કેલ્વિન ચક્રનું વર્ણન કરો.

(N/A) મેલ્વિન કેલ્વિન અને તેમના સહકર્મીઓએ સમગ્ર પથની શોધ કરી અને દર્શાવ્યું કે આ પથ ચક્રીય રીતે કાર્ય કરે છે,જેમાં $RuBP$ પુનઃનિર્માણ પામે છે.
કેલ્વિન પથ તમામ પ્રકાશસંશ્લેષી વનસ્પતિઓમાં જોવા મળે છે,પછી ભલે તેઓ $C_3$ કે $C_4$ (અથવા અન્ય કોઈ) પથ ધરાવતી હોય.
કેલ્વિન ચક્રને ત્રણ તબક્કાઓમાં વર્ણવી શકાય છે: $(1)$ કાર્બોક્સિલેશન,$(2)$ રિડક્શન અને $(3)$ પુનઃનિર્માણ (Regeneration).
$(1)$ કાર્બોક્સિલેશન: કાર્બોક્સિલેશન એટલે $CO_2$ નું સ્થાયી કાર્બનિક મધ્યવર્તી સંયોજનમાં સ્થાપન. આ કેલ્વિન ચક્રનું સૌથી મહત્વનું પગલું છે જ્યાં $RuBP$ ના કાર્બોક્સિલેશન માટે $CO_2$ નો ઉપયોગ થાય છે. આ પ્રક્રિયા $RuBP$ કાર્બોક્સિલેઝ ઉત્સેચક દ્વારા ઉદ્દીપિત થાય છે,જેના પરિણામે $3-PGA$ ના બે અણુઓ બને છે. આ ઉત્સેચક ઓક્સિજનેશન પ્રવૃત્તિ પણ ધરાવતું હોવાથી,તેને $RuBP$ કાર્બોક્સિલેઝ-ઓક્સિજનેઝ અથવા $RuBisCO$ કહેવું વધુ યોગ્ય છે.
$(2)$ રિડક્શન: આ પ્રતિક્રિયાઓની શ્રેણી છે જે ગ્લુકોઝના નિર્માણ તરફ દોરી જાય છે. આ પગલાઓમાં પ્રતિ $CO_2$ અણુના સ્થાપન માટે ફોસ્ફોરાયલેશન માટે $ATP$ ના $2$ અણુઓ અને રિડક્શન માટે $NADPH$ ના $2$ અણુઓનો ઉપયોગ થાય છે.
$3-PGA + 2 ATP + 2 NADPH \rightarrow 2$ ટ્રાયોઝ ફોસ્ફેટ $(PGAL)$
માર્ગમાંથી ગ્લુકોઝનો એક અણુ મેળવવા માટે $CO_2$ ના છ અણુઓનું સ્થાપન અને ચક્રના $6$ ચક્કર જરૂરી છે.
$(3)$ પુનઃનિર્માણ: જો ચક્ર અવિરત ચાલુ રાખવું હોય તો $CO_2$ સ્વીકારનાર અણુ $RuBP$ નું પુનઃનિર્માણ નિર્ણાયક છે. પુનઃનિર્માણના પગલાઓમાં $RuBP$ બનાવવા માટે ફોસ્ફોરાયલેશન માટે એક $ATP$ ની જરૂર પડે છે.
$PGAL \xrightarrow{ATP} RuBP$
આમ,કેલ્વિન ચક્રમાં પ્રવેશતા દરેક $CO_2$ અણુ માટે,$ATP$ ના $3$ અણુઓ અને $NADPH$ ના $2$ અણુઓ જરૂરી છે. કદાચ અંધકાર પ્રક્રિયામાં વપરાતા $ATP$ અને $NADPH$ ની સંખ્યામાં આ તફાવતને પહોંચી વળવા માટે ચક્રીય ફોટોફોસ્ફોરાયલેશન થાય છે. ગ્લુકોઝનો એક અણુ બનાવવા માટે ચક્રના $6$ ચક્કર જરૂરી છે.