केल्विन साइकिल-Calvin Cycle
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केल्विन साइकिल फोटोसिन्थेसिस में होने वाली चक्रीय प्रक्रिया (Cyclic Reactions) है, जिसमे प्रकाश की अनुपस्थिति में CO2-कार्बन डाई ऑक्साइड गैस का फिक्सेशन होता है, और ग्लूकोज़ मालीक्यूल (CO2 reduced into Glucose in the absence of sun light ) बनता है|
इस साइकिल के पूरे रिएक्शन को केल्विन और बेन्सन ने सबसे पहले खोजा था| इस पूरे पाथवे के सभी रिएक्शन को केल्विन , बेन्सन और उसके सहयोगियों (Calvin, Benson & their Colleagues ) ने रेडियोएक्टिव कार्बन (14C) का इस्तेमाल कार्बन डाई ऑक्साइड गैस के रूप में करते हुए किया था |
इसके लिए इन्होंने दो शैवालों (Algae) का इस्तेमाल किया था | जिनके नाम इस प्रकार है , क्लोरेला और सिन्डेसमस (Algae Name – Chlorella & Scenedesmus)
केल्विन और उनके सहयोगियों ने देखा कि केवल तीन सेकण्ड के बाद ही फास्फोग्लिसरीक एसिड में रेडियोएक्टिवता दिखाई देने लगी थी, (Radioactivity appeared just after three seconds in Phosphoglyceric Acid)
फास्फोग्लिसरिक एसिड (Phosphoglyceric Acid) केलिवन साइकिल का पहला इण्टरमीडिएट कम्पाउंड (first stable intermediate three carbons organic compound) बनता है, जिसमे 3-कार्बन होते है इसलिए इस साइकिल C3 साइकिल भी कहाँ जाता है|
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केलिवन चक्र एक यूनिवर्सल पाथवे (universal pathway of carbon dioxide fixation in all plants) है, मतलब किसी भी पौधों की बात करे, चाहे वह C3-पौधे हो या C4-पौधे हो (Either C3 plants or C4 plants) सभी CO2 के फिक्सेशन के लिए C3 Cycle का ही इस्तेमाल करेंगे |
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इसे फोटोसिन्थेटिक कार्बन रिएक्शन चक्र (Photosynthetic Carbon Reduction- PCR Cycle) भी कहते है, क्योंकि इसमें कार्बन डाई ऑक्साइड गैस (CO2 gas reduced into glucose) का ग्लूकोज़ में रिडक्शन होता है |
यह पूरी प्रक्रिया प्रकाश संश्लेषण के उस अवस्था में होती है जहाँ पर सूर्य के प्रकाश की सीधे – सीधे ज़रूरत नहीं होती है | इस प्रक्रिया प्राइमरी CO2 एक्सेपटर 5 कार्बन वाला RuBP कंपाउड होता है |
केल्विन चक्र के चरण-(Phases of Calvin Cycle)
पूरे केल्विन चक्र को तीन भागो में विभाजित किया जाता है (three phases of Calvin cycle), जिनके नाम इस प्रकार है –
(1) कार्बोक्सीलेशन-Carboxylation
(2) रिडक्शन-Reduction
(3) रिजनरेशन-Regeneration
कार्बोक्सीलेशन-Carboxylation
इस स्टेप्स में CO2 गैस का स्टेबल कार्बनिक इण्टरमीडिएट केनिकल में फिक्सेशन होता है |
कार्बोक्सीलेशन, केल्विन साइकिल का बहुत ज़रूरी स्टेप्स होता है | जहाँ पर CO2 का इस्तेमाल RuBP रिबोलोस 1,5 बिस फास्फेट के कार्बोक्सीलेशन में किया जाता है |
इस चरण को पूरा करने के लिए एंज़ाइम रूबिस्को (enzyme RuBisCO – Ribulose 1,5 bis phosphate Carboxylase Oxygenase) की ज़रुरत होती है |
यह पृथ्वी पर सबसे अधिक मात्रा (most abundant enzyme or protein on earth) में पाये जाने वाला एंज़ाइम है |
RuBP के कार्बोक्सीलेशन से दो मालीक्यूल फास्फोग्लिसरेट (3-Phasphoglycerate – 3 PGA) बनते है, जिनमे 3 कार्बन होते है |
इसलिए केल्विन चक्र को C3-चक्र भी कहा (Calvin Cycle also known as C3 – Cycle) जाता है |
रिडक्शन-Reduction
यह कई चरणों के रीएक्शन होते है, जिसमे फास्फोग्लिसरेट, ग्लूकोज़ (Phosphoglycerate change into glucose) में बदल जाता है |
यहाँ पर एक कार्बन डाई ऑक्साइड को फिक्सड करने के लिए 2 मालीक्यूल एटीपी और 2 मालीक्यूल एनएडीपीएच (Per CO2 gas fixation needs 2 molecules of ATP & 2 molecules of NADPH-Nicotinamide adenine dinucleotide phosphate) की ज़रुरत होती है |
इस हिसाब से एक ग्लूकोज़ को बनाने के लिए कुल मिला 6 बार केल्विन चक्र चलता है (6 turns of Calvin cycle required to fix 6 CO2 molecules)
रीजनरेशन-Regeneration
इस स्टेप्स में 5 कार्बन वाले RuBP का फिर से निर्माण (Regeneration of RuBP) होता है , ताकि केल्विन साइकिल बिना रुके चलती रहे| RuBP (ribulose 1,5 bisphosphate) के रिजनरेशन में एक मालीक्यूल ATP का इस्तेमाल होता है |
कुछ सवाल-FAQ
1 – C3 साइकिल की खोज किसने थी |
इसकी खोज केल्विन और बेनसन (Calvin & Benson) ने की थी |
2 – केल्विन साइकिल को C3-साइकिल भी क्यों कहा जाता है |
फास्फोग्लिसरिक एसिड केलिवन साइकिल का पहला इण्टरमीडिएट कम्पाउंड (first stable intermediate three carbons organic compound) बनता है, जिसमे 3-कार्बन होते है इसलिए इस साइकिल C3 साइकिल भी कहाँ जाता है|
3 – केल्विन साइकिल का दूसरा नाम क्या है |
केल्विन चक्र का पूरा दूसरा नाम C3 चक्र भी है |
4 – प्राईमरी CO2 एक्सेप्टर केल्विन चक्र में कौन है |
प्राईमरी CO2 एक्सेप्टर केल्विन चक्र में 5 कार्बन वाला RuBP होता है |
5 – केल्विन साइकिल में मुख्य रूप से कितने चरण होते है |केल्विन साइकिल में कुल मिलाकर तीन मुख्य चरण होते है- कार्बोक्सीलेशन-Carboxylation, रिडक्शन-Reduction रिजनरेशन-Regeneration
6 – एक CO2 को फिक्स करने में कितने ATP इस्तेमाल होते है |
एक CO2 को फिक्स करने में 2-ATP खर्च होते है |
7 – एक ग्लूकोज़ बनाने के लिए केल्विन चक्र कितनी बार बनता है|
6 केल्विन चक्र एक ग्लूकोज़ को बनाने के लिए चलता है|
8-केल्विन साइकिल कहां पर चलती है?
केल्विन साइकिल क्लोरोप्लास्ट के स्ट्रोमा वाले भाग में चलती है।
अंत में-Conclusion
हमनें केल्विन साइकिल से सम्बंधित सभी पॉइंट को कवर करने का प्रयास किया है, और अंत में ज़रूरी सवालों को भी साझा किया है।
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