কেলভিন চক্র হল একটি জটিল জৈবিক প্রক্রিয়া যা উদ্ভিদ এবং অন্যান্য সালোকসংশ্লেষণকারী জীব দ্বারা সূর্যালোকের শক্তিকে রাসায়নিক শক্তিতে রূপান্তর করতে ব্যবহৃত হয়। এটি একটি চক্রীয় পথ যা সূর্যালোক, কার্বন ডাইঅক্সাইড এবং জল গ্রহণ করে এবং শেষে গ্লুকোজ উৎপাদন করে, যা উদ্ভিদের জন্য একটি প্রাথমিক শক্তির উৎস।

এই নিবন্ধে, আমি কেলভিন চক্রের একটি বিস্তারিত বিবরণ সংকলন করব, এর ধাপগুলি, প্রয়োজনীয় এনজাইমগুলি এবং এর সামগ্রিক গুরুত্ব ব্যাখ্যা করব। আমি আলোর ভূমিকা এবং একটি সাধারণ ভুল সম্পর্কেও আলোচনা করব যা মানুষ প্রায়শই এই চক্র সম্পর্কে করে। এই নিবন্ধ পড়ার পর, আপনি কেলভিন চক্রের কাজ, এর প্রাসঙ্গিকতা এবং সালোকসংশ্লেষণ প্রক্রিয়ায় এর ভূমিকা সম্পর্কে একটি সম্পূর্ণ বোধগম্যতা অর্জন করবেন।

কেলভিন চক্রের সংক্ষিপ্ত পরিচয়

কেলভিন চক্র, যা ক্যালভিন-বেনসন-বাসহাম (সিবিবি) চক্র নামেও পরিচিত, এটি একটি জৈবিক প্রক্রিয়া যা উদ্ভিদে কার্বন ডাইঅক্সাইডকে গ্লুকোজে রূপান্তরিত করে। এই চক্রটি আলোকে নির্ভরশীল এবং এটি ক্লোরোপ্লাস্টের স্ট্রোমায় ঘটে।

কেলভিন চক্রের প্রথম ধাপে, কার্বন ডাইঅক্সাইড একটি 5-কার্বন সুগার রিবুলোজ 1,5-বিস্ফসফেট (RuBP) এর সাথে বিক্রিয়া করে একটি 6-কার্বন অস্থায়ী যৌগ তৈরি করে। এই যৌগটি দ্রুত দুটি 3-কার্বন যৌগ, 3-ফসফোগ্লিসারেট (3-PGA) তে বিভক্ত হয়ে যায়।

তারপর, 3-PGA অণুগুলি এনএডিপিএইচ এবং এটিপি ব্যবহার করে 1,3-বিস্ফসফোগ্লিসারেট (1,3-BPG) তে ফসফোরিলেটেড হয়। 1,3-BPG অণুগুলি তারপর সালফহাইড্রিল গ্রুপযুক্ত একটি এনজাইম গ্লাইসারেলডিহাইড 3-ফসফেট ডিহাইড্রোজেনেজ (GAPDH) এর সক্রিয় সাইটে অক্সিডাইজ করে 1,3-বিস্ফসফোগ্লিসারালডিহাইড (1,3-BPG) তৈরি করে।

1,3-BPG অণুগুলি তারপর নেপথ্যে একটি কার্বন যৌগ ডিওক্সিজাইলুলোজ 5-ফসফেট (DXP) তৈরি করতে আইসোমারেজ দ্বারা রূপান্তরিত হয়। DXP তারপর এনএডিপি+ এবং এটিপি ব্যবহার করে রিবোজ 5-ফসফেট (R5P) তে ফসফোরিলেটেড হয়।

R5P অণুগুলি তারপর কেলভিন চক্রের প্রথম ধাপে ব্যবহার করার জন্য RuBP পুনর্জন্ম করতে ব্যবহৃত হয়। কেলভিন চক্রের এই পুনর্জন্মের প্রক্রিয়াটি চলতে থাকে যতক্ষণ না পর্যাপ্ত গ্লুকোজ তৈরি হয়।

কেলভিন চক্রের ধাপগুলি

কেলভিন চক্র, যা ক্যালভিন-বেনসন-বাসহাম (সিবিবি) চক্র নামেও পরিচিত, এটি একটি জৈবিক প্রক্রিয়া যা উদ্ভিদে কার্বন ডাইঅক্সাইডকে গ্লুকোজে রূপান্তরিত করে। এই চক্রটি আলোকে নির্ভরশীল এবং এটি ক্লোরোপ্লাস্টের স্ট্রোমায় ঘটে।

কেলভিন চক্রের প্রথম ধাপে, কার্বন ডাইঅক্সাইড একটি 5-কার্বন সুগার রিবুলোজ 1,5-বিস্ফসফেট (RuBP) এর সাথে বিক্রিয়া করে একটি 6-কার্বন অস্থায়ী যৌগ তৈরি করে। এই যৌগটি দ্রুত দুটি 3-কার্বন যৌগ, 3-ফসফোগ্লিসারেট (3-PGA) তে বিভক্ত হয়ে যায়।

তারপর, 3-PGA অণুগুলি এনএডিপিএইচ এবং এটিপি ব্যবহার করে 1,3-বিস্ফসফোগ্লিসারেট (1,3-BPG) তে ফসফোরিলেটেড হয়। 1,3-BPG অণুগুলি তারপর সালফহাইড্রিল গ্রুপযুক্ত একটি এনজাইম গ্লাইসারেলডিহাইড 3-ফসফেট ডিহাইড্রোজেনেজ (GAPDH) এর সক্রিয় সাইটে অক্সিডাইজ করে 1,3-বিস্ফসফোগ্লিসারালডিহাইড (1,3-BPG) তৈরি করে।

1,3-BPG অণুগুলি তারপর নেপথ্যে একটি কার্বন যৌগ ডিওক্সিজাইলুলোজ 5-ফসফেট (DXP) তৈরি করতে আইসোমারেজ দ্বারা রূপান্তরিত হয়। DXP তারপর এনএডিপি+ এবং এটিপি ব্যবহার করে রিবোজ 5-ফসফেট (R5P) তে ফসফোরিলেটেড হয়।

R5P অণুগুলি তারপর কেলভিন চক্রের প্রথম ধাপে ব্যবহার করার জন্য RuBP পুনর্জন্ম করতে ব্যবহৃত হয়। কেলভিন চক্রের এই পুনর্জন্মের প্রক্রিয়াটি চলতে থাকে যতক্ষণ না পর্যাপ্ত গ্লুকোজ তৈরি হয়।

কেলভিন চক্রের জন্য প্রয়োজনীয় এনজাইমগুলি

কী কী?

কেলভিন চক্রটি হল একটি জটিল প্রক্রিয়া যা উদ্ভিদ এবং সায়ানোব্যাকটেরিয়া দ্বারা আলোকসংশ্লেষণের অন্ধকার প্রতিক্রিয়াগুলিতে গ্লুকোজ সংশ্লেষণ করে। এই চক্রে বিভিন্ন এনজাইম জড়িত থাকে, প্রতিটির নিজস্ব নির্দিষ্ট কাজ রয়েছে।

উল্লেখযোগ্য এনজাইমগুলি হল:

• রিবুলোজ-1,5-বিসফসফেট কার্বক্সিলেজ/অক্সিজেনেজ (RuBisCO): RuBisCO হল কেলভিন চক্রের প্রধান এনজাইম। এটি কার্বন ডাইঅক্সাইড এবং রিবুলোজ-1,5-বিসফসফেটকে 3-ফসফোগ্লিসেরেট (3-PGA) তে রূপান্তরিত করে।
• ফসফোগ্লিসারেট কিনেজ: এই এনজাইম 3-PGA থেকে 1,3-বিসফসফোগ্লিসেরেট (1,3-BPG) তৈরি করে।
• গ্লিসারালডিহাইড-3-ফসফেট ডিহাইড্রোজেনেজ: এই এনজাইম 1,3-BPG থেকে গ্লিসারালডিহাইড-3-ফসফেট (G3P) তৈরি করে।
• ফ্রুক্টোজ-1,6-বিসফসফেটেজ: এই এনজাইম গ্লুকোজ-6-ফসফেট তৈরি করতে G3P থেকে ফ্রুক্টোজ-1,6-বিসফসফেট (F1P) তৈরি করে।
• গ্লুকোজ-6-ফসফেট আইসোমারেজ: এই এনজাইম F1P কে গ্লুকোজ-6-ফসফেটে রূপান্তরিত করে।

এই এনজাইমগুলির সঠিক সমন্বয় কেলভিন চক্রকে দক্ষতার সাথে কাজ করতে এবং উদ্ভিদকে সালোকসংশ্লেষণের মাধ্যমে তাদের নিজস্ব খাদ্য তৈরি করতে সক্ষম করে।

কেলভিন চক্রের গুরুত্ব

কেলভিন চক্র হল একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রক্রিয়া যা উদ্ভিদে সংঘটিত হয়। এটি একটি চক্রীয় প্রক্রিয়া যা সালোক সংশ্লেষে কার্বন ডাই অক্সাইডকে গ্লুকোজে রূপান্তর করতে সাহায্য করে। এটি স্যামুয়েল কেলভিনের নামে নামকরণ করা হয়েছে, যিনি ১৯৫০ সালে এটি আবিষ্কার করেছিলেন।

কেলভিন চক্রে প্রথমে কার্বন ডাই ок্সাইডটি রিবুলোজ ১,৫-বিসফস্ফেট (রুবিপি) এর সাথে যুক্ত হয়, একটি পাঁচ কার্বন যৌগ। এই প্রতিক্রিয়াটির ফলে দুটি তিন কার্বন যৌগ তৈরি হয়: ৩-ফসফোগ্লিসারেট (৩-পিজিএ)। ৩-পিজিএ এরপরে গ্লিসেরালডিহাইড-৩-ফসফেট (জিএপি) তে রূপান্তরিত হয়, যা একটি তিন কার্বন যৌগ। জিএপি এরপরে গ্লুকোজ তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়, একটি ছয় কার্বন যৌগ।

কেলভিন চক্র একটি জটিল প্রক্রিয়া যা সালোক সংশ্লেষে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। এটি পৃথিবীর বায়ুমণ্ডল থেকে কার্বন ডাই অক্সাইড সরিয়ে ফেলে এবং জীবনকে ধারণ করার জন্য প্রয়োজনীয় অক্সিজেন প্রদান করে।

কেলভিন চক্রে আলোর ভূমিকা

কেলভিন চক্র হল একটি জটিল প্রক্রিয়া যা সালোকসংশ্লেষের সময় ঘটে। আসুন পদে পদে কেলভিন চক্রটি অঙ্কন করে ব্যাখ্যা করি:

প্রথম ধাপ: কার্বন ডাই অক্সাইড গ্রহণ
আদিম শর্করা রাইবুলোজ-1,5-বিস্ফোসফেট (RuBP) বায়ুমণ্ডল থেকে কার্বন ডাই অক্সাইড (CO2) গ্রহণ করে। এই প্রক্রিয়াটি রুবিস্কো এনজাইম দ্বারা সহজতর করা হয়, যা একটি অত্যন্ত দক্ষ এবং প্রচুর এনজাইম।

দ্বিতীয় ধাপ: 3-ফসফোগ্লিসারেট তৈরি
CO2 গ্রহণের পরে, RuBP দুটি 3-ফসফোগ্লিসারেট (3-PGA) অণুতে বিভক্ত হয়ে যায়।

তৃতীয় ধাপ: 1,3-বিস্ফোসফোগ্লিসারেট তৈরি
3-PGA অণুগুলি অক্সিডেটিভ ফসফোরাইলেশনের মধ্য দিয়ে যায়, যা অ্যামেজ (ATP) এবং নিকোটিনামাইড অ্যাডেনিন ডাইনিউক্লিওটাইড ফসফেট (NADPH) ব্যবহার করে 1,3-বিস্ফোসফোগ্লিসারেট (1,3-BPG) তৈরি করে।

চতুর্থ ধাপ: গ্লিসারল-3-ফসফেট তৈরি
1,3-BPG অণুগুলি গ্লাইকালডিহাইড-3-ফসফেট (G3P) এবং ডাইহাইড্রোক্সিঅ্যাসিটন ফসফেট (DHAP) তৈরি করতে পুনর্বিন্যাসিত হয়। DHAP তারপর G3P-তে আইসোমারাইজ হয়।

পঞ্চম ধাপ: রাইবুলোজ-5-ফসফেট তৈরি
G3P অণুগুলির একটি অংশ রিজেনারেটিভ ধাপের মধ্য দিয়ে যায়, যেখানে সেগুলি রাইবুলোজ-5-ফসফেট (R5P) তৈরি করতে পুনর্বিন্যাসিত হয়।

ষষ্ঠ ধাপ: রিজেনারেটেড RuBP
R5P অণুগুলি আরএসপি কাইনেজ এনজাইম দ্বারা অ্যামেজ (ATP) ব্যবহার করে RuBP-তে পুনরুজ্জীবিত হয়।

কেলভিন চক্রটি একটি চক্রীয় প্রক্রিয়া, যেখানে RuBP পুনরুজ্জীবিত হয় এবং নতুন শর্করা অণু তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়। এটি সালোকসংশ্লেষের একটি অপরিহার্য অংশ, যা পৃথিবীর সকল জীবনের জন্য খাদ্য এবং শক্তির উৎস সরবরাহ করে।

একটি সাধারণ ভুল এবং তার সংশোধন

কেলভিন চক্রের অঙ্কন এবং ব্যাখ্যা:

প্রাণী এবং উদ্ভিদ উভয়ই শ্বাস-প্রশ্বাসের জন্য অক্সিজেন ব্যবহার করে এবং কার্বন ডাই অক্সাইড নির্গত করে। কিন্তু উদ্ভিদ আমাদের জন্যে আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ কাজ সম্পাদন করে, সেটি হচ্ছে সালোক সংশ্লেষণ প্রক্রিয়ায় কার্বন ডাই অক্সাইডকে গ্লুকোজে রূপান্তর করা। এই প্রক্রিয়ায় কেলভিন চক্র গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।

কেলভিন চক্রটি সালোক সংশ্লেষণের একটি অন্ধকার বিক্রিয়া, যা স্ট্রোমায় সংঘটিত হয়। এই চক্রে 3টি ধাপ রয়েছে:

কার্বন নির্ধারণ: এই ধাপে, কার্বন ডাই অক্সাইড রিবুলোজ-1,5-বিসফসফেট (RuBP) এর সাথে যুক্ত হয়, যার ফলে দুটি 3-ফসফোগ্লিসেরিক অ্যাসিড (3-PGA) অণু তৈরি হয়।

কার্বন হ্রাস: এই ধাপে, 3-PGA এটিপি এবং ন্যাডপিএইচ ব্যবহার করে গ্লিসারালডিহাইড-3-ফসফেট (G3P) তৈরি করে। G3P এর একটি অণু সালোক সংশ্লেষণের জন্য ব্যবহৃত হয়, যখন অন্য অণুটি রিজেনারেশন ধাপে ব্যবহৃত হয়।

রিজেনারেশন: এই ধাপে, G3P RuBP পুনরুৎপাদনে ব্যবহৃত হয়, যা কার্বন নির্ধারণ ধাপে ব্যবহৃত হয়।

কেলভিন চক্র একটি চক্রীয় প্রক্রিয়া, যার অর্থ এটি চলতে থাকে যতক্ষণ পর্যন্ত সালোক সংশ্লেষণ ঘটছে। এই চক্রটি উদ্ভিদকে কার্বন ডাই অক্সাইডকে গ্লুকোজে রূপান্তর করতে এবং তাদের জন্য খাদ্য তৈরি করতে সক্ষম করে।