ஒளிச்சேர்க்கை - CALVIN CYCLE - கேல்வின் சுழற்சி வினைகள் - C4 வினைகள் - C4 PATHWAY - 4

மக்களே...!!!

இந்த மாசத்துல இது நாலாவது பதிவு. என்னவோ நானே எதிர்ப்பார்க்காம ஓரளவுக்கு நல்லா போயிட்டு இருக்கு. எல்லாம் நல்லதுக்கேன்னு நெனப்போம். இது வரைக்கும் ஒளிச்சேர்க்கை தொடர்ல பார்த்ததை கொஞ்சமா திரும்பி பார்க்கலாம். ஒளிச்சேர்க்கை வினையில,

 1. ஒளி சார்ந்த வினைகள் - LIGHT REACTIONS 

 2. ஒளி சாராத இருட்டு வினைகள் - DARK REACTIONS 

அப்படின்னு ரெண்டு பகுதிகள் இருக்கு. இருட்டு வினைகளும், அதனுடைய முதல் விளைப்பொருளை பொறுத்து, அதாவது அதனுடைய கார்பன் அணுக்களின் எண்ணிக்கையை பொறுத்து ரெண்டு வகையா பிரிக்கப்பட்டு இருக்கு. 

1. C3 வினைகள் - C3 PATHWAY 

2. C4 வினைகள் - C4 PATHWAY 

C4 வினைகள் மொத்தம் மூணு வெவ்வேறு விதமான முறையில தாவரங்களுக்கு ஏத்த மாதிரி நடக்கும். இங்க நான் பொதுவான சில வினைகளை விளக்க போறேன். மத்த வினைகளையும் இதுல இருக்கிற வேறுபாடுகளையும் அடுத்தடுத்த பதிவுல விளக்கமா பார்க்கலாம். 

இதுல ஒளி சார்ந்த வினைகள் மற்றும் C3 வினைகள் பத்தி விளக்கமா போன பதிவுகள்ள பார்த்துட்டோம். இன்னும் பார்க்க வேண்டியது C4 வினைகள் பத்தியும் அதை சார்ந்த சில வினைகளும் தான். அவைகள் தான் இன்னைய பதிவு. வாங்க இன்னைக்கு பதிவுக்கு போகலாம். 

கேல்வின் வினைகள் - இருட்டு வினைகள் - C4 வினைகள் - C4 PATHWAY  

இங்க C4 வினைகள் அப்படின்னா என்ன அப்படின்னு பார்க்கறதுக்கு முன்னாடி தாவரங்கள் எல்லாம் ஒரே மாதிரி தான் சுவாசிக்கிறது, ஒரே மாதிரி தான் தனக்கான உணவான சர்க்கரை மூலக்கூறுகளை தயாரிச்சிக்கிதுன்னா, C3 அல்லது C4 வினைகள் அப்படின்னு ரெண்டு வகையான இருட்டு வினைகள் உருவாக என்ன காரணம்...? அப்படி என்ன அவசியம் வந்தது...? இங்கதான் இந்த பூமியில் உயிர்கள் தான் உயிர் வாழனும் அப்படிங்கற ஒரே காரணத்துக்காக எப்படி எல்லாம் தன்னை சூழ்நிலையோட பொருந்திப் போகுதுன்னு உங்களுக்கு புரியும். 

முதல்ல ஒளிச்சேர்க்கையோட இருட்டு வினைகள் எப்படி நடக்குது...?

ஒரு சாதாரண சூழ்நிலையில், தண்ணீர், உணவு எல்லாம் ஈசியா கிடைக்கும் இடத்தில் வாழற தாவரங்களை முதல்ல எடுத்துக்கலாம். தாவர இலையோட மேற்புறம் ஒரு மெழுகுப்படலம் இருக்கும். இதை நாமலே சாதாரணமா எல்லா இலைகள் மேலயும் கவனிச்சிருப்போம். இது எதுக்குன்னா தாவர இலையில் இருந்து தண்ணீர் ஆவியாகாம தடுக்கறதுக்காக இயற்கையா உருவான தடுப்பு அமைப்பு. தண்ணீர் அப்படின்னு இல்லை, எதுவுமே இலைக்குள்ள இருந்து அதனோட மேற்பரப்பு வழியே வெளிய வரமுடியாது.  அதே சமயம், உள்ள இருக்கிற எதுவுமே எப்படி வெளிய வர முடியாதோ, அதேப்போல வெளிய இருந்தும் இலையோட மேற்பரப்பு வழியா, இந்த மெழுகுப்படலம் இருக்கிற காரணத்தால எதுவும் உள்ளே நுழைய முடியாது. 

ஒரு ஒளி சாராத வினை அல்லது இருட்டு வினை நடக்கணும் அப்படின்னா, அதுக்கு முன்னாடி   சூரிய ஒளியை சார்ந்த வினைகள் நடக்கணும். அப்படி நடக்கும் போது அதுல இருந்து கிடைக்கிற விளைப்பொருள்களில் ஒன்னு ஆக்சிஜன். இந்த ஆக்சிஜன் தாவர செல்லுக்குள்ள உருவாக உருவாக வெளிய வளிமண்டலத்துக்கு வெளியேத்திட்டே இருக்கும். அதேப்போல ஒளிச்சேர்க்கை நடக்க நடக்க கேல்வின் வினைகளுக்கு தேவையான கார்பன்-டை- ஆக்சைடும் வெளிய வளிமண்டலத்துல இருந்து இலைக்குள்ள போகணும். ஆனா, அதுதான் இலை மேல ஒரு கடினமான மெழுகுப்படலம் இருக்கே, பின்ன, எப்படி ஆக்சிஜன் வெளிய வருது...? கார்பன் டை ஆக்சைடு உள்ள போகுது...?

அதுக்கு இயற்கை உருவாக்கின வழி - ஸ்டோமேடா - STOMATA - இலையின் அடிப்புறம், அதனோட பரப்புல அமைஞ்சிருக்கிற துளைகள். இலையோட அடிப்பரப்புல பல நூத்துக்கணக்கான துளைகள் இருக்கு. இந்த துளைகளோட வாயிலை இரண்டு செல்கள் - காவல் செல்கள் - GUARD CELLS  காவல் காத்திட்டு இருக்கு. தேவையானப்போ இந்த வாயிலை திறந்து மூடுவது இதனோட வேலை. செல்லுக்கு உள்ளே கேல்வின் சுழற்சி வினைகள் நடக்க தேவையான கார்பன்-டை-ஆக்சைடு இதன் வழியாத்தான் இலைக்கு உள்ள போகும். இதுக்காக இந்த GUARD செல்கள் இந்த வாயிலை திறக்கும் போது, ஏற்கனவே ஒளி சார்ந்த வினைகள் மூலமா உருவான ஆக்சிஜன் வெளிய வந்திடும். அதாவது இந்த ரெண்டு செயல்களும் ஒரே சமயத்துல நடந்திடும். இது வாயுக்கள் பரிமாற்றம் - GASES EXCHANGE அப்படின்னு சொல்வாங்க. ஏன்னா, கார்பன் டை ஆக்சைடுக்கு ஒருமுறை, ஆக்சிஜனுக்கு ஒரு முறைன்னு இந்த வாயிலை திறந்தா, திறந்து மூடும் ஒவ்வொரு முறையும் உள்ள இருக்கிற தண்ணீர் ஆவியாகி வீணாகும்.  அதை தடுக்கவே வாயுக்கள் பரிமாற்றத்தை ஒரே சமயத்துல தாவரங்கள் செய்துக்குது. இது சாதாரண சூழ்நிலையில், நல்ல தண்ணீர் வசதி உள்ள இடங்களில் வளரும் தாவரங்களில். அந்த ஒரு சில முறை திறக்கும் போதும் தண்ணீர் வீணாகவே செய்யும். இருந்தாலும் நல்ல தண்ணீர் வசதி இருக்கறதால பெருசா ஒரு விளைவையும் இது ஏற்படுத்தாது.

இதுவே தண்ணீர் வசதி இல்லாத இடமா இருந்தால்? அப்போ இந்த ஒரு சில தடவை ஸ்டோமேட்டாவை திறந்து மூடுவது கூட கண்டிப்பாக தவிர்க்கப்படணும். ஆனா, அப்படி தவிர்க்கப்பட்டால், என்ன நடக்கும்? தண்ணீர் ஆவியாவது தடுக்கப்படும் அப்படின்னாலும், இலைக்குள்ள இருட்டு வினைகள் நடக்க தேவையான கார்பன்-டை- ஆக்சைடு இலைக்குள்ள போக முடியாது. அதே மாதிரி ஒளி சார்ந்த வினைகள் மூலம் வெளியிடப்பட்ட ஆக்சிஜன் வெளியேற்றப்படாமல் இலைக்குள்ள தங்கிடும்.


சரி... இதனால என்ன பிரச்சனை வரும்னு நெனக்கறிங்க...? வெறும் ஆக்சிஜன் தானே... இதனால, என்ன பிரச்சனை வரும்.   இருக்கு... இங்க ஒரு பிரச்சனை இருக்கு. இல்லன்னா, இப்படி ஒரு பெரிய பதிவு போடவேண்டிய அவசியமே இருந்திருக்காதே.

உங்க எல்லாருக்கும் CARBON FIXATION - கார்பன் ஃபிக்சேஷன் - கார்பன் நிலை நிறுத்துதல் வினைகள் ஞாபகம் இருக்கா ? கேல்வின் சுழற்சி வினைகளோட முதல் வினை. செல்லுக்குள்ள ஏற்கனவே உருவாகி இருந்த ரிபுலோஸ் - பிஸ் - பாஸ்பேட் மூலக்கூறுகள், வளிமண்டலத்துல இருக்கும் கார்பன்-டை -ஆக்சைடு மூலக்கூறுகள் கூட இணைந்து 3-பாஸ்போ கிளிசரேட் உருவாகும். இந்த வினையில், RuBisCo - ரிபுலோஸ்-பிஸ்-பாஸ்பேட் கார்பாக்சிலேஸ் அப்படிங்கற என்சைம் தான் ஸ்டோமேட்டா திறப்பு வழியா இலையின் உள்ளுக்குள்ள நுழையிற கார்பன்-டை-ஆக்சைடை எடுத்திட்டு போய் ரிபுலோஸ்-பிஸ்-பாஸ்பேட் கூட சேர்த்து கார்பன் நிலை நிறுத்துதல் வினைகளை ஆரம்பிச்சி வெக்கும்.

இந்த என்சைம்ல தான் பிரச்சனை இருக்கு. அதாவது, இலைக்குள்ள உருவாகும் ஆக்சிஜன் அப்பப்போ சரியா வெளியேத்திட்டு, அதே மாதிரி கார்பன்-டை-ஆக்சைடு அளவு இலைக்குள்ள ரொம்ப குறையாம சரியா சம நிலையில  இருக்கிற வரை இந்த என்சைம்னால எந்த ஒரு பிரச்சனையும் இல்லை. அதுவே, தண்ணீர் ஆவியாகாம தடுக்கறதுக்காக, ஸ்டோமேட்டா திறக்காம போயிட்டா, கார்பன்-டை-ஆக்சைடு அளவு குறைய ஆரம்பிச்சி, ஆக்சிஜன் அளவு அதிகமா ஆகும், இந்த நிலையில கார்பன் டை ஆக்சைடை கார்பன் நிலைநிறுத்துதல் வினைகளுக்காக எடுத்திட்டு போக அங்க வரும் ரிபுலோஸ் பிஸ் பாஸ்பேட் கார்பாக்சிலேஸ் என்சைம் கார்பன்-டை-ஆக்சைடு அப்படின்னு நெனச்சி ஆக்சிஜனை எடுத்திட்டு போய் கார்பன் நிலை நிறுத்துதல் வினைகளில் கலந்திடும். கார்பன்-டை-ஆக்சைடுக்கு பதிலாக ஆக்சிஜன் வந்ததால கேல்வின் சுழற்சி வினைகள் மேற்கொண்டு நடக்காம நின்னு போயிடும்.

ஏன்னா, ஒரே காரணம் - என்சைம் ரிபுலோஸ்-பிஸ்-பாஸ்பேட் கார்பாக்சிலேஸ் கார்பன்-டை-ஆக்சைடு மற்றும் ஆக்சிஜன் இந்த ரெண்டுக்கூடவும் இணையிற தன்மையை கொண்டது. முதல்ல எது வருதோ அதுக்கூட சேர்ந்துக்கும். ஸோ, ஒளிச்சேர்க்கை ஆரம்பமானதும், அதிக அளவு கார்பன்-டை-ஆக்சைடு தான் இருக்கும். ஏன்னா ஒரு சுழற்சியோட முடிவுல ஒரே ஒரு மூலக்கூறு ஆக்சிஜன் உருவாகும். அதே சமயம், ஒரு சுழற்சி கேல்வின் வினைகள் நடக்க ஆறு மூலக்கூறுகள் கார்பன்-டை-ஆக்சைடு வேணும். அதனால அதிக அளவுக்கு கார்பன்-டை-ஆக்சைடை இலைகள் தனக்குள்ள எடுத்து வெச்சிருக்கும். ஆனா, சுழற்சி நடக்க நடக்க எல்லா கார்பன்-டை-ஆக்சைடு மூலக்கூறுகளும் உபயோகப்படுத்தப்பட்டு, அளவு குறைய ஆரம்பிக்க, உருவான ஆக்சிஜன் எல்லாம் இலை முழுதும்  நிரம்ப ஆரம்பிக்கும். இப்போ, RuBisCo என்சைம் கார்பன்-டை-ஆக்சைடுக்கு பதிலா ஆக்சிஜனை எடுக்க தொடங்கும். இது ஒளிச்சேர்க்கை செயலுக்கு பிரச்சனை இல்லையா...?

இந்த பிரச்சனைய சரி செய்ய, இந்த மாதிரி சூழலில் வளரும் தாவரங்கள் தனக்குள்ள ஏற்படுத்திக்கிட்ட மாற்றம் தான் C4 வினைகள். மாற்றம் இந்த வேதி வினைகளில் மட்டும் இல்லை, இந்த புது மாதிரியான வினைகளை சரியான முறையில நடத்தறதுக்கு ஏத்த மாதிரி இலையோட அமைப்புலயும் சில மாற்றங்களை இயற்கை செய்திருக்கு. முதல்ல அந்த அமைப்பை பார்க்கலாம். அப்புறம் வேதி வினைகளை பார்க்கலாம்.

C3 தாவர இலையின் அமைப்பு

இலையை குறுக்காக வெட்டி உருப்பெருக்கி மூலமா பார்த்தா, அதனோட உட்புற அமைப்பு இந்த மாதிரி தான் இருக்கும்.

1. முதல்ல, இலையோட மேற்புறமும் அடிப்புறமும் மெழுகுப்படலம். இதுக்கு பேரு - கியூட்டிக்கில் - CUTICLE

2. மேற்புறம் மற்றும் கீழ்புறமா - EPIDERMIS - எபிடெர்மிஸ் செல்கள்

3. அடுத்ததா மீசொஃபில் செல்கள். இதுக்கு ரெண்டு வகை இருக்கு.

இலையோட மேற்புறத்துக்கு எபிடேர்மிஸ் செல்களுக்கு அடுத்ததா கீழ்புறம் இருக்கறது PALISADE MESOPHYLL - பாலிசேட் மீசோஃபில்  செல்கள். இந்த செல்கள் நல்ல நெருக்கமா, ஒன்னுக்கு அடுத்து இன்னொன்னு அப்படின்னு செங்கல் அடுக்கின மாதிரி அமைஞ்சிருக்கும். இந்த செல்களில் நெறைய குளோரோபிளாஸ்ட்கள் இருக்கும். இதுக்கு காரணம் இது இலையோட மேற்புறமா இருக்கறதால, சூரிய ஒளி இந்த செல்கள் மேல நேரிடையாப்படும். அதேசமயம், இதுல நெறைய குளோரோபிளாஸ்ட்கள் இருக்கறதால இதனால மத்த செல்களை விட அதிக அளவு, ஒளிச்சேர்க்கைக்கு தேவையான சூரிய ஒளியை கிரச்சி குடுக்க முடியும்.    

அடுத்தது SPONGY MESOPHYLL - ஸ்பாஞ்சி மீசோஃபில் செல்கள். இது பாலிசேட் மீசோஃபில் செல்களுக்கு அடுத்ததா, அதே சமயம் இலையோட அடிப்புற பரப்புக்கு ரொம்ப பக்கமா இருக்கும். அந்த செல்கள் மாதிரி நெருக்கமா இல்லாம, நெறைய இடைவெளி விட்டு அமைஞ்சிருக்கும். இந்த இடைவெளி எல்லாம் பார்த்திங்கன்னா, ஒரு பெரிய கூடத்தை சுவர் வெச்சி அறைகள் தடுத்த மாதிரி இருக்கும். இது எதுக்காகன்னா, ஒளிச்சேர்க்கைக்கு தேவையான கார்பன்-டை-ஆக்சைடு கொண்டு வந்து சேர்த்து வெக்கவும், ஒளி சார்ந்த வினைகளில் உருவாகும் ஆக்சிஜனை அது வெளியேத்தற வரை சேர்த்து வெக்கவும் இந்த ஏற்பாடு.

இந்த ஸ்பாஞ்சி செல்களுக்கு நடுவுல தான் இலைகளுக்கு உணவு விநியோகத்திற்காக இணைக்கும் இணைப்பு மண்டலம். நம்ம செல்களை இணைக்கும் இரத்தக்குழாய்கள் மாதிரி. VASCULAR TISSUE - வாஸ்குலர் அமைப்பு அல்லது VEIN அப்படின்னு சொல்வாங்க.

இந்த இணைப்பு மண்டலத்தை பாதுகாக்க, அதை சுத்தி சுவர் மாதிரி இருக்கிறது BUNDLE SHEATH - பண்டில் சீத் செல்கள். சாதாரண சூழ்நிலையில் வளரும் C3 தாவர வகைகளில் இந்த பண்டில் சீத் செல்கள் ஒளிச்சேர்க்கையில் ஈடுபடறது இல்லை. 

இப்போ C4 தாவர வகை இலையோட அமைப்பு பார்க்கலாம்.

1. முதல்ல, இலையோட மேற்புறமும் அடிப்புறமும் மெழுகுப்படலம். இதுக்கு பேரு - கியூட்டிக்கில் - CUTICLE

2. மேற்புறம் மற்றும் கீழ்புறமா - EPIDERMIS - எபிடெர்மிஸ் செல்கள்

3. அடுத்ததா மீசொஃபில் செல்கள். C3 இலை மாதிரி இதுல ரெண்டு வகை எல்லாம் கிடையாது. 

இலையோட மேற்புற எபிடேர்மிஸ் செல்களுக்கு அடுத்ததா கீழ்புறம் இருக்கறது MESOPHYLL - மீசோஃபில்  செல்கள். இந்த செல்கள் நல்ல நெருக்கமா, ஒன்னுக்கு அடுத்து இன்னொன்னு அப்படின்னு செங்கல் அடுக்கின மாதிரியும், இதே செல்கள் இடைவெளி விட்டு விட்டு அறை தடுத்த மாதிரியும் அமைஞ்சிருக்கும். இந்த செல்களிலும் நெறைய குளோரோபிளாஸ்ட்கள் இருக்கும்.

இந்த மீசோஃபில் செல்களுக்கு நடுவுல தான் இலைகளுக்கு உணவு விநியோகத்திற்காக இணைக்கும் இணைப்பு மண்டலம் - VASCULAR TISSUE - வாஸ்குலர் அமைப்பு, அதை சுத்தி பாதுகாப்புக்காக BUNDLE SHEATH - பண்டில் சீத் செல்கள்.

இங்க தான் பெரிய வித்தியாசம் இருக்கு. C4 தாவர வகைகளில் இருக்கிற  இந்த பண்டில் சீத் செல்கள் ஒளிச்சேர்க்கையில் ஈடுபடும். இந்த செல்கள் ஒளிச்சேர்க்கைக்கு எப்படி, எங்க  உதவுது அப்படின்னு பார்க்கலாம். இப்போ C3 மற்றும் C4 வினைகளை ஒப்பிட்டு பார்த்தா விளக்கமா புரியும்.

 C3 வினைகள் - C3 PATHWAY 

மக்களே, C3 வினைகள் படி, இலைக்குள்ள கொண்டு வரப்படும் வளிமண்டல கார்பன் டை ஆக்சைடு RuBisCo என்சைம் உதவியோட ரிபுலோஸ் பிஸ் பாஸ்பேட் கூட சேர்ந்து 3-பாஸ்போ கிளிசரேட்டா மாத்தப்படும். இந்த 3-பாஸ்போ கிளிசரேட் 3 கார்பன்கள் கொண்ட கரிம வேதிப்பொருள் அப்படிங்கறதால இதுக்கு C3 வேதி வினைகள் அப்படின்னு பேரு.

இந்த வினைகள் இலைக்குள்ள எங்க நடக்கும் அப்படின்னா மீசோபில் செல்கள்ள நடக்கும். C3 இலையில் ரெண்டு வகை மீசொஃபில் செல்கள் இருந்தாலும் இந்த ரெண்டு வகை செல்கள்லயும் இதே வினைகள் எந்த பிரச்சனையும் இல்லாம நடக்கும். இங்க உருவாகும் சர்க்கரை மூலக்கூறுகள் இணைப்பு மண்டலத்தை பாதுகாத்திட்டு இருக்கும் பண்டில் சீத் செல்களை கடந்து இணைப்பு மண்டலத்துக்குள்ள போய் தாவரம் முழுக்க விநியோகம் ஆயிடும். மீதி இருக்கற சர்க்கரை ஸ்டார்ச்சா மாறி சேமிக்கப்படும்.

ஆனா, C4 இலையில் தான் RuBisCo என்சைம்ல பிரச்சனை. அதனால ஆக்சிஜன் - கார்பன்-டை-ஆக்சைடு சமநிலை மாறும் போது வினைக்கு தேவையான கார்பன்-டை-ஆக்சைடை இனம் காணறதுல பிரச்சனை இருக்கு.

C4 தாவரங்களுக்கு இருந்த பிரச்சனைகளும், அதை சரி செய்ய தேவைப்பட்டதும் என்னன்னா, 

1. வாயுக்கள் சமநிலை மாறினாலும், அந்த கலவையில் இருக்கிற குறைந்த அளவு கார்பன்-டை-ஆக்சைடை கூட சரியா இனம் காணக்கூடிய கூடிய ஒரு என்சைம். அந்த என்சைம் கார்பன் டை ஆக்சைடு மட்டும் எடுக்கணும். எடுத்து சரியா RuBisCo - வுக்கு கொண்டு வந்து தரனும். கார்பன் டை ஆக்சைடு RuBisCo - வுக்கு வந்து சேர்ந்திட்டா, அதுக்கு அப்புறம் மீதி எல்லாம் தானா நடக்கும்.

2. ஸோ, இந்த தாவரங்கள் C4 வினைகளை ரெண்டு பகுதியா பிரிச்சது.

கார்பன் டை ஆக்சைடு - ஆக்சிஜன் கலவையில இருந்து கார்பன் டை ஆக்சைடு மட்டும் எடுத்து, RuBisCo - வுக்கு குடுக்கிறது ஒரு பகுதி. அதுக்கு அப்புறம் வழக்கமா நடக்கிற வினைகள் ரெண்டாவது பகுதி. 

3. ஆனா, இப்போ வரது புது என்சைம் அப்படிங்கறதால, அதால கார்பன் டை ஆக்சைடை, ஆக்சிஜன் - கார்பன் டை ஆக்சைடு கலவையில இருந்து, கார்பன் டை ஆக்சைடை சரியா எடுத்திட்டாலும், நேரிடையா ரிபுலோஸ் பாஸ்பேட் கூட சேர்க்க முடியாது. அதை RuBisCo - ரிபுலோஸ் பிஸ் பாஸ்பேட் கார்பாக்சிலேஸ் மட்டும் தான் செய்ய முடியும். ஏன்னா ஒவ்வொரு என்சைமுக்கும் இந்த வேதிப்பொருள் கூடத்தான் இணைய முடியும் அப்படின்னு இருக்கும் - இதை SPECIFICITY அப்படின்னு சொல்வாங்க. அதனால தான் இன்னொரு புது என்சைம் வந்ததுக்கு அப்புறமும் RuBisCo இன்னமும் இருக்கறதுக்கு காரணம்.

 6. இப்போ C4 தாவரம் என்ன மாற்றம் பண்ணிக்கிச்சி அப்படின்னா, பாஸ்போ ஈனால் பைருவேட் கார்பாக்சிலேஸ் - PHOSPHO ENOL PYRUVATE CARBOXYLASE அப்படிங்கற என்சைமை தேர்வு செய்தது. இந்த என்சைம் கார்பன் டை ஆக்சைடு கூட மட்டும் சேரும் தன்மை கொண்டது. இதுக்குன்னு SPECIFICITY இருக்கிற கரிம வேதிப்பொருள் PYRUVATE - பைருவேட். 

7. இந்த பைருவேட், கார்பன் டை ஆக்சைடு கூட சேர்ந்து  ஆக்ஸலோ அசிடேட் - OXALO ACETATE அப்படிங்கற 4 கார்பன்கள் இருக்கிற வேதிப்பொருளா மாறும் தன்மை கொண்டது. தேவைப்படும் போது அதே கார்பன் டை ஆக்சைடை விட்டுட்டு திரும்ப பைருவேட்டா மாறிடும். இந்த வினையை C4 தாவரம் இந்த வினையை தன்னோட இருட்டு வினைகளோட முதல் வினையா மாத்திக்கிச்சி.

பயங்கரமா குழப்பிட்டேன்னு நெனக்கிறேன். ஆனா, இது வரைக்கும் தனித்தனியா சொன்னதை கோர்வையா சொன்னா சரியா புரியும்னு நெனக்கிறேன்.

இப்போ C4 வினைகளை ஒரு கோர்வையா பார்க்கலாம். 

C4 வினைகள் ரெண்டு பகுதியா பிரிக்கப்பட்டு இருக்கு. முதல் பகுதி மீசோஃபில் செல்களிலும், ரெண்டாவது பகுதி பண்டில்ஷீத் செல்களிலும் நடக்கும். இது எதுக்காகன்னா, ரெண்டாவது பகுதியில தான் RuBisCo - வருது. இது பண்டில் ஷீத் செல்லில் நடக்கறதால இந்த என்சைம் ஆக்சிஜன் - கார்பன் டை ஆக்சைடு கலவை இருக்கிற மீசோஃபில் செல் கிட்ட இருந்து விலகி வந்திடறதால ஆக்சிஜனை மாத்தி எடுக்கிற தவறு நடக்காது. 

இன்னொரு காரணம் - ரெண்டாவது பகுதி நடக்கிற பண்டில் ஷீத் செல்கள் இணைப்பு மண்டலத்தை சுத்தி பாதுகாப்புக்காக அமைக்கப்பட்டது. C3 தாவரங்களில் இது இருட்டு வினைகளில் ஈடுபடறது இல்லை. ஆனா C4 தாவரங்களில் RuBisCo வினைகள் பகுதி இதுல நடந்து சர்க்கரை இங்க உருவாகும். இந்த செல்கள் இணைப்பு மண்டலத்தை ஒட்டியே இருக்கறதால உருவாகும் சர்க்கரை அப்படியே சுலபமா இணைப்பு மண்டலத்துக்குள்ள திறந்து விட்டுடலாம்.

1. இலைக்குள்ள நுழையும் கார்பன் டை ஆக்சைடை பாஸ்போ ஈனால் பைருவேட் கார்பாக்சிலேஸ் எடுத்துட்டு போய் பைருவேட் கூட சேர்த்து அதை ஆக்ஸலோ அசிடேட் - OXALO ACETATE அப்படிங்கற 4 கார்பன்கள் இருக்கிற வேதிப்பொருளா மாத்தும். இந்த ஆக்ஸலோ அசிடேட் தான் C4 வினைகளில் உருவாகும் முதல் விளைப்பொருள். இது 4 கார்பன்கள் கொண்டது. அதனால தான் இதை C4 வினைகள் அப்படின்னு சொல்றோம். இந்த ஆக்ஸலோ அசிடேட் ஒடுக்கம் அடைஞ்சி, மாலேட் - MALATE அப்படிங்கற வேதிப்பொருளா மாறும். இந்த வினைகள் வரை இலையோட மீசொஃபில் செல்லில் நடக்கும். 

2. இங்க உருவான மாலேட் மீசொஃபில் செல்களை ஊடுருவி கடந்து போய் பண்டில் ஷீத் செல்களில் இருக்கிற RuBisCo - கிட்ட கார்பன்-டை-ஆக்சைடை குடுத்திட்டு திரும்ப பைருவேட்டா மாறி மறுபடியும் கார்பன்-டை-ஆக்சைடை எடுக்க வந்திடும்.

3. பண்டில்சீத் செல்களில் கார்பன்-டை-ஆக்சைடு மட்டும் இருக்கிறதால இப்போ RuBisCo - மீதி வினைகளை வழக்கம் போல செய்யும். இதுக்கு அப்புறம் இங்க நடக்கிறது வழக்கமான C3 வினைகள் தான்.

4. இதுல சில இடைநிலை வினைகள் இருக்கு. அதையும் சேர்த்து சொன்னா ஏற்கனவே குழம்பி இருக்கிற நீங்க இன்னமும் குழம்பிடுவிங்க. அதை விளக்கப்படத்துல சேர்த்து சொல்றேன். அங்க பார்த்துக்கலாம்.

இந்த வீடியோவுல ரொம்ப அழகா சொல்லியிருக்காங்க. இதையும் பார்க்கலாம். வெறும் விளக்கம் மட்டும் படிச்சா கண்டிப்பா குழப்பும். நான் எழுதி இருக்கிற விளக்கங்களோட,   விளக்கப்படங்களையும் பாருங்க. புரிஞ்சிக்க சுலபமா இருக்கும். பதிவு ரொம்ப நீளமா போயிட்டதால, இன்னைய பதிவை இதோட நிறுத்தறேன். உங்க சந்தேகங்களை பின்னூட்டத்துல சொல்லுங்க. அடுத்த பதிவும் C4 வினைகள் தான். அடுத்த பதிவுல சிந்திப்போம்.

NOTE: இந்த பதிவை வாசகர்கள் எவ்வளவு நாள் கழித்து படித்தாலும், பின்னூட்டம் போட தவற வேண்டாம். FACE BOOK பக்கத்திலும் இந்த பதிவுகள் காணக்கிடைக்கும்.

ஒளிச்சேர்க்கை - CALVIN CYCLE - கேல்வின் சுழற்சி வினைகள் - C3 வினைகள் - C3 PATHWAY - 3

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. 

ஒளிச்சேர்க்கை - PHOTOSYNTHESIS - CALVIN CYCLE - கேல்வின் சுழற்சி வினைகள் - ஒரு அறிமுகம் - 2

மக்களே...!!!

நீண்ட இடைவேளைக்கு அப்புறமா எழுதறதால, எழுத்து வேலையில கொஞ்சம் சுணக்கம். நிறைய சொந்த வேலை, என்னோட ஆராய்ச்சி கூட வேலை அப்படின்னு என்னோட  நேரத்தை நிர்வகிக்க வேண்டியிருக்கு. கூடிய சீக்கிரமே எல்லாம் சரியா ஆயிடும்னு நம்புவோம். 

பரிணாமம், செல் அமைப்பு அப்பப்போ மத்த செய்திகள் அப்படின்னு ஒரே சமயத்துல நெறைய எழுதிட்டு இருக்கேன். அதனால, ஒவ்வொரு தொடர்லயும் அடுத்த அடுத்த பதிவுகள் வர தாமதமாகுது. நம்ம நண்பர்கள் மன்னிக்க. கூடிய வரைக்கும் நெறைய இடைவெளி இல்லாம பாத்துக்கறேன். இன்னைக்கி பதிவு ஒளிச்சேர்க்கை பதிவோட தொடர்ச்சி. ஒளிச்சேர்க்கை மூலமா தாவரங்கள் உணவு தயாரித்தல் அப்படிங்கறது ரெண்டு பகுதிகளா நடக்கிற செயல். 

1. சூரிய ஒளியை பயன்படுத்தி ATP மற்றும் NADPH தயாரித்து அதை

   பயன்படுத்தி சக்தி தயாரித்தல் 

2. உருவான சக்தியை பயன்படுத்தி சர்க்கரை மூலக்கூறுகளை
   தயாரித்தல். 

அதனால, இதை சூரிய ஒளி சம்பந்தப்பட்ட மற்றும் சூரிய ஒளி சம்பந்தப்படாத வினைகள் அப்படின்னு ரெண்டு பகுதிகளா பிரிக்கலாம். அதுல சூரிய ஓளி சம்பந்தப்பட்ட வினைகள் பத்தின பதிவு ஏற்கனவே பார்த்திட்டோம். இன்னைக்கு பார்க்கப் போறது சூரிய ஒளி சம்பந்தப்படாத வினைகள் பத்தி. அதாவது, சூரிய ஒளியை அடிப்படையா வெச்சி, குளோரோபிளாஸ்ட்ல தயாரிக்கபடர சக்தியை பயன்படுத்தி, வளிமண்டலத்துல இருக்கும் கார்பன்-டை-ஆக்சைடு, தண்ணீர் மற்றும் தாவரம் தானே தயாரிச்சிக்கிற 5 கார்பன்கள் கொண்ட சர்க்கரை ரிபுலோஸ் - 1,5 - பிஸ் - பாஸ்பேட் - RIBULOSE - 1,5 - BIS - PHOSPHATE மூலக்கூறுகளை மூலப்பொருளாக வெச்சி குளுக்கோஸ்  தயார் செய்யும் வினைகள் தான் நாம பார்க்கப் போறது. 

இதுலயும் ரெண்டு பகுதிகள் இருக்கு. 

1. கார்பன்- டை -ஆக்சைடு மற்றும் தண்ணீர்ல இருந்து தனித்தனி  

   குளுக்கோஸ் மூலக்கூறுகள் தயாரிக்கபடுதல். 

2. தயார் செய்யப்படும் குளுக்கோஸ் மூலக்கூறுகள் இணைந்து ஸ்டார்ச் -

    STARCH உருவாதல்.

அதை பத்தின ஒரு சின்ன அறிமுகம் முதல்ல. இது ஒளி சம்பந்தப்படாத வினைகள் அப்படிங்கறதால இதை இருட்டு வேதி வினைகள் - DARK REACTIONS அப்படின்னு கூட சொல்வாங்க. அதோட, இதை முதன் முதல்ல மெல்வின் கேல்வின் - MELVIN CALVIN, ஜேம்ஸ் பாஷம் - JAMES BASSHAM அப்படிங்கற கலிபோர்னியா பல்கலை கழகத்தை சேர்ந்த ரெண்டு விஞ்ஞானிகள் தான் கண்டுபிடிச்சாங்க. அதனால, இதை கேல்வின் சுழற்சி வினைகள் அப்படின்னும் கூட சொல்வாங்க.  

இதை ஏன் சுழற்சி வினைகள் அப்படின்னு சொல்றாங்கன்னா,  

1. ரிபுலோஸ் - 1,5 - பிஸ்-பாஸ்பேட் - RIBULOSE - 1,5 - BIS-PHOSPHATE
2. கார்பன் - டை - ஆக்சைடு - CARBON - DI - OXIDE
3. தண்ணீர் - WATER

இந்த மூணு மூலப்பொருட்கள் சேர்ந்து சில வேதி வினைகளுக்கு அப்புறம் குளுக்கோஸ் உருவாகும். இந்த வினைகள் நடக்க தேவையான சக்தி இதுக்கு முன்னாடி நடக்கிற சூரிய ஒளி சார்ந்த வினைகள் மூலமா கெடைக்கும். இந்த மூணும் தான் மூலப்பொருட்கள்.  இதுல  

1. ரிபுலோஸ் - 1,5 - பிஸ்-பாஸ்பேட் - RIBULOSE - 1,5 - BIS-PHOSPHATE, குளுக்கோஸ் உருவாகும் போது கூடவே உருவாகிற 5 கார்பன்கள் கொண்ட சர்க்கரை. இது மறுபடியும் கார்பன் டை ஆக்சைடு கூட, அடுத்த சுற்று குளுக்கோஸ் தயாரித்தலுக்கு போய் சேர்ந்துக்கும். இங்கயும் குளுக்கோஸ் உருவானதும் மறுபடியும் போய் அடுத்த சுற்று வினைகளுக்கு சேர்ந்துக்கும். இது ஒரு சுழற்சியாக அடுத்தடுத்து நடந்திட்டே இருக்கும்.

2. கார்பன் டை ஆக்சைடு மற்றும் தண்ணீர் இயற்கையா வெளியில இருந்து கிடைக்க கூடியது. ஸோ, அதனால தான் இது ஒரு சுழற்சி வினைகள் அப்படின்னு சொல்லப்படுது.

கேல்வின் சுழற்சி வினைகள் - இருட்டு வினைகள் - CALVIN CYCLE - DARK REACTIONS

கேல்வின் சுழற்சி வினைகளை பத்தி படிக்க இந்த ஒரு பதிவு கண்டிப்பா பத்தாது. ஏன்னா, இந்த சுழற்சி வினைகள் பத்தின விவரங்களை விளக்கமா பார்க்கறதுக்கு முன்னாடி ஒரு முழு அறிமுகம் நமக்கு தேவைப்படும்னு தோணுது. இந்த, சுழற்சி வினைகளை பத்தின எல்லா பின்னணி விவரங்களையும் முதல்ல சொல்லிட்டு, அடுத்த பதிவுல வேதி வினைகளை பத்தி சொல்றேன். அப்போதான் புரிஞ்சிக்க கொஞ்சம் சுலபமா இருக்கும்.

தாவரங்கள் கார்பன்-டை-ஆக்சைடு பயன்படுத்தி தனக்கு தானே குளுக்கோஸ் தயாரிச்சிக்கும் அப்படின்னு நான் சுலபமா சொல்லிட்டாலும், அது சும்மா அப்படியே ஒரு கார்பன் டை ஆக்சைடு எடுத்து அதை அப்படியே ஒரே ஒரு வேதி வினை மூலமா குளுக்கோஸா மாத்திக்கும்னு அர்த்தம் இல்லை. அது பல அடுத்தடுத்து சுயமா நடக்கிற, 6 தனித்தனி வேதி வினைகள் சேர்ந்த தொகுப்பு. மூன்று கார்பன்-டை-ஆக்சைடு மூலக்கூறுகள் மற்றும் மூன்று ரிபுலோஸ் 1,5 - பிஸ் பாஸ்பேட் - RIBULOSE - 1,5 - BIS - PHOSPHATE மூலக்கூறுகள்ல இருந்து மூன்று கார்பன்கள் கொண்ட சர்க்கரை மூலக்கூறுகள் தயார் பண்ணி, அதனை இன்னும் சில வேதி வினைகளுக்கு உட்படுத்தி கடைசியா குளுக்கோஸ் மற்றும் மறுபடியும் ரிபுலோஸ் - 1,5 - பிஸ் பாஸ்பேட் - RIBULOSE - 1,5 - BIS - PHOSPHATE மூலக்கூறுகளை தயாரிக்கிறது தான் DARK REACTION - கால்வின் சுழற்சி வினைகள்.

இந்த வேதி வினைகளில் சில வேதி வினைகள் நடக்க நெறைய சக்தி தேவைப்படும். இந்த இடத்துல எல்லாம் ATP மற்றும் NADPH மூலக்கூறுகளை பயன்படுத்தி, அதை ADP மற்றும் NADP அப்படின்னு ஒடுக்குவது மூலமா சக்தியை வெளிவர வெச்சி அந்த சக்தியை பயன்படுத்தப்படுகிறது. இங்கன்னு இல்ல, சக்தி தேவைப்படற எல்லா இடத்துலயும் ATP தான் பயன்படுத்தப்படும். அதனால தான் அதை ENERGY CURRENCY அப்படின்னு சொல்றாங்க.

இதுல நடக்கிற எல்லா வினைகளையும் துரிதப்படுத்தறது என்சைம்கள். எல்லாமே என்சைம்கள் முன்னிலையில நடக்கிறது தான். இந்த கேல்வின் சுழற்சி வினைகள்ள முக்கியமான வினை அப்படிங்கறது வளிமண்டல கார்பன்- டை- ஆக்சைடு செல்லுக்குள்ள இருக்கிற ரிபுலோஸ் - 1,5 - பிஸ்-பாஸ்பேட் - RIBULOSE - 1,5 - BIS-PHOSPHATE கூட சேர்ந்து 3-PHOSPHO GLYCERATE - 3-பாஸ்போ கிளிசரேட்-டா மாறரது. இந்த 3-PHOSPHO GLYCERATE - 3-பாஸ்போ கிளிசரேட் இன்னும் சில வேதி வினைகளுக்கு அப்புறம் குளுக்கோஸ் ஆகும். அதாவது, இந்த ஒவ்வொரு சுற்று வினைகள் ஆரம்பிக்கும்போதும் கார்பன்- டை- ஆக்சைடு மூலக்கூறு வழியா ஒரு புது கார்பன் செல்லுக்குள்ள நுழையிது. இந்த வினைகளை நடத்தற என்சைம் RuBisCo  - RIBULOSE-1,5-BISPHOSPHATE CARBOXYLASE OXYGENASE - ருபிஸ்கோ - ரிபுலோஸ் -1,5 - பிஸ் பாஸ்பேட் கார்பாக்சிலேஸ் ஆக்ஸிஜனேஸ். இந்த சுழற்சி வினைகள்ள ஆறு ஏழு வினைகள் இருந்தாலும்  இதை ஏன் முக்கியமான வினை அப்படின்னு சொல்றோம் அப்படின்னா, இந்த வினை நடக்காம தடுத்திட்டா, மொத்த சுழற்சியும் நின்னு போயிடும்.

வளிமண்டல கார்பன்-டை-ஆக்சைடு மூலக்கூறுகளில் இருக்கிற கார்பன் அணுக்களை எடுத்து உபயோகப்படுத்தற இந்த வினைகளை கார்பன் ஃபிக்ஸ்சேஷன் - CARBON  FIXATION - கார்பன் நிலை நிறுத்துதல் அப்படின்னு சொல்வாங்க.

அடுத்ததா, இந்த சுழற்சி வினைகள் பத்தி நான் சொல்ல வேண்டிய ஒரு முக்கியமான தகவல் ஒன்னு இருக்கு. தாவரங்கள் அப்படின்னு பொதுவா நாம சொன்னாலும், அது வளர்ற இடம், சூழ்நிலை எல்லாமே ஒரே மாதிரி இருக்காது. அப்படி இருக்கும் போது குளுக்கோஸ் உருவாகும் இந்த வேதி வினைகள் மட்டும் எல்லா தாவரங்கள்ளயும் ஒரே மாதிரி இருக்குமா என்ன...?

உதாரணத்துக்கு, கேல்வின் வினைகள் நடக்கு கார்பன் டை ஆக்சைடு வெளிய வளிமண்டலத்துள இருந்து தான் இலைக்குள்ள போகும். இதுக்காக இலை மேல ஸ்டொமேடா  அப்படிங்கற திறப்பு இருக்கு. அதேமாதிரி இந்த வினைகள் மூலம், இதுக்கு முன்னாடி நடக்கிற ஒளி சார்ந்த வினைகள் மூலமா கிடைக்கிற ஆக்சிஜன் இதே ஸ்டொமேடா வழியா தான் வெளிய வரும். இந்த வாயுக்கள் வெளிய மற்றும் உள்ள போக ஒவ்வொரு தடவையும் இந்த திறப்பு திறக்கும் போது இந்த தாவரங்களில் இருந்து தண்ணியும் ஆவியா வெளிய போய் வீணாகும். தண்ணீர் நெறைய கிடைக்கிற இடங்கள்ள ஒன்னும் பிரச்சனை இல்ல. அதுவே பாலைவனம் மாதிரியான தண்ணீர் ரொம்ப அரிதா கிடைக்கிற இடங்கள்ள அப்படி இருக்க முடியாது இல்லையா ...???

அதனால, தண்ணீர் மிக குறைவா கிடைக்கிற இடங்கள்ள வளர்ற தாவரங்கள்ள ஒரு மாதிரியும், தண்ணீர் அதிகமா கெடைக்கிற இடங்கள்ள வளர்ற தாவரங்கள்ள ஒரு மாதிரியும் இந்த கேல்வின் சுழற்சி வினைகள் நடக்கும். ஏன்னா, இந்த தாவரங்களோட இலைகளோட உட்கட்டமைப்பு இந்த சூழலுக்கு ஏத்த மாதிரி வேறுபட்டு இருக்கும். இதுக்கு காரணம் கெடைக்கிற கொஞ்சம் தண்ணியும் வெளிய ஆவியா போயிடாம இருக்கிறதுக்காக.

அது எப்படி அப்படிங்கறதை அடுத்தடுத்த பதிவுகள்ள கண்டிப்பா விளக்கமா பார்க்கலாம்.  

ஸோ, இந்த கேல்வின் சுழற்சி வினைகள் கூட மொத்தம் 2 விதம் இருக்கு.

1. C3 PATHWAY - C3 வினைகள் - இது சாதாரண சூழ்நிலையில வளர்ற     தாவரங்கள்ள நடக்கும்

2. C4 PATHWAY - C4 வினைகள் - இது கரும்பு, அன்னாசி போன்ற நிறைய தண்ணீர் தேவை இருக்கிற தாவரங்கள் மற்றும் பாலைவன சூழலில் வளரும் தாவரங்கள்ள நடக்கும்.

இந்த ரெண்டு விதமான வினைகளுக்கும் இருக்கிற வித்தியாசம் என்னன்னா, கேல்வின் சுழற்சி வினைகள்ள கெடைக்கிற முதல் இடைநிலை கரிம வேதிப்பொருள் மூணு கார்பன்கள் கொண்டதா (3-பாஸ்போ கிளிசரேட்) இருந்தா அது C3 வினைகள். அதுவே, நாலு கார்பன்கள் கொண்டதா (ஆக்ஸலோ அசிடேட்) இருந்தா அது C4 வினைகள். இந்த C4 வினைகளும் இரு வேறு விதமா நடக்கும். அதை C4 வினைகள் பத்தி விளக்கமா பார்க்கும் போது சொல்றேன்.  ஸோ, மக்களே ஒளிச்சேர்க்கையோட கேல்வின் சுழற்சி வினைகள் பத்தின அறிமுகம் போதும்னு நெனக்கிறேன். இந்த தொடர்ல அடுத்த பதிவு கேல்வின் வினைகள் பத்தின விளக்கப்பதிவு. ஸோ, அடுத்த பதிவுல சிந்திப்போம்.