Wat is de Calvin-cyclus?

De Calvin-cyclus is een proces waarbij opgeslagen energie wordt gebruikt om bruikbare verbindingen te maken in een fotosynthetisch organisme. Deze chemische reactie wordt soms de Calvin-Bensom-Bassham-cyclus genoemd, naar Melvin Calvin, James Bassham en Andrew Benson, de onderzoekers van de University of California die het proces voor het eerst beschreven. De chemie achter de Calvin-cyclus is uiterst complex, maar de basis kan worden begrepen door leken.

Fotosynthetische organismen gebruiken zonlicht om energie te creëren die wordt opgeslagen in de vorm van verschillende chemische verbindingen. Voor het organisme is dit slechts de eerste stap, omdat de energie niets meer doet voor het organisme nadat het eenmaal is opgeslagen. In de Calvin-cyclus wordt de energie gebruikt om koolstofdioxide om te zetten in een suiker die door de plant kan worden gebruikt, in een proces dat soms wordt aangeduid als koolstoffixatie.

Dit proces vindt plaats in de stroma, een netwerk van bindweefsel in de chloroplasten van het organisme. Chloroplasten zijn gespecialiseerde organellen die worden gevonden in de cellen van fotosynthetische organismen. Voor de Calvin-cyclus moeten bepaalde enzymen worden geactiveerd door blootstelling aan zonlicht. Deze enzymen binden zich aan de koolstof in koolstofdioxide en veroorzaken een kettingreactie die resulteert in de vorming van suiker.

Sommige mensen verwijzen naar de Calvin-cyclus als een donkere reactie of een lichtonafhankelijke reactie, verwijzend naar het feit dat het kan plaatsvinden of er al dan niet zonlicht aanwezig is. Zonlicht speelt echter nog steeds een cruciale rol, omdat de enzymen die verantwoordelijk zijn voor de Calvin-cyclus niet actief zullen zijn, tenzij ze door zonlicht zijn gestimuleerd. Hoewel de Calvin-cyclus in het holst van de nacht kan plaatsvinden, heeft het organisme nog steeds regelmatige blootstelling aan de zon nodig om energie op te slaan en de enzymen te activeren, zodat de Calvin-cyclus door kan gaan.

Voor het organisme is het Calvin-proces kritisch, omdat het verbindingen bevat die nodig zijn voor het overleven van het organisme. Het Calvin-proces is interessant voor mensen vanwege de algemene nieuwsgierigheid naar hoe de wereld werkt en omdat het verklaart hoe planten koolstof gebruiken. Planten staan ​​bekend om het opnemen van kooldioxide en het vrijgeven van zuurstof, een eigenschap die een enorme invloed heeft op het klimaat in de wereld. Koolstoffixatie kan helpen koolstofdioxide uit de lucht te wassen terwijl een voorraad bruikbare zuurstof wordt gecreëerd, en sommige onderzoeken hebben gesuggereerd dat de atmosfeer van de aarde door dit proces is gevormd, als resultaat van een explosie van fotosynthetische organismen die voldoende zuurstof hebben gecreëerd voor andere vormen van leven om te verschijnen.