ليس فقط الكائنات الحية حقيقية النواة التي تم تركيبها ضوئيًا، ولكن أيضًا عدد من الكائنات الحية الدقيقة بدائية النواة، ومن المعروف أنها تستفيد من دورة كالفين، وقد ثبت أن العديد من الكائنات الأخرى تؤوي على الأقل (RuBisCO)، وتعتبر العديد من أنواع البكتيريا مسؤولة عن تشغيل دورة كالفين.
مفهوم دورة كالفن
دورة كالفين للطاقة البيولوجية، وهي المسار الكامل الذي ينتقل فيه الكربون عبر النبات أثناء عملية التمثيل الضوئي، وقد سميت على اسم عالم الكيمياء الحيوية في الولايات المتحدة كالفن.
وتعتبر دورة كالفن المعروفة أيضًا باسم كالفين بنسون-باشام أو مسار البنتوز الاختزالي كانت أول دورة تثبيت لثاني أكسيد الكربون اكتشفها كالفن وبنسون وباشام في النباتات، وبعد ذلك تم الإبلاغ عنها في العديد من الكائنات الحية الدقيقة الأخرى
دور حلقة كالفن كمسار أيضي
دورة كالفين وهي المسار الأيضي الذي يتم من خلاله دمج ثاني أكسيد الكربون (CO2) في الكربوهيدرات، ويحفز إنزيم (RuBisCO) (كربوكسيلاز ثنائي فوسفات الريبولوز / أوكسيجيناز) التفاعل الأولي لثاني أكسيد الكربون مع مركب مكون من خمسة كربون ريبولوز -1، 5-ثنائي فوسفات (RuBP)، وينقسم الوسيط الناتج المكون من 6 كربون إلى نسختين من مركب ثلاثي الكربون يتم تحويله في خطوات لاحقة إلى الكربوهيدرات (glyceraldehyde-3-phosphate).
يخرج بعض هذا المنتج من المسار لاستخدامه في تخليق الكربوهيدرات الأكثر تعقيدًا أو مركبات الكربون الأخرى، ويتم تحويل الباقي مرة أخرى إلى (RuBP) استكمال الدورة، وتُشتق معظم مركبات الكربون في المحيط الحيوي من منتج الكربوهيدرات في دورة كالفين.
ويكون التركيب المختصر للكربوهيدرات النموذجية هو (HC-OH)n، بسبب المشاركة غير المتكافئة للإلكترونات في رابطة ثاني أكسيد الكربون، فإن ذرة الكربون في ثاني أكسيد الكربون تعاني من نقص الإلكترون بالنسبة لذرة الكربون في الكربوهيدرات، والتي ترتبط بذرة أكسجين واحدة فقط.
وهكذا يقال إن الكربون في ثاني أكسيد الكربون يتأكسد بدرجة أكبر، بينما ينخفض الكربون في الكربوهيدرات بدرجة أكبر، ولا تستخدم دورة كالفين الطاقة الضوئية بشكل مباشر، ولكنها جزء من عملية التمثيل الضوئي، وتتطلب بعض تفاعلات دورة كالفين ATP (أدينوسين ثلاثي الفوسفات)، وهو مركب يعمل في نقل الطاقة، و(NADPH) (النيكوتيناميد الأدينين المنخفض فوسفات ثنائي النوكليوتيد)، وهو مصدر لذرات الهيدروجين لتفاعلات الاختزال، ويتم تشكيل (ATP وNADPH) أثناء تفاعلات التمثيل الضوئي التي يتم تنشيطها بالضوء.
أخيرا، دورة كالفن، والتي تسمى أيضًا دورة فوسفات البنتوز الأختزالية، وهي أكثر مسارات التكسير الحيوي لثاني أكسيد الكربون انتشارا بين الكائنات ذاتية التغذية، وهو موجود في النباتات والطحالب الدقيقة، وكذلك البكتيريا الضوئية والتغذية الكيميائية.
