുരുക്കപ്പെടുന്നു.

ഇലക്ട്രോൺ ഗതാഗത സംവിധാനത്തിന്റെ പ്രവർത്തനരീതി

ETS ഒരു ശൃംഖല റെഡോക്സ് പ്രതികരണങ്ങളിലൂടെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു, അതിൽ ഇലക്ട്രോണുകൾ ഒരു തന്മാത്രയിൽ നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക് കൈമാറുന്നു. ഈ പ്രതികരണങ്ങളിൽ നിന്ന് പുറത്തുവിടുന്ന ഊർജ്ജം ആന്തര മൈറ്റോകോൺഡ്രിയൽ പടലത്തിലുടനീളം പ്രോട്ടോണുകൾ പമ്പ് ചെയ്യാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഒരു പ്രോട്ടോൺ ഗ്രേഡിയന്റ് സൃഷ്ടിക്കുന്നു. ഈ ഗ്രേഡിയന്റ് പിന്നീട് എടിപി സിന്തസ് ഉപയോഗിച്ച് എടിപിയുടെ സംശ്ലേഷണം നയിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ETS യുടെ മൊത്തം പ്രതികരണം ഇതാണ്:

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

ഇലക്ട്രോൺ ഗതാഗത സംവിധാനത്തിന്റെ പ്രാധാന്യം

ETS എടിപി ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ അത്യാവശ്യമാണ്, അത് കോശത്തിന്റെ പ്രാഥമിക ഊർജ്ജ കറൻസിയാണ്. ETS ഇല്ലെങ്കിൽ, കോശങ്ങൾക്ക് അവയുടെ ഊർജ്ജ ആവശ്യങ്ങൾ നിറവേറ്റാൻ മതിയായ എടിപി ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ കഴിയുകയില്ല, അവ ഒടുവിൽ മരിക്കും.

എടിപി ഉത്പാദനത്തിലെ അതിന്റെ പങ്കിന് പുറമേ, ETS പ്രതിപ്രവർത്തന ഓക്സിജൻ സ്പീഷീസുകളുടെ (ROS) ഉത്പാദനത്തിലും ഒരു പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. ROS ഓക്സിജൻ അടങ്ങിയ തന്മാത്രകളാണ്, അവ വളരെ പ്രതിപ്രവർത്തനക്ഷമമാണ്. അവ കോശങ്ങളെയും ഡിഎൻഎയെയും നശിപ്പിക്കാൻ കഴിയും, വാർദ്ധക്യത്തിലും കാൻസറിലും പങ്കുവഹിക്കുന്നതായി കരുതപ്പെടുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, സിഗ്നലിംഗിനും രോഗപ്രതിരോധ പ്രവർത്തനത്തിനും ROS പ്രധാനമാണ്. ETS ROS ന്റെ ഉത്പാദനം നിയന്ത്രിക്കാൻ സഹായിക്കുന്നു, കോശങ്ങൾക്ക് അവയുടെ പ്രവർത്തനങ്ങൾ നിർവഹിക്കാൻ മതിയായ ROS ഉണ്ടെന്ന് ഉറപ്പാക്കുകയും ദോഷം വരുത്തപ്പെടാതിരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

കെമിയോസ്മോട്ടിക് സിദ്ധാന്തം#

കെമിയോസ്മോട്ടിക് സിദ്ധാന്തം കോശങ്ങൾ അഡെനോസിൻ ട്രൈഫോസ്ഫേറ്റ് (ATP), കോശത്തിന്റെ പ്രാഥമിക ഊർജ്ജ കറൻസി, എങ്ങനെ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു എന്ന് വിശദീകരിക്കുന്ന ഒരു സിദ്ധാന്തമാണ്. ഇത് 1961-ൽ ബ്രിട്ടീഷ് ബയോകെമിസ്റ്റ് പീറ്റർ മിച്ചൽ നിർദ്ദേശിച്ചു.

പ്രധാന പോയിന്റുകൾ

• ഒരു പടലത്തിലുടനീളം ഒരു പ്രോട്ടോൺ ഗ്രേഡിയന്റ് സൃഷ്ടിക്കുകയും ഈ ഗ്രേഡിയന്റ് എടിപി സിന്തസ് ഉപയോഗിച്ച് എടിപിയുടെ സംശ്ലേഷണം നയിക്കുകയും ചെയ്യുമ്പോൾ എടിപി ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്നുവെന്ന് കെമിയോസ്മോട്ടിക് സിദ്ധാന്തം പ്രസ്താവിക്കുന്നു.
• ഇലക്ട്രോൺ ഗതാഗത ശൃംഖലയാണ് പ്രോട്ടോൺ ഗ്രേഡിയന്റ് സൃഷ്ടിക്കുന്നത്, അത് മൈറ്റോകോൺഡ്രിയൽ മാട്രിക്സിൽ നിന്ന് ഇന്റർമെംബ്രെൻ സ്പേസിലേക്ക് പ്രോട്ടോണുകൾ പമ്പ് ചെയ്യുന്നു.
• പ്രോട്ടോൺ ഗ്രേഡിയന്റ് എടിപി സിന്തസ് ഉപയോഗിച്ച് എടിപി സംശ്ലേഷണം നയിക്കാൻ ഊർജ്ജം നൽകുന്നു, അത് പ്രോട്ടോൺ ഗ്രേഡിയന്റിന്റെ ഊർജ്ജം ഉപയോഗിച്ച് ADP-യെ ഫോസ്ഫോറിലേറ്റ് ചെയ്ത് ATP രൂപപ്പെടുത്തുന്നു.

ഇലക്ട്രോൺ ഗതാഗത ശൃംഖല

ഇലക്ട്രോൺ ഗതാഗത ശൃംഖല ആന്തര മൈറ്റോകോൺഡ്രിയൽ പടലത്തിൽ സ്ഥിതിചെയ്യുന്ന പ്രോട്ടീൻ സമുച്ചയങ്ങളുടെ ഒരു ശൃംഖലയാണ്. NADH, FADH2 എന്നിവയുടെ ഓക്സീകരണത്തിൽ നിന്ന് പുറത്തുവിടുന്ന ഊർജ്ജം ഈ സമുച്ചയങ്ങൾ മൈറ്റോകോൺഡ്രിയൽ മാട്രിക്സിൽ നിന്ന് ഇന്റർമെംബ്രെൻ സ്പേസിലേക്ക് പ്രോട്ടോണുകൾ പമ്പ് ചെയ്യാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

പ്രോട്ടോൺ ഗ്രേഡിയന്റ്

പ്രോട്ടോൺ ഗ്രേഡിയന്റ് ഒരു പടലത്തിലുടനീളമുള്ള പ്രോട്ടോണുകളുടെ സാന്ദ്രതയിലെ വ്യത്യാസമാണ്. മൈറ്റോകോൺഡ്രിയൽ ആന്തര പടലത്തിന്റെ കാര്യത്തിൽ, ഇന്റർമെംബ്രെൻ സ്പേസിലെ പ്രോട്ടോൺ സാന്ദ്രത മൈറ്റോകോൺഡ്രിയൽ മാട്രിക്സിലേതിനേക്കാൾ കൂടുതലാണ്.

എടിപി സിന്തസ്

എടിപി സിന്തസ് ആന്തര മൈറ്റോകോൺഡ്രിയൽ പടലത്തിൽ സ്ഥിതിചെയ്യുന്ന ഒരു പ്രോട്ടീൻ സമുച്ചയമാണ്. ഇത് പ്രോട്ടോൺ ഗ്രേഡിയന്റിന്റെ ഊർജ്ജം ഉപയോഗിച്ച് ADP-യെ ഫോസ്ഫോറിലേറ്റ് ചെയ്ത് ATP രൂപപ്പെടുത്തുന്നു.

മൊത്തം പ്രക്രിയ

കെമിയോസ്മോട്ടിക് സിദ്ധാന്തം ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ സംഗ്രഹിക്കാം:

ഇലക്ട്രോൺ ഗതാഗത ശൃംഖല ഇന്റർമെംബ്രെൻ സ്പേസിൽ നിന്ന് മൈറ്റോകോൺഡ്രിയൽ മാട്രിക്സിലേക്ക് പ്രോട്ടോണുകൾ പമ്പ് ചെയ്യുകയും ഒരു പ്രോട്ടോൺ ഗ്രേഡിയന്റ് സൃഷ്ടിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. 2. പ്രോട്ടോൺ ഗ്രേഡിയന്റ് എടിപി സിന്തസ് ഉപയോഗിച്ച് എടിപി സംശ്ലേഷണം നയിക്കാൻ ഊർജ്ജം നൽകുന്നു, അത് പ്രോട്ടോൺ ഗ്രേഡിയന്റിന്റെ ഊർജ്ജം ഉപയോഗിച്ച് ADP-യെ ഫോസ്ഫോറിലേറ്റ് ചെയ്ത് ATP രൂപപ്പെടുത്തുന്നു.

കെമിയോസ്മോട്ടിക് സിദ്ധാന്തം ബയോകെമിസ്ട്രിയിലെ ഒരു അടിസ്ഥാന ആശയമാണ്, കോശങ്ങൾ എടിപി എങ്ങനെ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു എന്ന് മനസിലാക്കാൻ അത്യാവശ്യമാണ്.

കാൽവിൻ സൈക്കിൾ#

ഇരുണ്ട പ്രതികരണം, കാൽവിൻ സൈക്കിൾ അല്ലെങ്കിൽ പ്രകാശ-സ്വതന്ത്ര പ്രതികരണങ്ങൾ എന്നും അറിയപ്പെടുന്നു, അത് പ്രകാശസംശ്ലേഷണത്തിന്റെ രണ്ടാം ഘട്ടമാണ്. ഇത് ക്ലോറോപ്ലാസ്റ്റുകളുടെ സ്ട്രോമയിൽ സംഭവിക്കുകയും നേരിട്ട് പ്രകാശോർജ്ജം ആവശ്യമില്ല. പകരം, ഇത് പ്രകാശപ്രതികരണ സമയത്ത് ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന ATP, NADPH എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് ഗ്ലൂക്കോസ്, മറ്റ് ജൈവ തന്മാത്രകൾ എന്നിവയാക്കി മാറ്റുന്നു.

കാൽവിൻ സൈക്കിളിന്റെ ഘട്ടങ്ങൾ

പ്രകാശ-സ്വതന്ത്ര പ്രതികരണം ഇനിപ്പറയുന്ന ഘട്ടങ്ങളിൽ സംഗ്രഹിക്കാം:

1. കാർബൺ ഫിക്സേഷൻ: അന്തരീക്ഷത്തിൽ നിന്നുള്ള കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് ക്ലോറോപ്ലാസ്റ്റിലേക്ക് വ്യാപിക്കുകയും റൈബുലോസ് 1,5-ബിസ്ഫോസ്ഫേറ്റ് (RuBP) ഉപയോഗിച്ച് സംയോജിപ്പിച്ച് രണ്ട് തന്മാത്രകൾ 3-ഫോസ്ഫോഗ്ലിസറേറ്റ് (3-PGA) രൂപപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. റൈബുലോസ് 1,5-ബിസ്ഫോസ്ഫേറ്റ് കാർബോക്സിലേസ്/ഓക്സിജിനേസ് (റുബിസ്കോ) എൻസൈം ഈ പ്രതികരണത്തെ ഉത്പ്രേരകപ്പെടുത്തുന്നു.
2. ചുരുക്കൽ: 3-PGA തന്മാത്രകൾ പിന്നീട് ATP, NADPH എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് ഗ്ലിസറാൽഡിഹൈഡ് 3-ഫോസ്ഫേറ്റ് (G3P) ആക്കി ചുരുക്കുന്നു. ഗ്ലിസറാൽഡിഹൈഡ് 3-ഫോസ്ഫേറ്റ് ഡീഹൈഡ്രോജിനേസ് എൻസൈം ഈ പ്രതികരണത്തെ ഉത്പ്രേരകപ്പെടുത്തുന്നു.
3. RuBP യുടെ പുനരുജ്ജീവനം: G3P തന്മാത്രകളിൽ ഒന്ന് RuBP പുനരുജ്ജീവിപ്പിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു, അത് പിന്ന