உயிர்நுட்பம் : ஒளிச்சேர்க்கை - CALVIN CYCLE - கேல்வின் சுழற்சி வினைகள் - C3 வினைகள் - C3 PATHWAY

மக்களே...!!!

என்னோட எழுத்து வேலை தொடர்ந்து போயிட்டு தான் இருக்கு அப்படின்னாலும், இந்த தடவை கொஞ்சம் இடைவெளி விழுந்திட்ட மாதிரி இருக்கு. என்ன காரணம்னு எனக்கும் தெரியல. நம்மளோட போன பதிவான சுவாரஸ்யங்கள் பதிவுக்கு எப்பவும் போல உங்க வரவேற்பு நல்லாவே இருந்தது. அதோட, உயிர்நுட்பம் வலைப்பூவோட PAGE VIEWS - 25000 தாண்டியிருக்கு. நான் எழுதறது உங்க எல்லாருக்குமே ஓரளவுக்கு பிடிச்சிருக்கு அப்படிங்கறதை தான் இது காட்டுது. தொடர்ந்து படிங்க. உங்க கருத்துக்களை பின்னூட்டத்துல சொல்லுங்க.

இன்னைக்கு பதிவு ஒளிச்சேர்க்கை பத்தின பதிவுகளோட தொடர்ச்சி. இந்த தொடர்சியில சூரிய ஒளி சார்ந்த வினைகள், சூரிய ஒளி சாராத இருட்டு வினைகள் பத்தி பார்த்தோம். அதுல கேல்வின் சுழற்சி வினைகள் பத்தி நல்ல விளக்கமான அறிமுகம் போன பதிவுல குடுத்திருந்தேன். இப்போ, இந்த பதிவுல கேல்வின் வினைகள் பத்தி விளக்கமா பார்க்கலாம்.

கேல்வின் சுழற்சி வினைகள்

கெல்வின் வினைகள் பத்தின அறிமுகப்பதிவுல சொல்லும்போது, இதுல ரெண்டு வகை இருக்கிறதா சொல்லியிருந்தேன். ஒளி சார்ந்த வினைகள் முடிஞ்சி, இருட்டு வினைகள் ஆரம்பிக்கும்போது, அதனோட முதல் வேதி வினையில் கிடைக்க கூடிய முதல் கரிம வேதிப்பொருள், அதாவது முதல் விளைப்பொருள்- அந்த விளைப்பொருளோட அதாவது அந்த விளைப்பொருளில் இருக்க கூடிய கார்பன் அணுக்களோட எண்ணிக்கையை பொறுத்து அது C3 அல்லது C4 வினைகள் அப்படின்னு சொல்லுவாங்க. இதெல்லாம் உங்களுக்கு ஞாபகம் இருக்கும்னு நெனக்கிறேன்.

கேல்வின் சுழற்சி வினைகள் செல்லோட குளோரோபிளாஸ்ட் உள்ள இருக்கிற ஸ்ட்ரோமாவுல நடக்கும். இது நடக்க சூரிய ஒளியை பயன்படுத்தி தயாரிக்கப்பட்ட சக்தி இருந்தா போதும். சூரிய ஒளி தேவை இல்லை. இந்த வினைகள் மூலமா காற்று மண்டலத்துல இருக்கிற கார்பன்-டை-ஆக்சைடு மூலக்கூறுகளை சேகரிச்சி, அதுல இருக்கிற கார்பன் அணுக்களை எடுத்து குளுக்கோஸ் மூலக்கூறுகள் தயாரிக்க பயன்படுத்தப்படுது.

இந்த வினைகள் நடக்க ஏற்கனவே தாவர செல்லுக்குள்ள இருக்கிற ரிபுலோஸ்-பிஸ்-பாஸ்பேட் அப்படிங்கற 5 கார்பன் அணுக்களை கொண்ட சர்க்கரை மூலக்கூறுகள் பயன்படுத்தப்படுது. அதாவது, கார்பன்-டை-ஆக்சைடு மூலக்கூறுகளில் இருக்கிற கார்பன் அணுக்களை எடுத்திட்டு போய் குளுக்கோஸுக்குள்ள சேர்க்கிறது இதனோட வேலை. இதுக்கு பேரு CARBON FIXATION - கார்பன் ஃபிக்ஸேஷன் அப்படின்னு பேரு.

ஓகே... இப்போ கேல்வின் வினைகள்ள முதல் வகை C3 வினைகள் பத்தி பார்க்கலாம்.

கேல்வின் சுழற்சி வினைகள் - வகை 1 - C3 வினைகள்

கேல்வின் சுழற்சி வினைகள் மொத்தம் மூன்று விதமான வினைகளை கொண்டது.

1. கார்பன் பிக்ஸேஷன் - கார்பன் நிலை நிறுத்துதல் வினைகள் - CARBON
FIXATION
2. ஒடுக்குதல் வினைகள் - REDUCTION REACTION
3. ரிபுலோஸ்-பிஸ்-பாஸ்பேட் மறுபடியும் உருவாகும் வினைகள் -
REGENERATION OF RIBULOSE BISPHOSPHATE

வினை - 1 - CARBON FIXATION - கார்பன் ஃபிக்ஸேஷன் - CARBON FIXATION

கேல்வின் சுழற்சி வினையோட முதல் வினை காற்று மண்டலத்துல இருக்கிற கார்பன் மூலக்கூறுகளை தாவர செல்லுக்குள்ள கிரகிச்சி, ஏற்கனவே செல்லுக்குள இருக்கிற ரிபுலோஸ்-1,5-பிஸ்-பாஸ்பேட்டோட சேர்த்து, சில வேதி வினைகள் மூலமா பாஸ்போ கிளிசரேட்டா மாத்தும்.

இந்த வினையில், மூன்று கார்பன்-டை-ஆக்சைடு மூலக்கூறுகள், மூன்று ரிபுலோஸ்-பிஸ்-பாஸ்பேட் மூலக்கூறுகள் ஒன்னு சேர்ந்து RuBisCo - Ribulose bis phosphate Carboxylase - ரிபுலோஸ்-பிஸ்-பாஸ்பேட் கார்பாக்ஸிலேஸ் அப்படிங்கற என்சைம் உதவியோட 3 கார்பன்கள் கொண்ட 3-பாஸ்போ கிளிசரேட் அப்படிங்கற கரிம வேதிப்பொருளா மாறிடும். 3- பாஸ்போ கிளிசரேட் அப்படிங்கற பேர்ல இருக்கிற எண் 3 எதை குறிக்கும் அப்படின்னா, பாஸ்போ கிளிசரேட் அப்படிங்கற வேதிப்பொருளில், 3-வது கார்பன் அணுவில் ஒரு பாஸ்பேட் மூலக்கூறு சேர்ந்திருக்கு அப்படின்னு அர்த்தம்.

இந்த வினை நேரடியா நடக்கறது இல்லை. ரிபுலோஸ்- பிஸ்- பாஸ்பேட் கார்பன்- டை- ஆக்சைடோட சேர்ந்து முதலில், நிலையில்லாத சில 6 கார்பன்கள் கொண்ட வேதிப்பொருளை உருவாக்கி, பின் அது உடனடியா ரெண்டு மூலக்கூறுகள், 3 கார்பன்கள் கொண்ட 3-பாஸ்போ கிளிசரேட்டா மாறிடும்.

ரிபுலோஸ்- பிஸ்- பாஸ்பேட் மற்றும் கார்பன்- டை- ஆக்சைடையும் அதுல இருந்து நமக்கு கெடைக்கிற 3-பாஸ்போ கிளிசரேட்டையும் தனித்தனியா வண்ணப்பெட்டிக்குள்ள போட்டு காட்டியிருக்கேன்.

கார்பன்-டை-ஆக்ஸைடுல இருந்த கார்பன் அணு, 3-பாஸ்போ கிளிசரேட்டா மாறினதுக்கு அப்புறம், இப்போ எங்க இருக்கு அப்படின்னு தெரிஞ்சிக்க, அதை மட்டும் சிவப்பு வண்ணத்துல குறிக்கப்பட்டு இருக்கு. அதை தவிர மீதி இருக்கிற கார்பன் அணுக்கள் எல்லாமே ரிபுலோஸ்-பிஸ்-பாஸ்பேட் மூலக்கூறை சேர்ந்தது. ஏன் கார்பன் டை ஆக்சைடு மூலமா கிடைக்கிற கார்பன் அணுக்களை மட்டும் தனியா காட்டறேன்னா, அது தான் வெளிய இருந்து கெடைக்கிறது. மத்தது எல்லாமே செல்லுக்குள்ள ஏற்கனவே இருக்கிறது. காற்று மண்டலத்துல இருந்த கார்பன் அணுக்கள் இப்போ தாவர செல்லுக்குள்ள இருக்கிற 3 - பாஸ்போ கிளிசரேட்டுக்குள்ள வந்தாச்சி.

ஒரு கார்பன்- டை- ஆக்சைடுக்கு 1 கார்பன் வீதம், 3 கார்பன்- டை- ஆக்சைடில் 3 கார்பன் அணுக்கள், மூன்று ரிபுலோஸ்- பிஸ்- பாஸ்பேட்டில், ஒரு ரிபுலோஸ்- பிஸ்- பாஸ்பேட்டுக்கு 5 கார்பன்கள் வீதம் மொத்தம் 15 கார்பன்கள் இருக்கு. மொத்தமா எல்லாமே சேர்த்தா மொத்தமா இருக்கிறது 18 கார்பன் அணுக்கள். இவையெலாம் கார்பன் நிலை நிறுத்துதல் வினையில் ஈடுபட்டு கிடைக்கும் 3-பாஸ்போ கிளிசரேட் மூன்று கார்பன்கள் கொண்டது. இருக்கிறது 18 கார்பன் அணுக்கள் அப்படிங்கறதால நமக்கு மொத்தமா ஆறு மூலக்கூறுகள் 3-பாஸ்போ கிளிசரேட் கிடைக்கும்.

இந்த 3-பாஸ்போ கிளிசரேட் தான் இந்த வினைகளில் கிடைக்கிற முதல் விளைப்பொருள். இதுல, ஒரு மூலக்கூறுக்கு, 3 கார்பன் அணுக்கள் இருக்கு. இதை வெச்சி தான் இந்த வகை வினைகளை C3 வினைகள் அப்படின்னு சொல்றாங்க.

வினை - 2 - ஒடுக்குதல் வினைகள் - REDUCTION REACTIONS

முதல் வினையில உருவான 3-பாஸ்போ கிளிசரேட் ஒடுக்கு வினைகளுக்கு உட்படுத்தனும். அப்படி ஒடுக்கு வினைகளுக்கு உட்படுத்தும்போது 3-பாஸ்போ கிளிசரேட் கிளிசரால்டிஹைடு - 3- பாஸ்பேட்டாக மாறும். முதல் வினையில் கெடைச்ச ஆறு மூலக்கூறுகள் 3-பாஸ்போ கிளிசரேட் ஒடுக்கமடைந்து, அதே ஆறு மூலக்கூறுகள் கிளிசரால்டிஹைடு - 3- பாஸ்பேட் கிடைக்கும்.

இந்த வினைகள் ரெண்டு பகுதியா நடக்கும்.

முதல் பகுதிப்படி, 3-பாஸ்போ கிளிசரேட், பாஸ்போ கிளிசரேட் கைனேஷ் - PHOSPHO GLYCERATE KINASE அப்படிங்கற என்சைம் உதவியோட 1, 3 - பிஸ் பாஸ்போ கிளிசரேட்டா மாறும். அதாவது, ஏற்கனவே இருக்கிற பாஸ்பேட் மூலக்கூறோட இன்னும் ஒரு பாஸ்பேட் மூலக்கூறு, அதனோட முதல் கார்பன் அணுவுல சேர்க்கும். இந்த வினை ஏற்கனவே இருக்கிற கரிம வேதிப்போருளோட இன்னும் ஒரு பாஸ்பேட் மூலக்கூறை சேர்க்கும் வினை. அப்படி சேர்க்கணும் அப்படின்னா, அதுக்குன்னு ஒரு வேதிப்பிணைப்பை உருவாக்கித்தான் சேர்க்க முடியும்.

அப்படி புதுசா ஒரு வேதிப்பிணைப்பை உருவாக்கணும் அப்படின்னா, அதுக்கு சக்தி தேவை. அதோட ஒரு தனி பாஸ்பேட் மூலக்கூறும் வேணும். இந்த சக்திக்காகதான் ATP யை செல்கள் பயன்படுத்துது. ஒரே கல்லுல ரெண்டு மாங்கா அப்படிங்கற மாதிரி, ஒரு ATP மூலக்கூறை எடுத்து, அதுல இருக்கிற மூணு பாஸ்பேட் மூலக்கூறுகள்ள, கடைசி பாஸ்பேட் மூலக்கூறை இணைச்சிருக்கிற வேதிப்பிணைப்பை உடைச்சா நெறைய சக்தி கிடைக்கும். அதோட, அந்த இடத்தில இருக்கிற பாஸ்பேட் மூலக்கூறும் தனியா கிடைக்கும். அந்த சக்தியை வெச்சே, வேதிப்பிணைப்பை உருவாக்கி, இங்க கெடைச்ச பாஸ்பேட் மூலக்கூறையும் அந்த பிணைப்புல சேர்த்திடும்.

ரெண்டாவது பகுதியில, 1, 3 - பிஸ்-பாஸ்போ-கிளிசரேட் ஒடுக்குதல் வினைக்கு உள்ளாகும். கிளிசரால்டிஹைடு-3-பாஸ்பேட்-டீஹைட்ரோஜினேஸ் - GLYCERALDEHYDE 3- PHOSPHATE DEHYDROGENASE அப்படிங்கற என்சைம் உதவியோட 1, 3 - பிஸ்-பாஸ்போ-கிளிசரேட் தன்கிட்ட முதல் கார்பன்ல இணைஞ்சிருக்கிற பாஸ்பேட் மூலக்கூறை இழந்து, கிளிசரால்டிஹைடு - 3 - பாஸ்பேட்டா மாறும்.

ஒரு மூலக்கூறுக்கு ஒரு ATP வீதம் மொத்தம் ஆறு ATP மூலக்கூறுகள் பயன்படுத்தப்படும். ATP- யினுடைய மூன்று பாஸ்பேட் மூலக்கூறுகளில், கடைசி பாஸ்பேட் மூலக்கூறு இணைந்திருக்கும் வேதிப்பிணைப்பை உடைப்பதன் மூலம் நமக்கு கிடைக்கும் சக்தியோட அளவு 30 கிலோ ஜூல்ஸ். இந்த அளவு சக்தி ஒரு வேதி பிணைப்பை உண்டாக்க போதுமானது. இந்த மாதிரியான வினைகள் இங்கன்னு இல்ல, நம்ம செல்லுக்குள்ள நடக்கிற எல்லா சக்தி தேவைப்படும் இடங்கள்லயும் இதே தான் நடக்கும்.

அதோட, ஒடுக்கு வினைகளுக்கு ஹைட்ரஜன் அணுக்கள் வேணும். எந்த ஒரு மூலக்கூறு ஹைட்ரஜன் அயனிகளை உள்வாங்கிக்குமோ, அதுக்கு ஒடுக்கு பண்பு இருக்கறதா அர்த்தம். ஸோ, 3-பாஸ்போ கிளிசரேட் ஹைட்ரஜன் அயனிகளை உள்வாங்கிக்கணும் அப்படின்னா, அதை குடுக்க ஒரு வேதிப்பொருள் வேணும் இல்லையா...? அதுக்காக உபயோகப்படுத்தப்படுத்தறது தான் NADPH. இதை பத்தி எல்லாம் நாம முன்னாடியே தனி தனி பதிவுகள்ள சொல்லியிருக்கேன். இங்கயும், ஒரு 3-பாஸ்போ கிளிசரேட்டுக்கு ஒரு NADPH வீதம் ஆறு மூலக்கூறுகள் செலவழிக்கப்படுது. ஒரே வரியில சொல்லணும் அப்படினா, 3-பாஸ்போ கிளிசரேட் என்சைம், ATP மற்றும் NADPH உதவியோட ஒடுக்கமடைந்து கிளிசரால்டிஹைடு - 3 - பாஸ்பேட்டா மாறுது.

உருவாகும் ஆறு மூலக்கூறுகளான கிளிசரால்டிஹைடுல ஒன்னு குளுக்கோஸ் தயாரிக்கவும், மீதி அஞ்சு மூலக்கூறுகள் ரிபுலோஸ்-பிஸ்-பாஸ்பேட் உருவாகவும் போகும்.

வினை - 3 - ரிபுலோஸ்-1, 5-பிஸ்-பாஸ்பேட் மறுவுருவாதல் - REGENERATION OF RIBULOSE BIS PHOSPHATE

இந்த வினைகளோட பேரை பார்க்கும் போதே வித்தியாசமா இருந்திருக்கும். எதுக்காக ரிபுலோஸ்-பிஸ்-பாஸ்பேட் திரும்ப உருவாகனும்? அதுலயும், இந்த வினைகள் நடக்க காரணமே குளுக்கோஸ் தயாரித்தல் தான். அப்படி இருக்கும்போது கிடைக்கிற ஆறு மூலக்கூறுகளில் ஒன்னே ஒன்னு மட்டும் குளுகோஸ் தயாரிக்க பயன்படுத்திட்டு மீதி எல்லாம் ரிபுலோஸ்-பிஸ்- பாஸ்பேட் தயாரிக்க போகுதே...?

ஏன்னா, வளிமண்டலதுல இருக்கிற கார்பன் அதாவது கார்பன்-டை-ஆக்சைடு மூலக்கூறுகளில் இருக்கிற கார்பன் அணுக்கள் குளுக்கோஸ் மூலக்கூறுகளுக்கு தானா வர முடியாது. கார்பன்-டை-ஆக்சைடுல இந்த ரிபுலோஸ்-பிஸ்-பாஸ்பேட் கூட சேர்ந்து தன்கிட்ட இருக்கிற கார்பனை ரிபுலோஸ்-பிஸ்-பாஸ்பேட்டுக்கு குடுக்கும். அதை வாங்கிக்கிட்ட ரிபுலோஸ்- பிஸ்-பாஸ்பேட் தன்கிட்ட ஏற்கனவே இருக்கிற 5 கார்பன்களோட ஆறாவதா இதையும் சேர்த்து, பின்னாடி 2 மூலக்கூறுகள் 3-பாஸ்போ கிளிசரேட்டாக மாறும். இப்படி ஒவ்வொரு முறையும் ஒரு ரிபுலோஸ்-பிஸ்-பாஸ்பேட் உபயோகபடுத்தப்பட்டுட்டே இருந்தா, ஒரு சமயத்துல எல்லாமே தீர்ந்து போயிடும். அதை சரி பண்ணத்தான் ரிபுலோஸ்-பிஸ்-பாஸ்பேட் மறுபடியும் ஒவ்வொரு சுழற்சியிலும் உருவாகி கணக்கை சமமா வெச்சிட்டு இருக்கும்.

வினை - 2 ல் உருவான ஆறு மூலக்கூறுகள் கிளிசரால்டிஹைடு - 3- பாஸ்பேட்டில் ஒன்னு, குளுக்கோஸ் உருவாக போனது போக, மீதி இருக்கிற ஐந்து மூலக்கூறுகள் மூலதனமா, வெச்சி மூன்று மூலக்கூறுகள் ரிபுலோஸ்- பிஸ்- பாஸ்பேட் உருவாகும். இது ஒரு சக்தி தேவைப்படும் வேதி வினை. இங்கயும் ATP மூலக்கூறுகள் சக்திக்காக பயன்படுத்தப்படுகிறது. இங்க நான் சொல்ல வேண்டிய இன்னும் ஒன்னு, அந்த ஒரே ஒரு கிளிசரால்டிஹைடு 3-பாஸ்பேட் மூலமா குளுக்கோஸ் மட்டும் இல்லாம நெறைய வேதிப்பொருள்கள் தயாராகும். உதாரணமா, அமினோ அமிலங்கள். இன்னும் கூட நெறைய விளக்கமா சொல்லலாம். ஆனா, உங்களுக்கு குழம்பிடும். ஸோ, இந்த அளவுக்கு போதும்.

C3 வினைகள் அவ்வளவுதான். C4 வினைகள் பத்தின விளக்கமும் ரொம்ப பெருசா இருக்கும். அதனால, அதை ஒரு தனி பதிவா போடலாம். ஸோ, அடுத்த பதிவுல சிந்திப்போம்.