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

A menor fábrica da natureza: o ciclo de Calvin – Cathy Symington

Tradutor: Ruy Lopes Pereira Revisor: Leonardo Silva

You're facing a giant bowl

Você tem diante de si uma uma grande tigela

of energy packed Carbon Crunchies.

de Carbon Crunchies dotados de energia.

One spoonful. Two. Three.

Uma colherada. Duas. Três.

Soon, you're powered up by the energy surge

Logo você será tomada pelo surto de energia

that comes from your meal.

proveniente do seu alimento.

But how did that energy get into your bowl?

Mas como a energia chegou até à sua tigela?

Energy exists in the form of sugars

A energia existe sob a forma de açúcares

made by the plant your cereal came from,

produzidos pela planta da qual veio o seu cereal,

like wheat or corn.

como o trigo ou o milho.

As you can see, carbon is the chemical backbone,

Como você pode ver, quimicamente, o carbono é a coluna vertebral

and plants get their fix of it

e as plantas obtêm o suprimento de carbono

in the form of carbon dioxide, CO2,

sob a forma de dióxido de carbono, CO2,

from the air that we all breath.

a partir do ar que respiramos.

But how does a plant's energy factory,

Mas de que forma a fábrica de energia de uma planta

housed in the stroma of the chloroplast,

localizada no estroma do cloroplasto,

turn a one carbon gas, like CO2,

transforma um gás que contém um carbono, como o CO2,

into a six carbon solid, like glucose?

em um sólido com seis carbonos, como a glicose?

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

Se você está pensando na fotossíntese, acertou.

But photosynthesis is divided into two steps.

Mas a fotossíntese é dividida em duas etapas.

The first, which stores energy from the sun

A primeira, que armazena a energia solar

in the form of adenosine triphosphate, or ATP.

sob a forma de adenosina-trifostato, ou ATP.

And the second, the Calvin cycle, that captures carbon

A segunda, o ciclo de Calvin, que captura o carbono

and turns it into sugar.

e o transforma em açúcar.

This second phase represents one of nature's

A segunda fase representa uma das mais sustentáveis

most sustainable production lines.

linhas de produção da natureza.

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

Bem-vindo à mais minúscula fábrica do mundo.

The starting materials?

As matérias-primas?

A mix of CO2 molecules from the air,

Uma mistura de moléculas de CO2 existente no ar,

and preassembled molecules called

com moléculas pré-montadas,

ribulose biphosphate, or RuBP,

chamadas ribulose-bifosfato, ou RuBP,

each containing five carbons.

cada molécula com cinco carbonos.

The initiator? An industrious enzyme named rubisco

O iniciador? Uma enzima diligente, chamada rubisco,

that welds one carbon atom from a CO2 molecule

que encaixa um átomo de carbono de uma molécula de CO2

with the RuBP chain

em uma cadeia de RuBP

to build an initial six carbon sequence.

e constrói uma sequência inicial com seis carbonos.

That rapidly splits into two shorter chains

Esta rapidamente divide-se em duas cadeiras menores,

containing three carbons each

cada qual com três átomos de carbono,

and called phosphoglycerates, or PGAs, for short.

chamadas fosfogliceratos, abreviadas por PGAs.

Enter ATP, and another chemical called

Entram em cena o ATP e outra substância química chamada

nicotinamide adenine dinucleotide phosphate,

nicotinamida-adenina-dinucleotídeo-fosfato,

or just NADPH.

ou simplesmente NADPH.

ATP, working like a lubricant, delivers energy,

ATP, que funciona como um lubrificante, fornece energia,

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

enquanto o NADPH prende um átomo de hidrogênio a cada cadeia de PGA,

changing them into molecules called

transformando-as em moléculas chamadas

glyceraldehyde 3 phosphates, or G3Ps.

gliceraleído-3-fosfatos, ou G3Ps.

Glucose needs six carbons to form,

A glicose requer seis carbonos para ser produzida,

made from two molecules of G3P,

feita por duas moléculas G3P,

which incidentally have six carbons between them.

que, por sinal, totalizam seis carbonos.

So, sugar has just been manufactured, right?

Portanto, o açúcar acabou de ser fabricado, certo?

Not quite.

Ainda não.

The Calvin cycle works like a sustainable production line,

O ciclo de Calvin funciona como uma linha de produção sustentável,

meaning that those original RuBPs

ou seja, as RuBPs originais

that kicked things off at the start,

lá do início,

need to be recreated by reusing materials

precisam ser recriadas reaproveitando materiais

within the cycle now.

de dentro do próprio ciclo.

But each RuBP needs five carbons

Mas cada RuBP precisa de cinco carbonos

and manufacturing glucose takes a whole six.

e fabricar a glicose usa um total de seis.

Something doesn't add up.

A conta não fecha.

The answer lies in one phenomenal fact.

A solução está em um fato fenomenal.

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

Enquanto estivemos focados nesta única linha de produção,

five others have been happening at the same time.

cinco outras funcionavam simultaneamente.

With six conveyor belts moving in unison,

Com seis correias transportadoras movimentando-se em sincronia,

there isn't just one carbon that gets soldered

não acontece de apenas um carbono ser ligado

to one RuBP chain,

a uma cadeia de RuBP,

but six carbons soldered to six RuBPs.

mas seis carbonos se unem a seis RuBPs.

That creates 12 G3P chains instead of just two,

Isto cria 12 cadeias de G3P, em vez de duas;

meaning that all together, 36 carbons exist:

isto é, existe um total de 36 átomos de carbono:

the precise number needed to manufacture sugar,

o número exato e necessário para fabricar o açúcar

and rebuild those RuBPs.

e reconstruir as RuBPs.

Of the 12 G3Ps pooled together,

Das 12 G3P reunidas,

two are siphoned off to form

duas são retiradas para formar

that energy rich six carbon glucose chain.

a cadeia de glicose, com seis átomos carbonos e rica em energia,

The one fueling you via your breakfast. Success!

aquela que revigorou você no café da manhã. Sucesso!

But back on the manufacturing line,

Voltemos à linha de produção.

the byproducts of this sugar production

Os subprodutos da fabricação do açúcar

are swiftly assembled to recreate those six RuBPs.

são rapidamente arranjados para recriar seis RuBPs.

That requires 30 carbons,

Isto exige 30 carbonos,

the exact number contained by the remaining 10 G3PS.

o número exato contido nas 10 G3Ps que restaram.

Now a molecular mix and match occurs.

Agora ocorre um mistura de moléculas e encaixes.

Two of the G3Ps are welded together

Duas das G3Ps são soldadas e formam uma única molécula

forming a six carbon sequence.

que contém uma sequência com seis carbonos.

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

Adicionando uma terceira G3P, constrói-se uma cadeia com nove carbonos.

The first RuBP, made up of five carbons,

A primeira RuBP, feita de cinco carbonos,

is cast from this,

é criada a partir desta,

leaving four carbons behind.

deixando quatro carbonos.

But there's no wastage here.

Mas não há desperdícios.

Those are soldered to a fourth G3P molecule,

Os quatro carbonos são adcionados a uma quarta molécula G3P,

making a seven carbon chain.

originando uma cadeia com sete carbonos.

Added to a fifth G3P molecule,

Adicionada a uma quinta molécula de G3P,

a ten carbon chain is created,

cria-se uma cadeia com dez carbonos,

enough now to craft two more RuBPs.

o suficiente para produzir mais duas RuPBs.

With three full RuBPs recreated

Tendo recriado três RuPBs completas,

from five of the ten G3Ps,

a partir de cinco das dez G3Ps,

simply duplicating this process

basta duplicar este processo

will renew the six RuBP chains

e recriaremos as seis cadeias de RuPB

needed to restart the cycle again.

necessárias para recomeçar o ciclo.

So the Calvin cycle generates the precise number

Assim, o ciclo de Calvin gera o número exato

of elements and processes

de elementos e processos

required to keep this biochemical production line

necessários para manter esta linha de produção bioquímica

turning endlessly.

funcionando para sempre.

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

Ele é apenas um das centenas de ciclos

present in nature.

presentes na natureza.

Why so many?

Por que tantos?

Because if biological production processes were linear,

Porque se os processos de produção biológica fossem lineares,

they wouldn't be nearly as efficient or successful

eles não seriam tão eficientes ou bem-sucedidos

at using energy to manufacture the materials

em usar energia para produzir materiais

that nature relies upon, like sugar.

dos quais a natureza depende, como o açúcar.

Cycles create vital feedback loops

Os ciclos criam circuitos vitais de realimentação

that repeatedly reuse and rebuild ingredients

que, repetitivamente, reutilizam e recriam ingredientes,

crafting as much as possible

construindo o quanto for possível,

out of the planet's available resources.

aproveitando os recursos disponíveis do planeta,

Such as that sugar,

como o açúcar,

built using raw sunlight and carbon

produzido pelo uso da luz solar e do carbono,

converted in plant factories

convertido pelas fábricas vegetais

to become the energy that powers you

na energia que revigora você

and keeps the cycles revolving in your own life.

e mantém os ciclos girando em sua própria vida.