Fotosinteza

Prethodni post: ,,Zelen konjic u gori – svijetla faza fotosinteze”.

 
Dakle, u svijetloj fazi fotosinteze, u procesima koji ovise o svjetlu, nastaju molekule ATP (energetska moneta organizma) i NADPH, voda se razložila na protone i molekulu kisika, a magnezijum u hlorofilu je dobio novi elektron. I sve to na tilakoidnoj membreni hloroplasta.
 
Međutim, kada nastaje glukoza i gdje?
 

Glukoza – onaj krajnji produkt fotosinteze nastaje u stromi hloroplasta (ne na tilakoidnoj membrani!) i reakcije koje vode sintezi glukoze ne ovise o svjetlu, mada se nikad ne odvijaju po noći. Dakle, naziv “tamna faza fotosinteze” samo je simboličan – kompletna fotosinteza, sa svim svojim fazama, odvija se isključivo po danu.

 


Pravilan naziv za ovu fazu fotosinteze bio bi Calvinov ciklus (Calvin-Benson-Basshamov ciklus, prema naučnicima sa UC Berkeley koji su ga otkrili) je niz reduktivnih biohemijskih reakcija u stromi hloroplasta fotosintetskih organizama. U suštini, ovaj dio fotisinteze je ono što zovemo fiksacija karbona tj. ugradnja karbona u žive organizme. U ovom procesu se koriste ATP i NADPH nastali u svijetloj fazi fotosinteze – ATP donira energiju a NADPH je prenosnik elektrona. Ključni enzim za ovu fazu je protein koji ima jako zanimljivo ime – zove se RuBisCo (ne, nije greška u CapsLock, ovako se piše) što je skraćenica za, zipa ovo: ribulozo-1,5-bisfosfatnu karboksilazu/oksigenazu. RuBisCo je jedan od najčešćih enzima u živom svijetu i katalizira karboksilaciju ribulozo – 1,5 bisfosfata RuBP
                                                              

Međutim stvarni produkt fotosinteze nije glukoza – ona nastaje tek nešto kasnije. Pravi produkt je jedno jedinjenje sa 3 atoma karbona: gliceril-aldehid fosfat, ali se u opštim formulama fotosinteze obično piše glukoza, jer je tako jednostavnije, i onda postoji ona poveznica sa procesom disanja, gdje ispada kako su disanje i fotosinteza samo suprotni procesi.
 
Kome nije mrsko da gleda, evo kako izgleda Kalvinov ciklus:
3CO
2 + 6 NADPH + 5H
2O + 9 ATP → gliceraldehide-3-fosfat (G3P) + 2H+ + 6NADP+ + 9ADP + 8 Pi
 
Pi -fosfatne skupine   
 
G3P sada treba postati glukoza. Jednostavno je zamisliti kako se dvije molekule G3P ujedinjuju u jednu molekulu glukoze, s obzirom da glukoza ima 6 atoma karbona, a G3P 3. Međutim, stvari su komplikovanije –  5 od 6 atoma karbona iz dvije molekule G3P se koriste za regeneraciju RuBP,što znači da se u stromi hloroplasta treba obaviti 6 Kalvinovih ciklusa kako bi se proizvela jedna molekula glukoze od viška karbona, onog koji ne učestvuje u obnovi ribuloze. Znači, onaj karbon dioksid se ugrađuje u ribulozu i u glukozu. 
 
Jednom kada je glukoza proizvedena, ona može ostati u formi glukoze, ali češće se molekule glukoze uvezuju u duže lance skroba ili celuloze ili u molekule disaharida (kakva je saharoza, šećer koji mi konzumiramo). Molekule glukoze također mogu krenuti u druge reakcije, na kraju kojih molekule glukoze, vođene različitim enzimima, mogu postati masne kiseline, alkoholi, aminokiselina, esteri i drugi organski spojevi koji biljkama daju boju, miris, hranljivu vrijednost, otrovnost ili ljekovitost.