Fotosentezin Calvin döngüsü sırasında gerçekleşen; I. ATP harcanması, II. $CO_2$ bağlanması, III. NADPH'ın yükseltgenmesi olaylarının gerçekleşme sırası aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir?
A) I - II - III
B) II - I - III
C) II - III - I
D) III - II - I
E) I - III - II
Merhaba sevgili öğrenciler!
Fotosentezin Calvin döngüsü, bitkilerin ve diğer ototrofların karbondioksiti (CO$_2$) şekere dönüştürdüğü karmaşık bir dizi kimyasal reaksiyondur. Bu döngü, üç ana aşamadan oluşur: karbon fiksasyonu, indirgenme ve RuBP yenilenmesi. Şimdi, soruda verilen olayların Calvin döngüsü içindeki gerçekleşme sırasını adım adım inceleyelim:
- II. $CO_2$ bağlanması (Karbon Fiksasyonu): Calvin döngüsünün ilk ve en önemli adımı, atmosferden alınan karbondioksitin (CO$_2$) döngüye katılmasıdır. Bu aşamada, 5 karbonlu bir şeker olan ribuloz-1,5-bifosfat (RuBP) molekülüne bir CO$_2$ molekülü bağlanır. Bu reaksiyonu RuBisCO enzimi katalizler ve kararsız bir 6 karbonlu ara ürün oluşur. Bu ara ürün hemen iki adet 3 karbonlu 3-fosfogliserat (3-PGA) molekülüne ayrılır. Dolayısıyla, CO$_2$ bağlanması döngünün başlangıcıdır.
- I. ATP harcanması (İndirgenme ve Yenilenme): CO$_2$ bağlandıktan sonra oluşan 3-PGA moleküllerinin indirgenmesi gerekir. Bu indirgenme sürecinde, her bir 3-PGA molekülüne bir fosfat grubu eklenir. Bu fosfat grubunun eklenmesi için enerjiye ihtiyaç duyulur ve bu enerji ATP'nin hidrolizi (ATP harcanması) ile sağlanır. Yani, 3-PGA, ATP kullanılarak 1,3-bifosfogliserata dönüşür. Ayrıca, döngünün devam edebilmesi için RuBP'nin yeniden oluşturulması aşamasında da ATP harcanır. Bu nedenle, ATP harcanması, CO$_2$ bağlanmasından sonraki indirgenme aşamasında ve döngünün sonundaki yenilenme aşamasında gerçekleşir.
- III. NADPH'ın yükseltgenmesi (İndirgenme): ATP harcanarak 1,3-bifosfogliserata dönüşen moleküller, daha sonra NADPH'tan gelen elektronlarla indirgenir. Bu indirgenme sırasında NADPH, elektronlarını kaybederek NADP$^+$'ya dönüşür (yani yükseltgenir). Bu reaksiyon sonucunda gliseraldehit-3-fosfat (G3P) oluşur. G3P, döngüden ayrılarak şeker sentezinde kullanılır veya RuBP'nin yenilenmesi için kullanılır. Dolayısıyla, NADPH'ın yükseltgenmesi, ATP harcanmasından hemen sonraki indirgenme adımında gerçekleşir.
Bu sıralamaya göre, olayların gerçekleşme sırası şu şekildedir:
- Önce $CO_2$ bağlanır (II).
- Ardından oluşan ürünlerin indirgenmesi için ATP harcanır (I).
- Son olarak, indirgenme sürecinde NADPH elektronlarını kaybederek yükseltgenir (III).
Bu da bize II - I - III sırasını verir.
Cevap B seçeneğidir.
