Mitondra ny lohateny hoe "Fihetseham-po Maizina: Dingana Tena Ilaina amin'ny Fotosintesis"
Pendahuan
Ny fotosintezy dia dingana tena ilaina ataon'ny zavamaniry, ahidrano, ary karazana bakteria sasany mba hanovana ny angovon'ny hazavana ho angovo simika. Ity dingana ity dia misy dingana roa lehibe: ny fihetsika maivana sy ny fihetsika maizina. Ny fihetsika maivana, izay miankina amin'ny hazavana, dia mitranga ao amin'ny thylakoïde amin'ny kloroplasta ary mamokatra ATP sy NADPH. Mifanohitra amin'izany kosa, ny fihetsika maizina, izay tsy mila hazavana mivantana, dia mitranga ao amin'ny stroma amin'ny kloroplasta ary mampiasa ny ATP sy NADPH vokarin'ny fihetsika maivana mba hanamboarana gliokaozy. Na dia toa mistery aza, ny fihetsika maizina dia mitana anjara toerana lehibe amin'ny tsingerin'ny fiainan'ny tontolo iainana. Ity lahatsoratra ity dia hiresaka lalina momba ny fihetsika maizina amin'ny fotosintezy.
Fihetseham-po Maizina sy ny Tsingerin'i Calvin
Matetika antsoina hoe Tsingerin'i Calvin ireo fihetsika maizina, izay nomena anarana avy amin'ilay mpahay siansa amerikana Melvin Calvin, izay niaraka tamin'ireo mpiara-miasa aminy Andrew Benson sy James Bassham, dia nanazava tamim-pahombiazana ity lalan'ny metabolika ity. Ny Tsingerin'i Calvin dia mitranga ao amin'ny stroma kloroplasta ary andiana fihetsika simika izay manova ny gazy karbonika sy ny singa organika ho gliokaozy. Azo zaraina ho dingana telo lehibe ity dingana ity: ny fametrahana karbônina, ny fampihenana ary ny fanavaozana.
1. Fifamatorana amin'ny karbônina
Ny dingana voalohany amin'ny fihetsiky ny maizina dia ny firafitry ny karbônina. Amin'ity dingana ity, ny gazy karbonika ao amin'ny atmosfera dia raikitra, na mifamatotra, amin'ny singa organika. Ny molekiola mpandray voalohany amin'ity tsingerina ity dia ny ribulose bisphosphate (RuBP), singa misy karbônina dimy. Ny anzima ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (RuBisCO) dia manamora ny fihetsiky ny RuBP sy ny CO2, ka mamokatra singa misy karbônina enina izay vaky avy hatrany ho molekiola roa amin'ny 3-phosphoglycerate (3-PGA).
2. Fampihenana
Ny dingana manaraka dia ny fampihenana, izay iharan'ny fihetsika fampihenana ny molekiola 3-PGA mba hamorona glyceraldehyde-3-phosphate (G3P). Ity dingana ity dia mitaky ATP sy NADPH vokarina avy amin'ny fihetsika maivana. Amin'ny alàlan'ny andiana fihetsika anzima, ny 3-PGA dia mandray vondrona phosphate avy amin'ny ATP sy elektrôna avy amin'ny NADPH, ka mamokatra G3P. Ny molekiola G3P sasany dia ampiasaina amin'ny fananganana gliokaozy, raha ny ambiny kosa dia ampiasaina amin'ny dingana fanavaozana.
3. Fanavaozana
Ny dingana farany amin'ny tsingerin'i Calvin dia ny fanavaozana. Amin'ity dingana ity, ireo molekiola G3P izay tsy ampiasaina amin'ny fananganana gliokaozy dia mandalo andiana fihetsika anzima mba hamerenana ny RuBP, izay mamela ny tsingerina hiverina. Mitaky ATP fanampiny ity dingana ity, ary ny fanangonan'ny ATP sy NADPH no zava-dehibe amin'ny fitohizan'ny tsingerina.
Ny maha-zava-dehibe ny fihetsika maizina
Ny iray amin'ireo asa lehibe ataon'ny fihetsehana maizina dia ny fiovan'ny CO2 ho lasa akora organika, izay mamokatra gliokaozy amin'ny farany. Io dingana io no fototry ny rojo sakafo ao amin'ny tontolo iainana satria manome loharanon-tsakafo voalohany ho an'ny zavamananaina autotrof. Ankoatra izany, ny fihetsehana maizina dia manampy amin'ny fandrindrana ny haavon'ny CO2 ao amin'ny atmosfera, izay misy fiantraikany amin'ny fifandanjan'ny toetrandro manerantany. Amin'ny fotoana maharitra, ireo fihetsehana ireo dia mitana anjara toerana amin'ny fananganana sy fitahirizana angovo mandritra ny androm-piainan'ny zavamaniry.
Fanatsarana sy fampifanarahana
Mety miovaova arakaraka ny toe-javatra manodidina toy ny mari-pana, ny hamafin'ny hazavana ary ny fifantohan'ny CO2 ny hafainganam-pandeha sy ny fahombiazan'ny tsingerin'i Calvin. Namolavola fampifanarahana isan-karazany ny zavamaniry mba hanatsarana ity dingana ity. Ohatra, ny zavamaniry C4 sy CAM dia nivoatra mba hanatanteraka ny fametrahana karbônina amin'ny fomba mahomby kokoa amin'ny toe-javatra manodidina tafahoatra, toy ny mari-pana avo sy ny hain-tany.
Ao amin'ny zavamaniry C4, ny firafitry ny karbônina voalohany dia mitranga ao amin'ny sela mesophyll, ka mamorona asidra karbônina 4 izay avy eo dia afindra any amin'ny sela fonony misy ny fonosana izay misy ny tsingerin'i Calvin. Ity fampifanarahana ity dia manampy amin'ny fampihenana ny fifohana rivotra sy hampitombo ny fahombiazan'ny fôsily amin'ny toe-javatra misy hazavana mahery sy rano kely.
Mandritra izany fotoana izany, ny zavamaniry CAM (Crassulacean Acid Metabolism) dia manao fihetsika maizina mandritra ny alina, rehefa misokatra ny stomata mba handraisana CO2. Avy eo dia tehirizina ho asidra organika io karbônina io ary ampiasaina mandritra ny andro rehefa misy hazavana ary mihidy ny stomata. Io fampifanarahana io dia ahafahan'ny zavamaniry CAM, toy ny cacti, mitazona ny fahombiazan'ny photosynthesis sady mampihena ny fahaverezan-drano.
Fikarohana sy fampiharana
Ny fandalinana ny fihetsiky ny zavamaniry amin'ny alalan'ny hazavana dia tsy vitan'ny hoe zava-dehibe amin'ny fahatakarana ny fototry ny biolojian'ny zavamaniry fa misy fiantraikany azo ampiharina amin'ny fambolena sy ny bioteknolojia ihany koa. Ny iray amin'ireo fanamby amin'ny fambolena maoderina dia ny fampitomboana ny fahombiazan'ny fotosintetika amin'ny voly sakafo mba hanomezana fahafaham-po ny filan'ny mponina manerantany izay mitombo isa. Amin'ny fahatakarana ny antsipirian'ny fihetsiky ny hazavana amin'ny alalan'ny hazavana sy ny tsingerin'i Calvin, dia afaka mamolavola paikady hampitomboana ny fahombiazan'ny fotosintetika sy ny vokatra azo avy amin'ny zavamaniry ny mpahay siansa.
Ny fomba fiasa iray mbola dinihina dia ny injeniera génétika mba hampidirana ny lalan'ny metabolisma avy amin'ny zavamaniry C4 mankany amin'ny zavamaniry C3, izay antenaina hampitombo ny fahombiazan'ny fampiasana rano sy azota ary hampihena ny mety hisian'ny photorespiration.
Ankoatra izany, ny fahatakarana bebe kokoa ny anzima RuBisCO sy ny fomba fiasany dia mety hanokatra fahafahana hanovana na hanoloana ny anzima amin'ny karazany mahomby kokoa, izay mety hanatsara ny vokatra fotosintetika.
Famaranana
Dingana sarotra ilaina amin'ny fiainana eto an-tany ny fihetsiky ny zavamaniry ao anatin'ny fotosintezy. Amin'ny alalan'ny tsingerin'i Calvin, ny zavamaniry sy ny zavamananaina autotrofika hafa dia mandray ny gazy karbonika ao amin'ny atmosfera ary mamadika izany ho singa organika ilaina amin'ny sakafo sy ny angovo. Ny fahatakarana sy ny fampiasana ny mekanisma amin'ny fihetsiky ny zavamaniry dia tsy vitan'ny hoe mampitombo ny fahatakarantsika ny biôlôjian'ny zavamaniry fa mamela ny fandrosoana amin'ny fambolena sy ny bioteknolojia ho tombontsoa mivelatra kokoa ihany koa. Tsy azo hamaivanina ny maha-zava-dehibe ny fihetsika ny zavamaniry, satria ireo dingana ireo dia tsy vitan'ny hoe manohana ny fiainan'ny zavamaniry fa koa ny endriky ny fiainana rehetra eto an-tany izay miankina amin'ny zavamaniry amin'ny oksizenina sy sakafo. Ny fihetsika ny zavamaniry dia vavolombelona velona amin'ny fahatanterahana sy ny hatsaran'ny dingana voajanahary izay manohana ny fiainana.
