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

Traducător: Ioan-Mihai Gale Corector: Ariana Bleau Lugo

You're facing a giant bowl

Ești în fața unui castron mare

of energy packed Carbon Crunchies.

de cereale pline de energie.

One spoonful. Two. Three.

O lingură. Două. Trei.

Soon, you're powered up by the energy surge

În curând ești plin de energie,

that comes from your meal.

provenită din hrană.

But how did that energy get into your bowl?

Dar cum a ajuns acea energie în castronul tău?

Energy exists in the form of sugars

Energia există sub formă de zaharuri

made by the plant your cereal came from,

sintetizate de planta din care sunt făcute cerealele tale,

like wheat or corn.

ca grâul sau porumbul.

As you can see, carbon is the chemical backbone,

După cum vezi, carbonul formează scheletul chimic

and plants get their fix of it

și plantele îl obțin

in the form of carbon dioxide, CO2,

din dioxidul de carbon CO2,

from the air that we all breath.

din aerul pe care îl respirăm.

But how does a plant's energy factory,

Dar cum reușește „fabrica de energie” a plantei

housed in the stroma of the chloroplast,

găzduită în stroma cloroplastelor,

turn a one carbon gas, like CO2,

să transforme un gaz cu un singur atom de carbon ca CO2

into a six carbon solid, like glucose?

într-un solid cu 6 atomi de carbon ca glucoza?

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

Dacă vă gândiți la fotosinteză, aveți dreptate.

But photosynthesis is divided into two steps.

Dar fotosinteza are loc în două etape.

The first, which stores energy from the sun

Primul stochează energia de la soare

in the form of adenosine triphosphate, or ATP.

sub formă de adenozintrifosfat sau ATP.

And the second, the Calvin cycle, that captures carbon

Iar al doilea, ciclul Calvin, ia carbonul

and turns it into sugar.

și îl transformă în zahăr.

This second phase represents one of nature's

Această a doua etapă reprezintă unul din cele

most sustainable production lines.

mai sustenabile „linii de producție” din natură.

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

Și astfel, bine ați venit în cea mai mică fabrică din lume!

The starting materials?

Materialele prime?

A mix of CO2 molecules from the air,

Un amestec de CO2 din aer,

and preassembled molecules called

și molecule preasamblate

ribulose biphosphate, or RuBP,

de ribuloză-bifosfat sau RuBP,

each containing five carbons.

fiecare cu câte 5 carboni.

The initiator? An industrious enzyme named rubisco

Inițiatorul? O enzimă „harnică” numită ribuloză-bifosfat-carboxilaz/-oxigenază

that welds one carbon atom from a CO2 molecule

care sudează un atom dintr-o moleculă din CO2

with the RuBP chain

cu lanțul de ribuloză-fosfat,

to build an initial six carbon sequence.

pentru a construi o secvență inițială cu șase atomi de carbon.

That rapidly splits into two shorter chains

Aceasta se divide rapid în două secvențe scurte

containing three carbons each

fiecare cu 3 carboni,

and called phosphoglycerates, or PGAs, for short.

numite fosfoglicerați sau PGA, pe scurt.

Enter ATP, and another chemical called

Aici intervine ATP-ul și un alt compus numit

nicotinamide adenine dinucleotide phosphate,

nicotinamid-adenin-dinucleotid-fosfat,

or just NADPH.

sau doar NADPH.

ATP, working like a lubricant, delivers energy,

ATP funcționează ca facilitator, furnizează energie

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

pentru ca NADPH să adauge un atom de H la fiecare lanț de PGA,

changing them into molecules called

preschimbându-le în molecule numite

glyceraldehyde 3 phosphates, or G3Ps.

gliceraldehidă-3-fosfat sau G3P.

Glucose needs six carbons to form,

Glucoza are nevoie de șase carboni,

made from two molecules of G3P,

din două molecule de G3P,

which incidentally have six carbons between them.

care au exact șase atomi de carbon.

So, sugar has just been manufactured, right?

Așadar, zahărul a fost fabricat, nu?

Not quite.

Nu chiar.

The Calvin cycle works like a sustainable production line,

Ciclul Calvin funcționează ca o linie de producție sustenabilă,

meaning that those original RuBPs

însemnând că cele două molecule de RuBP

that kicked things off at the start,

care au inițiat întregul proces,

need to be recreated by reusing materials

trebuie refăcute, utilizând materiale

within the cycle now.

aflate deja în ciclul actual.

But each RuBP needs five carbons

Dar fiecare RuBP are nevoie de 5 atomi de C,

and manufacturing glucose takes a whole six.

iar glucoza are nevoie de șase atomi.

Something doesn't add up.

Ceva nu iese la socoteală.

The answer lies in one phenomenal fact.

Răspunsul se află într-un fapt fenomenal.

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

Pe când noi ne concentram pe această singură linie de producție,

five others have been happening at the same time.

alte cinci aveau loc simultan.

With six conveyor belts moving in unison,

Cu șase benzi funcționând la unison,

there isn't just one carbon that gets soldered

nu e doar un singur atom de C

to one RuBP chain,

sudat la un lanț de RuBP,

but six carbons soldered to six RuBPs.

ci 6 C adăugați la 6 lanțuri de RuBP.

That creates 12 G3P chains instead of just two,

Asta creează 12 lanțuri de G3P în loc de două,

meaning that all together, 36 carbons exist:

însemnând că împreună există 36 de atomi de carbon:

the precise number needed to manufacture sugar,

numărul exact necesar „fabricării” zahărului

and rebuild those RuBPs.

și refacerii lanțurilor de RuBP.

Of the 12 G3Ps pooled together,

Din cele 12 lanțuri de G3P luate împreună,

two are siphoned off to form

două sunt preluate pentru a forma

that energy rich six carbon glucose chain.

acel lanț bogat în energie de glucoză cu 6 C.

The one fueling you via your breakfast. Success!

Acela care îți furnizează energia prin micului tău dejun. Succes!

But back on the manufacturing line,

Dar revenind la linia de producție,

the byproducts of this sugar production

produșii rezultați din producția de zahăr

are swiftly assembled to recreate those six RuBPs.

sunt asamblate rapid pentru a forma acele șase RuBP-uri.

That requires 30 carbons,

E nevoie de 30 de atomi de C,

the exact number contained by the remaining 10 G3PS.

numărul exact al celor zece lanțuri rămase de G3P.

Now a molecular mix and match occurs.

Acum va avea loc o potrivire moleculară.

Two of the G3Ps are welded together

Două din lanțurile de G3P sunt sudate împreună

forming a six carbon sequence.

formând o secvență de șase carboni.

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

Adăugând un al treilea G3P, un lanț de 9 atomi de C este asamblat.

The first RuBP, made up of five carbons,

Primul lanț de RuBP, format din 5 atomi de C,

is cast from this,

este format de aici,

leaving four carbons behind.

lăsând 4 atomi de carbon în urmă.

But there's no wastage here.

Dar aici nu se pierde nimic.

Those are soldered to a fourth G3P molecule,

Acestea sunt sudate la o a patra moleculă de G3P,

making a seven carbon chain.

creând un al șaptelea lanț de carbon.

Added to a fifth G3P molecule,

Adăugat la o a cincea moleculă de G3P,

a ten carbon chain is created,

este creat un lanț de zece atomi de carbon

enough now to craft two more RuBPs.

suficienți pentru a produce acum, încă două lanțuri de RuBP.

With three full RuBPs recreated

Cu trei lanțuri de RuBP recreate,

from five of the ten G3Ps,

din cinci din cele zece lanțuri de G3P,

simply duplicating this process

pur și simplu duplicând procesul,

will renew the six RuBP chains

vor reînnoi cele șase lanțuri de RuBP,

needed to restart the cycle again.

necesare pentru a reîncepe procesul.

So the Calvin cycle generates the precise number

Așa reușește ciclul Calvin să genereze numărul exact

of elements and processes

de elemente și procese

required to keep this biochemical production line

necesare pentru a menține această linie de producție biochimică

turning endlessly.

funcționând fără sfârșit.

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

Și e doar unul din cele 100 de cicluri

present in nature.

prezente în natură.

Why so many?

De ce atâtea?

Because if biological production processes were linear,

Deoarece, dacă procesele biologice ar fi liniare,

they wouldn't be nearly as efficient or successful

nu ar fi la fel de eficiente

at using energy to manufacture the materials

în a folosi energia pentru producerea materialelor

that nature relies upon, like sugar.

de care natura are absolută nevoie, cum ar fi zahărul.

Cycles create vital feedback loops

Ciclurile creează bucle de feedback

that repeatedly reuse and rebuild ingredients

care repetat reutilizează și reconstruiește ingrediente,

crafting as much as possible

folosindu-se la maxim

out of the planet's available resources.

de resursele disponibile planetei.

Such as that sugar,

Ca și acel zahăr asamblat

built using raw sunlight and carbon

folosind lumina solară și atomi de carbon,

converted in plant factories

transformați în „fabricile” plantelor

to become the energy that powers you

pentru a deveni energia care te alimentează

and keeps the cycles revolving in your own life.

și menține ciclul funcțional în propria ta viață.