Language
Country/Area
No result found
Rahasia Reaksi Gelap: Mengapa Siklus Calvin Tidak Ada Hubungannya dengan Kegelapan?
Siklus Calvin, yang sering disebut "reaksi gelap", sebenarnya tidak ada hubungannya dengan kegelapan. Sebaliknya, siklus ini terjadi di hadapan cahaya dan bergantung pada produk energi dari proses fotosintesis. Rangkaian reaksi kimia yang kompleks ini mengubah karbon dioksida dan senyawa pembawa hidrogen menjadi glukosa yang dapat digunakan tanaman, terutama di stroma kloroplas sel tanaman.
Meskipun namanya mengandung kata "gelap", reaksi siklus Calvin sebenarnya membutuhkan produk yang bergantung pada cahaya seperti ATP dan NADPH.
Bagaimana siklus Calvin bekerja? Siklus ini dibagi menjadi tiga tahap utama: karbonasi, reaksi reduksi, dan regenerasi ribulosa-1,5-bifosfat (RuBP). Selama proses ini, karbon dioksida bergabung dengan RuBP berkarbon lima untuk membentuk senyawa berkarbon tiga yang stabil. Dalam reaksi ini, enzim RuBisCO memainkan peran penting, dan efisiensi reaksi katalitiknya secara langsung memengaruhi kemajuan seluruh siklus.
Langkah pertama dalam siklus Calvin adalah enzim RuBisCO yang mengkatalisis kombinasi RuBP dan karbon dioksida, dan senyawa enam karbon yang tidak stabil selanjutnya terurai dengan cepat menjadi dua senyawa tiga karbon.
Selama proses ini, ATP dan NADPH berfungsi sebagai penyedia energi dan agen pereduksi, mengubah senyawa tiga karbon menjadi gula yang lebih kompleks. Meskipun produk akhir reaksi sebagian besar adalah senyawa gula fosfat tiga karbon, ini tidak berarti bahwa senyawa tersebut tidak dapat diubah lebih lanjut menjadi gula enam karbon. Produk tiga karbon ini dapat digunakan untuk mensintesis karbohidrat yang lebih besar seperti sukrosa dan pati.
Operasi siklus Calvin tidak hanya bergantung pada cahaya, tetapi juga dipengaruhi oleh jalur metabolisme lain di dalam tanaman, seperti proses fotorespirasi, di mana RuBisCO juga dapat menggunakan oksigen sebagai substrat, menghasilkan produk sampingan yang tidak menguntungkan, yang bahkan lebih parah di lingkungan bersuhu tinggi.
Hilangnya karbon dioksida pada tumbuhan yang disebabkan oleh proses fotorespirasi membuat tumbuhan yang secara khusus mengembangkan jalur fotosintesis C4 dan CAM lebih kompetitif dalam lingkungan bersuhu tinggi.
Bagaimana penampilan kompetitif ini dijelaskan? Baik tumbuhan C4 maupun tumbuhan CAM menggunakan strategi yang berbeda untuk menangkap karbon dioksida guna mengurangi efek fotorespirasi. Misalnya, tumbuhan C4 mengikat karbon dioksida dalam sel yang berbeda sehingga mereka tetap dapat melakukan fotosintesis secara efisien dalam lingkungan bersuhu tinggi dan rendah karbon dioksida.
Siklus Calvin biasanya dikombinasikan erat dengan reaksi yang bergantung pada cahaya yang terjadi pada membran tilakoid kloroplas. ATP dan NADPH yang dihasilkan oleh reaksi ini akan digunakan dalam reaksi siklus Calvin berikutnya. Tanpa reaksi yang bergantung pada cahaya ini, siklus Calvin tidak akan mungkin terjadi.
Jadi, terlepas dari "reaksi gelap" dalam namanya, sebenarnya ini adalah proses yang sangat penting untuk fotosintesis. Banyak tanaman menggunakan energi yang tersimpan dalam pati untuk tetap hidup di malam hari, tetapi ini tidak berarti bahwa siklus Calvin dan prosesnya terjadi dalam kegelapan. Sebaliknya, reaksi tersebut sebagian besar terhambat oleh kurangnya cahaya.
Berbagai enzim dalam proses ini diaktifkan saat ada cahaya dan dinonaktifkan saat cahaya menjadi lebih gelap, yang menunjukkan hubungan yang tak terpisahkan antara cahaya dan reaksi biokimia ini.
Penemuan siklus Calvin, yang pertama kali diperkenalkan oleh Melvin Calvin dan rekan-rekannya pada awal tahun 1950, merupakan kemajuan yang memajukan pemahaman kita tentang fotosintesis. Penemuan ini tidak hanya membuka studi tentang fotosintesis tanaman, tetapi juga berdampak besar pada bidang biologi lainnya, yang menunjukkan kompleksitas pengoperasian sistem kehidupan.
Dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi, pemahaman kita tentang siklus Calvin terus mendalam, dan proses ini sekali lagi membuktikan hubungan yang saling terkait antara berbagai proses kehidupan di alam. Jadi, bagaimana tanaman bergantung pada respons ini untuk beradaptasi terhadap perubahan lingkungan mereka saat kita menghadapi tantangan perubahan iklim?
