Siklus Calvin

SIKLUS CALVIN.

 Tahukah anda mengapa dikatakan siklus calvin?

Jawabannya mungkin sederhana karena penemu siklus ini bernama Melvin Calvin berasal dari Universitas Barkeley California. Itulah salah satu cara untuk mengenang dan menghargai jasanya terhadap temuan pentingnya ini dengan memberi nama siklus tersebut

Sekilas tentang penamaan siklus calvin.

Siklus calvin sering disebut sebagai siklus /reaksi gelap. Sebagaimana yang sering dituliskan dibuku-buku pelajaran SMA (sekolah menengah Atas) ataupun SMP (Sekolah menengah Pertama) bahkan Buku Diktat Universitas. Penamaan siklus calvin sebagai reaksi gelap dikarenakan tidak membutuhkan cahaya ataupun berlangsung dalam keadaan gelap. Istilah ini menyesatkan karena ada tumbuhan dimana siklus /reaksi gelap ini berlangsung disiang hari semisal pada tanaman CAM, dimana reaksi pembentukan ATP dan NADPH pada grana (Reaksi terang ) terjadi dimalam hari sedangkan siklus calvin terjadi pada siang hari.

Siklus calvin merupakan rangkaian dari proses yang terjadi dalam proses fotosintesis tumbuhan untuk menghasilkan zat makanan yang sering dikatakan sebagai Glukosa. Siklus calvin terjadi di bagian stroma. Dalam proses yang terjadi pada siklus calvin, CO2 yang berasal dari udara akan dikonversi menjadi molekul prekursor untuk membentuk glukosa yaitu Gliseraldehid 3-fosfat (G3P). yang kemudian menjadi glukosa untuk dimanfaatkan oleh tumbuhan ataupun organisme lain. Namun proses CO2 menjadi G3P tidak akan terjadi bilamana ATP dan NADPH tidak ada. Maka disinilah peranan reaksi terang yang menghasilkan ATP dan NADPH untuk digunakan dalam siklus calvin. Perhatikan gambar dibawah ini:

Gambar 1.1 Siklus Calvin

Gambar 1.2 G3P menjadi Glukosa

Gambar 1.3 Nasib Glukosa (Amilum/Selulosa)

Dari gambar diatas terlihat bahwa dalam siklus calvin terdapat tiga tahapan utama yaitu:

1.      Fiksasi CO₂

2.      Reduksi

3.      Regenerasi

A.    Fiksasi CO₂

         CO₂ yang berasal dari udara akan difiksasikan/ dilekatkan ke molekul berkarbon 5 (C-5) yaitu  Ribulosa biposfat (Rubp) dengan bantuan enzim Rubp Karboksilase atau dikenal dengan sebutan enzim Rubisco. Enzim memiliki afinitas yang tinggi terhadap CO2 maupun O2 dan merupakan enzim/ protein yang paling melimpah dimuka bumi. Hasil fiksasai CO2 dengan ribulosa biposfat akan membentuk senyawa intermediet berkarbon 6 (C6) yang tidak stabil sehingga dengan cepat akan diubah menjadi 2 molekul berkarbon 3 yaitu 3- fosfogliserat.

B.     Reduksi

         Dinamakan fase reduksi karena pada tahap ini terjadi serah terima elektron dari NADPH. 3- fosfogliserat akan difosforilasi oleh ATP yang berasal dari reaksi terang membentuk 1,3- bifosfogliserat. Kemudian NADPH akan teroksidasi dan memberikan elektronnya pada 1,3- bifosfogliserat. Yang menyebabkan 1,3- bifosfogliserat berubah menjadi gliseral dehid 3-fosfat (G3P) dikarenakan gugus 1,3- bifosfogliserat yang semulanya merupakan gugus karboksil berubah menjadi gugus aldehid.  Kemudian G3P diubah menjadi glukosa nantinya. Dalam sekali siklus terjadi 1 molekul CO2 akan menghasilkan 6 molekul G3P. 5 molekul G3P akan diregenerasi menjadi Ribulosa-bifosfat. 1 molekul akan menjadi precursor pembentukan glukosa. Sehingga dibutuhkan 6 molekul CO2 untuk menghasilkan 1 molekul glukosa (C-6). Totalnya 6 CO2 mengalami siklus membutuhkan 18 ATP (12 ATP untuk Fosforilasi 3PG dan 8 ATP untuk regenerasi Ribulosa bifosfat)  dan 12 NADPH.

C.     Regenerasi

        Tahap ini berguna agar siklus Calvin tetap berjalan dikarenakan apabila tidak ada tahap regenerasi maka tidak ada molekul yang akan mengikat/memfiksasi CO2 untuk membentuk molekul prekursor glukosa.

Pada tahap ini 5 Molekul G3P akan diregenerasi melalui tahap yang panjang untuk menghasilkan ribulose bifosfat dengan menggunakan energy dari ATP.

 Rujukan Utama:

Ismail. 2013. Fisiologi Tumbuhan. Makassar : Jurusan Biologi FMIPA UNM

Campbell. 2014. Biologi Tenth Edition Jilid I. New York: Copyright © 2014.Pearson Education,