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

Çeviri: Adel Kuzulu Gözden geçirme: Miraç Şendil

You're facing a giant bowl

Dev bir enerji dolu

of energy packed Carbon Crunchies.

Karbon Gevrek kasesi ile karşı karşıyasınız.

One spoonful. Two. Three.

Bir, iki, üç kaşık dolusu.

Soon, you're powered up by the energy surge

Yakında, yemeğinizden gelen enerji dalgalanması ile güçleneceksiniz.

that comes from your meal.

But how did that energy get into your bowl?

Ama bu enerji, kasenin içine nasıl girdi?

Energy exists in the form of sugars

Enerji, buğday veya mısır gibi tahılınızın geldiği

made by the plant your cereal came from,

bitki tarafından yapılan

like wheat or corn.

şekerler şeklinde bulunur.

As you can see, carbon is the chemical backbone,

Gördüğünüz gibi, karbon kimyasal omurgadır

and plants get their fix of it

ve bitkiler kendi gerekliliklerini

in the form of carbon dioxide, CO2,

hepimizin soluduğu havadan

from the air that we all breath.

karbondioksit, CO2 şeklinde alırlar.

But how does a plant's energy factory,

Ancak kloroplastın stromasında bulunan

housed in the stroma of the chloroplast,

bir bitkinin enerji fabrikası,

turn a one carbon gas, like CO2,

CO2 gibi bir karbon gazını glikoz gibi

into a six carbon solid, like glucose?

altı karbonlu bir katıya nasıl dönüştürür?

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

Fotosentez düşünüyorsanız haklısınız.

But photosynthesis is divided into two steps.

Fakat fotosentez iki adıma ayrılır.

The first, which stores energy from the sun

İlki, güneşten gelen enerjiyi adenosin trifosfat

in the form of adenosine triphosphate, or ATP.

veya ATP şeklinde depolar.

And the second, the Calvin cycle, that captures carbon

Karbonu yakalayan ve şekere dönüştüren

and turns it into sugar.

Calvin döngüsü de ikincisi.

This second phase represents one of nature's

Bu ikinci aşama,

doğanın en sürdürülebilir üretim hatlarından birini temsil eder.

most sustainable production lines.

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

Dünyanın en küçük fabrikasına hoş geldiniz.

The starting materials?

Başlangıç ​​malzemeleri mi?

A mix of CO2 molecules from the air,

Havadaki CO2 moleküllerinin

and preassembled molecules called

ve ribuloz bifosfat veya RuBP adı verilen

ribulose biphosphate, or RuBP,

önceden oluşturulmuş moleküllerin bir karışımı,

each containing five carbons.

her biri beş karbon içerir.

The initiator? An industrious enzyme named rubisco

Başlatıcı mı? Rubisco adlı çalışkan bir enzim,

that welds one carbon atom from a CO2 molecule

bir karbon molekülünden bir karbon atomunu

with the RuBP chain

RuBP zinciri ile

to build an initial six carbon sequence.

ilk altı karbon sekansı oluşturmak için kaynak yapar.

That rapidly splits into two shorter chains

Bu, her biri üç karbon içeren ve kısaca fosfogliseratlar

containing three carbons each

veya PGA'lar olarak adlandırılan

and called phosphoglycerates, or PGAs, for short.

iki daha kısa zincire hızla ayrılır.

Enter ATP, and another chemical called

ATP'ye ve nikotinamid adenin dinükleotid fosfat

nicotinamide adenine dinucleotide phosphate,

adı verilen başka bir kimyasal maddeye

or just NADPH.

veya kısaca NADPH'ye girelim.

ATP, working like a lubricant, delivers energy,

Bir kayganlaştırıcı gibi çalışan ATP enerji sağlarken,

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

NADPH her bir PGA zincirine bir hidrojen ekleyerek

changing them into molecules called

bunları gliseraldehit 3 fosfat

glyceraldehyde 3 phosphates, or G3Ps.

veya G3P adı verilen moleküllere dönüştürür.

Glucose needs six carbons to form,

Glikoz, aralarında altı tane karbon bulunan

made from two molecules of G3P,

iki G3P molekülünden yapılmış

which incidentally have six carbons between them.

altı karbona ihtiyaç duyar.

So, sugar has just been manufactured, right?

Şimdi şeker üretildi, değil mi?

Not quite.

Tam olarak değil.

The Calvin cycle works like a sustainable production line,

Calvin döngüsü, sürdürülebilir bir üretim hattı gibi çalışır,

meaning that those original RuBPs

yani başlangıçta işleri başlatan

that kicked things off at the start,

orijinal RuBP'lerin,

need to be recreated by reusing materials

şimdi döngüdeki malzemeleri yeniden kullanarak

within the cycle now.

yeniden oluşturulması gerekir.

But each RuBP needs five carbons

Ancak her RuBP'nin beş karbona ihtiyacı varken

and manufacturing glucose takes a whole six.

glikoz üretimi altısını birden alır.

Something doesn't add up.

Eşitlenmeyen bir şey var.

The answer lies in one phenomenal fact.

Cevap olağanüstü bir olguda yatmaktadır.

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

Biz bu tek üretim hattına odaklanırken,

five others have been happening at the same time.

aynı anda beş tane daha oluyor.

With six conveyor belts moving in unison,

Altı konveyör bandı birlikte hareket ederken,

there isn't just one carbon that gets soldered

bir RuBP zincirine lehimlenen

to one RuBP chain,

sadece bir karbon değil,

but six carbons soldered to six RuBPs.

altı RuBP'ye lehimlenmiş altı karbon var.

That creates 12 G3P chains instead of just two,

Bu, iki yerine 12 G3P zinciri oluşturur,

meaning that all together, 36 carbons exist:

yani toplamda 36 karbon var: şeker üretmek

the precise number needed to manufacture sugar,

ve bu RuBP'leri yeniden oluşturmak için gereken eşsiz sayı.

and rebuild those RuBPs.

Of the 12 G3Ps pooled together,

Bir araya toplanan 12 G3P'den ikisi,

two are siphoned off to form

enerji açısından zengin

that energy rich six carbon glucose chain.

altı karbon glikoz zincirini oluşturması için çekilir.

The one fueling you via your breakfast. Success!

Kahvaltında seni besleyen de bu. Başarılı!

But back on the manufacturing line,

Ancak üretim hattına geri dönersek,

the byproducts of this sugar production

bu şeker üretiminin yan ürünleri,

are swiftly assembled to recreate those six RuBPs.

bu altı RuBP'yi yeniden yaratmak için hızlı bir şekilde birleştirilir.

That requires 30 carbons,

Bu, geri kalan 10 G3PS'nin içerdiği

the exact number contained by the remaining 10 G3PS.

tam sayı olan 30 karbonu gerektirir.

Now a molecular mix and match occurs.

Şimdi moleküler bir karışım ve eşleşme meydana geliyor.

Two of the G3Ps are welded together

G3P'lerin ikisi,

altı karbon sekansı oluşturacak şekilde birbirine kaynaklanır.

forming a six carbon sequence.

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

Üçüncü bir G3P eklenerek dokuz karbon zinciri oluşturulur.

The first RuBP, made up of five carbons,

Beş karbondan oluşan ilk RuBP bundan ayrılır

is cast from this,

leaving four carbons behind.

ve dört karbon kalır.

But there's no wastage here.

Yine de burada israf olmaz.

Those are soldered to a fourth G3P molecule,

Bunlar, dördüncü bir G3P molekülüne lehimlenir

making a seven carbon chain.

ve yedi karbon zinciri oluşturur.

Added to a fifth G3P molecule,

Beşinci bir G3P molekülüne eklendiğinde,

a ten carbon chain is created,

şimdi iki tane daha RuBP üretecek kadar

enough now to craft two more RuBPs.

on karbon zinciri oluşturulur.

With three full RuBPs recreated

10 G3P'nin beşinden

from five of the ten G3Ps,

yeniden oluşturulmuş üç tam RuBP ile,

simply duplicating this process

bu işlemi çoğaltmak,

will renew the six RuBP chains

döngüyü tekrar başlatmak için

needed to restart the cycle again.

gereken altı RuBP zincirini yenileyecek.

So the Calvin cycle generates the precise number

Bu nedenle Calvin döngüsü,

of elements and processes

bu biyokimyasal üretim hattının

required to keep this biochemical production line

sonsuz bir şekilde dönmesini sağlamak için gereken

turning endlessly.

kesin sayıda element ve süreç üretir.

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

Ve doğada mevcut olan

present in nature.

100 döngüden sadece biri.

Why so many?

Neden bu kadar fazla?

Because if biological production processes were linear,

Çünkü biyolojik üretim süreçleri doğrusal olsaydı,

they wouldn't be nearly as efficient or successful

şekerin olduğu gibi doğanın dayandığı

at using energy to manufacture the materials

malzemeleri üretmek için enerjiyi kullanmada

that nature relies upon, like sugar.

neredeyse verimli ya da başarılı olmazlardı.

Cycles create vital feedback loops

Döngüler, gezegenin uygun kaynaklarından

that repeatedly reuse and rebuild ingredients

mümkün olduğunca tekrar kullanılmak

crafting as much as possible

ve yeniden malzeme üretmek için

out of the planet's available resources.

hayati geri besleme çemberleri yaratırlar.

Such as that sugar,

Örneğin şekerin

built using raw sunlight and carbon

saf güneş ışığı kullanılarak yapılması

converted in plant factories

ve bitkilerde dönüştürülen karbonun

to become the energy that powers you

kendi hayatınızda var olan döngülerin

and keeps the cycles revolving in your own life.

gücünü sağlayan enerji olması gibi.