Nature's smallest factory: The Calvin cycle - Cathy Symington

Tłumaczenie: Julia Topolnicka Korekta: Rysia Wand

You're facing a giant bowl

Masz przed sobą ogromną miskę

of energy packed Carbon Crunchies.

płatków śniadaniowych, pełnych energii.

One spoonful. Two. Three.

Jedna łyżka. Dwie. Trzy.

Soon, you're powered up by the energy surge

Odczuwasz przypływ energii

that comes from your meal.

dzięki cukrom zawartym w tym posiłku.

But how did that energy get into your bowl?

Ale skąd ta energia wzięła się w misce?

Energy exists in the form of sugars

Energia kryje się pod postacią cukrów,

made by the plant your cereal came from,

które są wytwarzane przez rośliny, z których zrobiono płatki,

like wheat or corn.

jak pszenica, czy kukurydza.

As you can see, carbon is the chemical backbone,

Jak widać, węgiel jest ważnym składnikiem,

and plants get their fix of it

a rośliny dostają go

in the form of carbon dioxide, CO2,

w postaci dwutlenku węgla - CO2,

from the air that we all breath.

z powietrza, którym oddychamy.

But how does a plant's energy factory,

Jednak jak taka fabryka energii,

housed in the stroma of the chloroplast,

umieszczona w środku chloroplastu,

turn a one carbon gas, like CO2,

zamienia dwutlenek węgla

into a six carbon solid, like glucose?

w sześciowęglowy łańcuch glukozy?

If you're thinking photosynthesis, you're right.

Jeżeli myślisz: fotosynteza, masz rację.

But photosynthesis is divided into two steps.

Ale fotosynteza dzieli się na dwa etapy.

The first, which stores energy from the sun

Pierwszy gromadzi energię słoneczną

in the form of adenosine triphosphate, or ATP.

w postaci adenozyno-trifosforanu - ADP.

And the second, the Calvin cycle, that captures carbon

Drugi - Cykl Calvina - wiąże węgle

and turns it into sugar.

i zamienia je w cukry.

This second phase represents one of nature's

Drugi etap to jedna z najbardziej trwałych

most sustainable production lines.

linii produkcyjnych natury.

And so with that, welcome to world's most miniscule factory.

Zapraszam do najmniejszej fabryki świata.

The starting materials?

Materiał wyjściowy?

A mix of CO2 molecules from the air,

Mieszanka cząsteczek CO2 z powietrza

and preassembled molecules called

oraz na wpół gotowych cząsteczek zwanych

ribulose biphosphate, or RuBP,

rybulozo-bisfosforanami lub RuBP,

each containing five carbons.

złożonych z pięciu atomów węgla.

The initiator? An industrious enzyme named rubisco

Inicjator to pracowity enzym RuBisCO,

that welds one carbon atom from a CO2 molecule

który spawa atom węgla z cząsteczki CO2

with the RuBP chain

z łańcuchem RuBP,

to build an initial six carbon sequence.

by zbudować sześciowęglowy łańcuch,

That rapidly splits into two shorter chains

który od razu dzieli się na dwa krótsze łańcuchy

containing three carbons each

po trzy węgle każdy,

and called phosphoglycerates, or PGAs, for short.

zwane fosfoglicerynianami lub PGA.

Enter ATP, and another chemical called

Do tego ATP oraz związek chemiczny zwany

nicotinamide adenine dinucleotide phosphate,

fosforanem dinukleotydu nikotynoamidoadeninowego

or just NADPH.

lub po prostu NADPH.

ATP, working like a lubricant, delivers energy,

ATP działa jak smar i dostarcza energii,

while NADPH affixes one hydrogen to each of the PGA chains,

gdy NADPH przylepia po jednym wodorze do każdego łańcucha PGA,

changing them into molecules called

zamieniając je w cząsteczki

glyceraldehyde 3 phosphates, or G3Ps.

aldehydu 3-fosfoglicerynowego, w skrócie G3P.

Glucose needs six carbons to form,

Glukoza składa się z sześciu węgli

made from two molecules of G3P,

pochodzących z dwóch cząsteczek G3P,

which incidentally have six carbons between them.

które łącznie mają 6 atomów węgla.

So, sugar has just been manufactured, right?

Więc cukier już powstał?

Not quite.

Nie do końca.

The Calvin cycle works like a sustainable production line,

Cykl Calvina działa jak odnawialna linia produkcyjna,

meaning that those original RuBPs

czyli cząsteczki RuBP,

that kicked things off at the start,

które rozpoczęły nasz proces,

need to be recreated by reusing materials

muszą zostać odtworzone z materiałów

within the cycle now.

z obecnego cyklu.

But each RuBP needs five carbons

Jednak każda cząsteczka RuBP potrzebuje pięć węgli,

and manufacturing glucose takes a whole six.

a wytworzenie cząsteczki glukozy wymaga sześciu,

Something doesn't add up.

Coś tu się nie zgadza.

The answer lies in one phenomenal fact.

Odpowiedź oparta jest o ten fakt:

While we've been focusing on this single production line,

Gdy byliśmy skupieni na jednej linii produkcyjnej,

five others have been happening at the same time.

równocześnie pracowało pięć innych.

With six conveyor belts moving in unison,

Z sześciu taśm produkcyjnych działających jednocześnie

there isn't just one carbon that gets soldered

nie jeden atom węgla zostaje połączony

to one RuBP chain,

z łańcuchem RuBP,

but six carbons soldered to six RuBPs.

ale sześć do sześciu łańcuchów.

That creates 12 G3P chains instead of just two,

To daje nam 12 cząsteczek G3P zamiast dwóch,

meaning that all together, 36 carbons exist:

czyli w sumie istnieje 36 atomów węgla.

the precise number needed to manufacture sugar,

Właśnie tyle potrzeba, żeby wytworzyć cukier

and rebuild those RuBPs.

oraz by odtworzyć cząsteczki RuBP.

Of the 12 G3Ps pooled together,

Z tych 12 cząsteczek G3P

two are siphoned off to form

dwie są wykorzystane do wytworzenia

that energy rich six carbon glucose chain.

pełnego energii łańcucha sześciu węgli.

The one fueling you via your breakfast. Success!

To ten, który zasila Ciebie podczas śniadania. Sukces!

But back on the manufacturing line,

A z pozostałych węgli

the byproducts of this sugar production

na linii produkcyjnej

are swiftly assembled to recreate those six RuBPs.

odtwarzanych jest sześć łańcuchów RuBP.

That requires 30 carbons,

Na to potrzebne jest 30 węgli,

the exact number contained by the remaining 10 G3PS.

a właśnie tyle znajduje się w pozostałych 10 łańcuchach G3P.

Now a molecular mix and match occurs.

Następuje molekularna dobieranka.

Two of the G3Ps are welded together

Dwa łańcuchy G3P łączą się,

forming a six carbon sequence.

tworząc łańcuch 6 węglowy.

By adding a third G3P, a nine carbon chain is built.

Dodając kolejny łańcuch G3P otrzymujemy łańcuch 9 węgli.

The first RuBP, made up of five carbons,

Pierwszy łańcuch RuBP

is cast from this,

jest odcinany od niego,

leaving four carbons behind.

pozostawiając cztery węgle.

But there's no wastage here.

Jednak nie ma tu odpadków.

Those are soldered to a fourth G3P molecule,

Są łączone z czwartą cząsteczką G3P,

making a seven carbon chain.

tworząc łańcuch siedmiu węgli.

Added to a fifth G3P molecule,

Przyłączamy kolejną cząsteczkę G3P,

a ten carbon chain is created,

otrzymując 10 węglowy łańcuch

enough now to craft two more RuBPs.

wystarczający do wytworzenia dwóch cząsteczek RuBP.

With three full RuBPs recreated

Z odtworzonymi trzema cząsteczkami RuBP

from five of the ten G3Ps,

z pięciu łańcuchów G3P,

simply duplicating this process

powtórzenie tego procesu

will renew the six RuBP chains

odtworzy wszystkie sześć łańcuchów RuBP,

needed to restart the cycle again.

potrzebnych do powtórzenia całego cyklu.

So the Calvin cycle generates the precise number

Podsumowując: cykl Calvina produkuje

niezbędną ilość elementów i procesów

of elements and processes

required to keep this biochemical production line

potrzebnych do podtrzymania

turning endlessly.

tej biochemicznej produkcji.

And it's just one of the 100s of cycles

A to tylko jeden z setek cykli w naturze.

present in nature.

Why so many?

Dlaczego tak wiele?

Because if biological production processes were linear,

Gdyby procesy biologiczne były liniowe

they wouldn't be nearly as efficient or successful

nie byłyby tak wydajne i sprawne

at using energy to manufacture the materials

w używaniu energii do wytwarzania materiałów,

that nature relies upon, like sugar.

na których polega natura, na przykład cukrów.

Cycles create vital feedback loops

Cykle tworzą sprzężenia zwrotne,

that repeatedly reuse and rebuild ingredients

które wielokrotnie używają i odbudowują składniki,

crafting as much as possible

wytwarzając jak najwięcej produktów

out of the planet's available resources.

z zasobów rośliny.

Such as that sugar,

Tak jak cukier powstaje

built using raw sunlight and carbon

ze światła słonecznego i węgla

converted in plant factories

przetworzonego w roślinnych fabrykach,

to become the energy that powers you

tak by stały się twoją energią napędową,

and keeps the cycles revolving in your own life.

i podtrzymuje cykle twojego własnego życia.