ЖАШЫЛ КЕРЕМЕТ: ХЛОРОФИЛЛ

Бир миллиметр квадраттык бир аянтты элестетели. Бул аянт бир калемдин учунчалык кичинекей жерди ээлейт. Эми бул кичинекей аянттын ичине 500 миң даана аппараттарды орнотолу. Ал аппараттардын ар биринин долбоору жана аткарган кызматы өзгөчө пландалган болсун. Ошондой эле, бул 500 миң аппаратты атайын бир пакет системасы менен коргоо астына алалы.

Балким бул сценарий биринчи окуганда адамга эч мүмкүн эместей сезилиши мүмкүн. Бирок Аллахтын жаратуусу кемчиликсиз жана кереметтүү. Жана жогоруда айтылган мисал чыныгы жашоодо бар. Бир жалбырактын ортосундагы бир миллиметр квадратта 500 миң даана хлорофилл болот.78 Кичинекей аянтка батырылган жана өтө комплекстүү долбоорлуу хлорофилл молекулалары, мурдакы бөлүмдө кыскача айтылгандай, адам өмүрү үчүн өтө маанилүү бир кызматты аткарышат.

Бир саамга сизден белгилүү бир аппараттын долбоорун түзүү талап кылынды деп элестетели. Сиз долбоорлой турган аппараттын кызматы суу молекуласын майдалоо болсун. Белгилүү болгондой, суу 2 суутек жана 1 кычкылтек атомунун биригишинен түзүлөт. Долбоорлоно турган аппарат суутек молекуласын кычкылтек молекуласынан бөлүп алышы керек.

Суудагы суутек менен кычкылтек атомдорун бири-биринен бөлүү үчүн өтө чоң бир жарылуу болушу же суу молекулалары миңдеген градуска ысытылышы керек. Суунун 100 градуста кайнаарын эстесек, талап кылынган энергиянын чоңдугун жакшыраак элестете алабыз. Бирок сизге жарылууну да, миңдеген градуска ысытууну да талап кылбаган бир аппараттын долбоорун түзүү талабы коюлду дейли. Бир гана күндүн энергиясын колдонушуңузга уруксат берилген болсун. Сизден талап кылынган аппарат дагы бир оор кызматты аткарышы керек. Абадагы көмүр кычкыл газын суудан алган суутек менен бириктирүү.

Эгер бул процессти жасай ала турган бир аппаратты ойлоп тапсаңыз, илим тарыхына ысмыңызды алтын тамгалар менен жаздырасыз. Себеби илим дүйнөсү канчалаган аракеттерге, технологиялык мүмкүнчүлүктөргө жана илимдин ушунчалык өнүккөнүнө карабастан, дагы эле бул процессти жасай турган бир аппаратты ойлоп таба алган жок. Ал тургай, өсүмдүктөрдүн бул процессти кантип жасаарын дагы эле табууга жана түшүнүүгө аракет кылууда. «Хлорофилл» аттуу молекула жер жүзүндө бул процессти жасай алган жападан жалгыз аппарат болуп саналат. Хлорофиллдин долбоорун анализ кылганда, Аллахтын бүт нерсени канчалык так эсептер жана чексиз акыл менен жаратканын жакшыраак түшүнө алабыз.

55 көмүртек, 72 суутек, 5 кычкылтек, 4 азот жана 1 магний атомунун белгилүү бир катар жана белгилүү бир долбоор менен бириктирилиши натыйжасында хлорофилл молекуласы келип чыккан.79 Бул молекула өз кызматын аткара алышы үчүн ар бир атому өз ордунда болушу керек.

Хлорофиллди түзгөн бул атомдор өз милдетин өтө жакшы билишет жана аң-сезимдүү бир адамдай болуп, адамдын акылына сыйгыс кыска убакыт ичинде өз милдеттерин аткарышат. Бул убакыт секунданын он миллиондон бирине барабар.80 Адам мынчалык кыска убакытты эч качан түшүнө албайт. Адам үчүн секунданын миңден бири менен секунданын эки миңден биринин ортосунда да эч кандай айырма жок. Бул экөө тең адам түшүнө албай турганчалык кыска бир мөөнөт. Секунданын он миллиондон бириндей бир мөөнөт болсо адамдын кыялына да сыйбай турганчалык кыска.

Хлорофиллдин ичинде ишке ашкан кереметтүү кубулуштар

Белгилүү болгондой, күндүн нуру фотондордон турат. Жашыл жалбырактардын ичиндеги сууну сүзгөн күн нуру хлорофилл аппаратына кирет. Бул хлорофиллдеги субатомдук бөлүкчөлөрдү кыймылга келтирип, орбиталарын өзгөртөт. Бул процесс, жогоруда айтылгандай, секунданын он миллиондон биринчелик кыска убакытта болуп өтөт жана субатомдук бөлүкчөлөр ушул убакытта суу молекуласындагы суутекти кычкылтектен бөлүп алышат. Бул процесс ушунчалык ылдам болгондуктан, илимпоздор субатомдук бөлүкчөлөрдүн суутек менен кычкылтекти бири-биринен кантип бөлөөрүн дагы эле түшүнө алышкан жок.

Бөлүп алынган суутектерди фермент же катализатор деп аталган чоңураак, спираль формасындагы белок молекулалары кармашат. Бул ферменттердин формасы атайын суутекти кармай ала тургандай кылып долбоорлонгон. Булар суутекти ичкери киргизилген көмүр кычкыл газы менен, бул эки молекула чогуу өтө ылдам айланып, химиялык жактан бири-бирине аралаша тургандай кылып, кошушат. Илимпоздор бул этаптын дагы кантип ишке ашаарын алигече түшүнө алышкан жок. Себеби бул системаны изоляциялап анализдей турган мүмкүнчүлүктөрү жок. Келип чыккан жыйынтыкты карап, бул процесс учурунда эмнелер болушу мүмкүн экени жөнүндө жоромолдорду гана айтышууда.81

Бул жерде бир саамга ойлонолу: бир даана хлорофилл молекуласынын ичинде 21-кылымдын технологиясы менен адамзат кантип иштээрин дагы түшүнө албаган кемчиликсиз бир система бар. Бул системанын ар бир бөлүгүндө кереметтүү процесстер ишке ашат. Мисалы, ферменттер келген күн нуру менен суудагы суутектин бөлүнөөрүн билгендей болуп күтүп турушат. Суутек атому бөлүнгөндө болсо эч адашпай, башка атомдор менен, мисалы, ал жердеги кычкылтек атому менен чаташтырбай, аны ошол замат таанып, кармашат. Андан соң эмне кылуу керек экенин өтө жакшы билишет жана суутекти алып барып көмүр кычкыл газы менен бириктиришет. Бул жерде өтө жөнөкөйлөштүрүп айтып берилген ушундай акылдуу иш-аракеттер натыйжасында дүйнөдө жандыктар өмүр сүрө алышууда.

Болгондо да, бул кубулуштардын баары секунданын он миллиондон биринчелик кыска убакыт ичинде ишке ашат. Адамзат колундагы ушунчалык технологиялык мүмкүнчүлүктөргө карабастан, лаборатория шартында хлорофилл молекуласы, анын ичиндеги ферменттер жана атомдор жасаган ишти жасай албай жатат. Эч күмөнсүз, хлорофиллдин долбоору жана кылган иши Аллахтын өрнөксүз жана теңдешсиз жаратуусунун далилдеринен.

Алгачкы этаптар

Фотосинтез этаптарынын ишке ашуу мөөнөттөрүн караганыбызда, Аллахтын кудурети менен кереметтүү жаратуусун жакшыраак көрөбүз.

Фотосинтез процессине талап кылынган убакыт өзүнчө бир керемет: «секунданын миллиарддан бири».82

Бул мөөнөт аралыгында энергиялар которулуп, реакция борборунда чогулган энергия керектүү жерлерге таратылышы керек. Бул кыска убакыт ичинде энергиянын которулуу процессинин ишке ашышы дагы бир жагдайды көрсөтөт. Энергиянын которулушу сыяктуу татаал бир процесс мындан да кыска убакыт ичинде жасалышы керек. Бул убакытты элестетүүгө да болбойт;

Бир секунданын үч жүз миллиарддан бири.

Бул мөөнөт бир секунданы үч жүз миллиард бөлүккө бөлүүдөн алынган убакыт бирдиги болуп саналат жана бул адам акылына такыр сыйбайт.

Кооптуулук контроль астында кармалат

Фотосинтез учурунда ишке ашкан процесстер, эгер керектүү чаралар көрүлбөсө, өтө кооптуу натыйжаларга алып келиши мүмкүн. Себеби бул процесс учурунда бир молекула бөлүнүп, андан соң ал бөлүктөрдүн бири башка бир молекула менен биригет. Мында өтө кооптуу бир ыкма, субатомдук бөлүкчөлөрдүн кыймылдары колдонулат.

Субатомдук бөлүкчөлөрдүн кыймылдары эч күтүүсүз коркунучтарды жаратышы мүмкүн. Эгер бүт процесстер контроль астына алынбаса, өсүмдүк клеткалары талкаланып да кетиши ыктымал. Бирок фотосинтез процессинин ар бир этабы үчүн өз-өзүнчө чаралар жаратылган.

Муну заманбап атом станцияларындагы ядролук реакторлордун долбооруна салыштырууга болот. Ядролук реакторлордо атомдордун бөлүнүшүнөн (талкаланышынан) келип чыккан энергия электр энергиясын өндүрүүгө колдонулат. Атомдун бөлүнүшүнөн энергиядан тышкары, өтө кооптуу радиоактивдүү элементтер да (мисалы, гамма-нурлары) бөлүнүп чыгат. Реактор атомдун бөлүнүшүнөн чыккан энергияны пайдалуу абалга алып келип, зыяндуу бөлүкчөлөрдү болсо нейтралдаштыра турган кылып долбоорлонгон. Ошондуктан реактордун ичине зыяндуу бөлүкчөлөрдүн таасирин токтото турган атайын системалар орнотулган.

Иштөө системасы менен өндүрүш формасы бири-биринен айырмалуу болгонуна карабастан, фотосинтез механизми менен ядролук реакторлордун орток бир тарабы бар. Фотосинтез механизмдеринде дагы ядролук реакторлор сыяктуу, өндүрүш учурунда келип чыга турган зыяндуу элементтерди жок кыла турган коопсуздук системалары бар. Бул жерде фотосинтез механизмдеринин технологиясынын жана долбоорунун адамзат жасаган ядролук реакторлордон алда канча жогору экенин баса белгилөө керек. Ошондой эле, ядролук реакторлор жүз миңдеген метр квадраттык аянтка курулган ири заводдор болсо, фотосинтез көзгө көрүнбөй турганчалык кичинекей бир клетканын ичинде ишке ашат. Фотосинтез учурунда келип чыгышы ыктымалдуу болгон бүт коркунучтар эске алынган. Мисалы, электрондорду которгон суб-системалардын бири-бирине болгон аралыгы дагы өтө так пландалган. Ал аралык эң алдыңкы микроскоптор менен да көрүнбөй турганчалык кичине.

Мындан тышкары, фотосинтез учурунда роботтордой болгон белок-пигмент кошундулары кызмат кылышат. Алардын кайсынысынын кайсы этапта кызмат кылаары жана кайсы коркунучтун алдын алаары да кемчиликсиз бир план аркылуу белгиленип коюлган.

Бул жөнүндө бир канча илимий маалыматтарга токтолуу бизге бул долбоордун кемчиликсиздигин жакшыраак көрсөтөт:

Күндүн нуру күчтүү болгон кездерде хлорофилл «үчтүк абал» (триплет) деп аталган химиялык абалга көтөрүлөт. Бул болсо өсүмдүктүн ичинде чоң зыяндарга алып келиши мүмкүн. Себеби үчтүк абалда хлорофиллдин сырткы катмарындагы эки электрондун орбиталары карама-каршы эмес, бир багытта болот.

Бул үчтүк хлорофилл ошол замат кычкылтек менен реакцияга кирип белокторго зыян тийгизе турган бир синглеттик (жалгыздык) кычкылтектин пайда болушуна себеп болот. Бул зыянга хлорофиллдердин жанында жайгашкан каротиндер бөгөт болот. Пигмент түрлөрүнүн бири болгон бир канча каротин чогулуп, хлорофиллдин үчтүк абалын басаңдатып, синглеттик кычкылтектин пайда болушуна бөгөт болушат. Б.а. хлорофиллге келген ашыкча көлөмдөгү энергияны бөлүшүү аркылуу хлорофиллдин зыяндуу абалга келишинин алдын алышат.83

Фотосинтездеги жүздөгөн пландуу этаптарды жана системаларды бир тарапка коюп, бир эле ушул жагдай жөнүндө ойлонгондо дагы Аллахтын кемчиликсиз жаратуусун апачык көрүүгө болот. Хлорофилл молекуласы кооптуу абалга келгенде, хлорофиллдеги ашыкча энергияны жоюп, хлорофиллди зыянсыз абалга алып келе турган «каротин» аттуу молекуланын;

- дал керектүү жерде,

- дал керек учурда,

- эң туура долбоору менен бар болушу бул системанын өтө улуу бир акыл тарабынан, б.а. Аллах тарабынан жаратылганын көрсөтөт. Эч бир кокустук мынчалык терең, комплекстүү жана кемчиликсиз бир системаны бүт керектүү чаралары менен бирге пайда кыла албайт. Эч бир акылдуу адам дагы сокур кокустуктар мындай системаны пайда кылган деген көз-карашты кабыл ала албайт.

Фотосинтездин сырдуу дүйнөсү

Фотосинтез процессин туурап жасалган энергия өндүрүү системалары чоң көйгөйлөргө туш болду. Ал көйгөйлөрдүн эң негизгиси тынымсыз кайталануучу бир реакция чынжыры жасала албагандыктан, реакцияны баштоо үчүн ар жолкусунда жаңы бир энергия талап кылынган. Мындан тышкары, сиңирилген нурду муктаждыкка жараша которо турган же башка бир энергия формасына айландырып сактап койо турган система курула албаганы үчүн, күндөн келген нурдун көп бөлүгү же кайра чагылтылып же болбосо таратылып сарпталат. Күндүн энергиясын колдонууга аракет кылган бүт каражаттар ушул маселеге туш болууда. Жашыл жалбырактар болсо биринчи жаратылган күнүнөн бери, улуу система менен жаратылганы үчүн, мындай маселелерге кабылган жок.

Фотосинтездин этаптары

Илимпоздор хлоропласттардын ичинде ишке ашкан фотосинтез кубулушуна узун бир химиялык реакция тизмеги деп аныктама беришет. Бирок, жогоруда да айтылгандай, бул реакция укмуш тездик менен ишке ашкандыктан, кээ бир этаптарын аныктай албай келишүүдө. Фотосинтездин эки этапта ишке ашаары анык белгилүү болду. Бул этаптар «жарык этап» жана «караңгы этап» деп аталат. Күндүн нуру болгондо гана ишке ашкан жарык этапта фотосинтез жасоочу пигменттер күндүн нурун сиңирип, суудагы суутекти колдонуп химиялык энергияга айландырышат. Бош калган кычкылтекти болсо кайра абага чыгарышат. Күндүн нуру талап кылынбаган караңгы этапта химиялык энергия кант сыяктуу органикалык заттарды өндүрүүгө колдонулат.

Жарык этап

Фотосинтездин биринчи этабы болгон жарык этапта күйүүчү зат катары колдонулуучу НАДФ-Н жана АТФ продукциялары алынат.

Фотосинтездин биринчи этабында кызмат кылган, күндүн нурун кармоочу антенна топтору чоң рольго ээ. Жогоруда каралгандай, хлоропласттын ушул иш үчүн пландалган бир бөлүгү болгон антенналар хлорофилл сыяктуу пигменттерден, белок жана майдан турат, жана «фотосистема» деп аталат. Хлоропласттын ичинде эки даана фотосистема бар. Алар – 680 нанометр жана андан төмөнкү толкун узундугундагы нурларды сезүүчү Фотосистема II жана 700 нанометр жана андан жогорку толкун узундугун сезүүчү Фотосистема I. Фотосистемалардын ичинде күн нурунун белгилүү бир толкун узундугун кармоочу хлорофилл молекулалары болсо P680 жана P700 деп аталышат.

Күн нурунун таасири менен башталуучу реакциялар ушул фотосистемалардын ичинде ишке ашат. Эки фотосистема өзү кармаган күн нуру аркылуу башка башка процесстерди жасаганы менен, эки системанын процесси бир реакция чынжырынын ар кайсы шакектерин түзүп, бири-бирин толуктайт. Фотосистема II тарабынан кармалган энергия суу молекулаларын бөлүп, суутек менен кычкылтекти бири-биринен ажыратат. Фотосистема I болсо НАДФны суутек менен төмөндөтөт.

Бул үч этаптуу чынжырда башында суунун электрондору Фотосистема IIге, андан соң Фотосистема IIден Фотосистема Iге, аягында НАДФга жеткирилет. Бул чынжырдын биринчи этабы өтө маанилүү. Бул процессте бир даана фотон (нур бөлүкчөсү) өсүмдүккө сүзгөндө ишке ашкан кубулуштарды карайлы. Фотон өсүмдүктү сүзгөндө, бир химиялык реакцияны баштайт. Фотосистема IIнин реакция борборунда жайгашкан хлорофилл пигментине жетип, ал молекуланын электрондорунун бирине таасир тийгизип, жогорураак энергия деңгээлине чыгарат. Электрондор атом ядросунун айланасында белгилүү бир орбитада айланган, өтө төмөн бир электрдик заряды бар кичинекей бөлүкчөлөр болуп саналат. Күн нурунун энергиясы хлорофиллдеги жана башка нурду кармоочу пигменттердеги электрондорду түртүп, орбиталарынан чыгарат. Бул башталгыч реакция фотосинтездин калган этаптарын ишке киргизет; электрондор ал ортодо секунданын миллиондон биринчелик бир убакытта жаңыруу же чайпалуудан келип чыккан бир энергияны чыгарышат. Мына ушул энергия кезеги менен тизилип турган пигмент молекулаларынын биринен экинчисин көздөй агат.

Бул этапта бир электронунан ажыраган хлорофилл оң заряддуу болуп калат, электронду кабыл алган молекула болсо терс заряддуу болот. Электрондор «электрон которуу чынжыры» деп аталган, ташыгыч молекулалардан турган бир чынжырга өткөн болот. Электрондор бир ташыгыч молекуладан экинчисине, төмөн көздөй жүрүп отурат. Ар бир электрон ташыгычтын энергия деңгээли мурдакысынан төмөнүрөөк болот, натыйжада электрондор чынжыр бою бир молекуладан экинчисине өтүп баратып, баскыч баскыч энергияларын эркин койо беришет.

Бул кубулушту оңойураак түшүнүү үчүн системаны бир гидроэлектрдик станцияга салыштырууга болот. Бул станцияда бир шаркыратмадан түшкөн суу электрдик генераторду кыймылдатат. Суу канчалык бийиктен келсе, ошончолук көп энергия берет. Бирок суу бийик жерден агышы үчүн эки даана насос колдонулат. Ал насостор болсо суунун агымына жараша эки стратегиялык жерге орнотулган жана бүт системаны кыймылдатуучу, күндүн энергиясын топтогон панельдер тарабынан кыймылга келтирилет. Албетте, бул өтө жөнөкөйлөштүрүлгөн бир мисал. Бул системаны кура алсак дагы, күн панельдери алган энергияны насосторду иштете турган электрдик энергияга айландыруу биринчи этапта алдыбыздан чыга турган чоң маселеге айланат. Ал эми өсүмдүктөр болсо фотосинтез жасоодо бул процессти улуу бир долбоор менен, эч кемчиликсиз орундатышат.

Система иштеши үчүн суу тилакоиддердин ич тарабындагы аймакта бөлүнүшү керек. Натыйжада электрондорун мембрана аркылуу стромага өткөрөт жана ал жерде НАДФ+ка (никотинамид аденин динуклеотид фосфат, фотосинтез учурунда Фотосинтез I үчүн электрон алуучу жогорку энергиялуу бир молекула) түшүрүлөт. Бирок суу молекуласы оңойчулук менен бөлүнбөгөнү үчүн бул аймакта күчтүү бир уюшкандык жана кызматташтык керек болот. Бул процесске керектүү энергия жолдо эки жерде күндүн энергиясынан алынат. Бул этапта суунун электрондору эки фотосистемадан тең бир «түртүү» кыймылына туш болушат. Ар түртүлүүдөн соң электрон ташуу системасынын бир линиясынан өтүшөт жана энергияларынын бир бөлүгүн жоготушат. Бул жоготулган энергия фотосинтез үчүн колдонулат.

Фотосистема I жана НАДФ-Ндин келип чыгышы:

Фотосистема Iди сүзгөн бир фотон P700 хлорофиллинин бир электронун жогорураак энергия деңгээлине чыгарат. Бул электрон электрон ташуу системасынын НАДФ-Н линиясы тарабынан кабыл алынат. Ал энергиянын бир бөлүгү стромадагы НАДФ+ту НАДФ-Нге төмөндөтүүдө колдонулат. Бул процессте НАДФ+ эки электрон кабыл алып, системадан чыгат жана стромадан бир суутек ионун алат.

Фотосистема II - Фотосистема I

Электрондун орбитасынан чыгышы, электрон алуучуга жетиши жана андан кийинки көптөгөн процесстер фотосинтезге керектүү энергияны камсыз кылат. Бирок бул процесстин бир жолу ишке ашышы жетиштүү болбойт. Фотосинтез уланышы үчүн бул процесс тынымсыз, кайра кайра боло бериши керек. Бул жерде чоң маселе жаралат. Биринчи электрон орбитасынан чыкканда анын орду бош калат. Ал жерге жаңы бир электрон жайгаштырылып, анан келген фотон ал электронду сүзүп, ордунан чыккан электрон алуучу тарабынан кармалышы керек. Ар жолкусунда келген фотонду тосуп ала турган бир электронго муктаждык бар.

Бул этапта P700 жоготкон электрондун ордуна жаңысы коюлат жана стромадагы суутек иону (H+)  тилакоиддин ичине алып барылат. Бир фотон Фотосистема IIде P680дин бир электронун сүзүп, энергия деңгээлин жогорулатат. Ал электрон башка электрон ташуучу системага өтүп, Фотосистема Iде P700гө чейин жетип жоготулган электрондун ордун ээлейт. Электрон бул ташуу чынжырында баратканда, фотондон алган энергиясы суутек ионун стромадан тилакоиддин ичине жеткирүүгө колдонулат. Ал суутек кийинчерээк АТФ (аденозинтрифосфат) өндүрүүдө колдонулат. Бүт жандыктар тарабынан жашаш үчүн колдонулган бир күйүүчү зат болгон АТФ АДФке (аденозиндифосфат – жандыктарда болчу бир химиялык зат) бир фосфор атомун кошуу аркылуу алынат. Натыйжада электрон, электронду которуучу ташыгыч молекулалар Фотосистема IIнин электрондорун Фотосистема Iге жеткирип, P700гө керектүү электронду камсыздайт жана система эч токтоосуз ишин улантат.

Албетте, сарпталган электрондун ордун толуктоо үчүн бир электрон кампасынын долбоорлонуп, эң туура жерге жайгаштырылганы – бул системанын бүт майда-бараттарынын жаратылганын көрсөткөн далилдердин бири.

Суу - Фотосистема II

Бирок бул татаал кубулуш муну менен эле бүтпөйт. Электрондорун P700гө берген P680 бул этапта электронсуз калат. Бирок ага керектүү электронду камсыздоо үчүн да өзүнчө бир система курулган. P680дин электрондору тамырлардан жалбырактарга алып барылган суунун суутек, кычкылтек иондору менен электрондорго бөлүнүшүнөн алынат. Суудан келген электрондор Фотосистема IIге барып, Р680дин кем электрондорун толукташат. Суутек иондорунун кээ бирлери электрон ташуу чынжырынын аягында НАДФ-Н өндүрүү үчүн колдонулат, кычкылтек болсо эркин калып, атмосферага кайтат.

Энергия менен жылуулукту ушундайча баскыч баскыч эркин койо бере турган, өтө комплекстүү жана өтө жөнөкөйлөштүрүп айтып бергенде да түшүнүү абдан кыйын болгон бир чынжыр системасынын курулганы – улуу бир пландын жана чексиз бир акылдын көрсөткүчү. Ушул комплекстүү жана улуу долбоордун натыйжасында хлоропласт менен клеткалар температуранын зыяндуу деңгээлге көтөрүлүшүнөн корголгон жана, ошондой эле, өсүмдүккө НАДФ-Н жана АТФ сыяктуу негизги продукцияларды өндүрүүгө керектүү убакыт камсыздалган.

Фотосинтездин планындагы дагы бир керемет өзгөчө көңүлдү бурат. 

Жогоруда да айтылгандай, Фотосистема I жана IIнин антенналары Р700 жана Р680 болуп экиге бөлүнөт. Бул эки антенна кармаган нурлардын толкун узундугундагы 20 нанометрдик айырма бүт системанын иштешинде ачкыч рольду ойнойт. Негизи эки антеннанын химиялык түзүлүшү жана формасы бирдей, бирок «Kla» деп аталган, нурду кармоочу тузак кызматын аткарган өзгөчө молекулалардын болушу аларды айырмалуу кылат. Бул акылга сыйбай турганчалык кичинекей сандар менен чоңдуктарга таянган системада 20 нанометр (1 нанометр 1 метрдин миллиарддан бирине барабар) сыяктуу элестетүү да кыйын болгон аралыкты алуучу атайын системаларды болсо чексиз илимдүү бир Жаратуучу гана пландаган.

Фотосинтездин биринчи этабы болгон «жарык этап» ушунчалык жогорку системалар аркылуу иштегени менен, бир даярдык этабы гана болуп саналат. Бул этапта өндүрүлгөн күйүүчү зат сыпатындагы заттар негизги процесстер ишке ашуучу караңгы этапта колдонулуп, бул кереметтүү система толукталат.

Караңгы этап

Жарык этаптын натыйжасында келип чыккан энергия алып жүрүүчү АТФ жана НАДФ-Н молекулалары караңгы этапта колдонулган көмүр кычкыл газын кант жана крахмал сыяктуу азык заттарга айландырышат.

Караңгы этап айланма бир реакция. Бул цикл процесс уланышы үчүн реакциянын аягында кайрадан өндүрүлүшү керек болгон бир молекула менен башталат. Кельвин цикли деп да айтылган бул реакцияда НАДФ-Нге жабышып турган электрондор жана суутек иондору менен АТФке жабышып турган фосфор колдонулуп глюкоза өндүрүлөт. Бул процесстер хлоропласттын «строма» деп аталган суюк аймактарында ишке ашат жана ар бир этабы өзүнчө бир фермент тарабынан контрольго алынат. Караңгы этап реакциясы тешикчелер аркылуу жалбырактын ичине кирип стромада тараган көмүр кычкыл газына муктаж болот. Көмүр кычкыл газынын молекулалары стромада 5-RuBP деп аталган кант молекулаларына байланганда, тең салмаксыз 6-көмүртек молекуласын пайда кылышат жана натыйжада караңгы этап башталат.

Бул 6-көмүртек молекуласы ошол замат бөлүнүп, эки даана 3-фосфоглицерат (3PG) молекуласы келип чыгат. Эки молекулага тең АТФ тарабынан фосфат кошулат, жана бул процесс фосфорлошуу деп аталат. Фосфорлошуунун натыйжасында эки бифосфоглицерат (BPG) молекуласы пайда болот. Алар НАДФ-Н тарабынан майдаланып, эки глицерол-3-фосфат (G3P) молекуласы келип чыгат. Бул акыркы продукция кайчылаш чекитке келген болот жана бир бөлүгү цитоплазмага барып глюкоза өндүрүшүнө катышуу үчүн хлоропласттан чыгат. Калган бөлүгү болсо Кельвин циклин улантып, кайрадан фосфорлошууга дуушар болот. Ошентип циклдин эң башындагы 5-RuBP молекуласына айланат. Бир глюкоза молекуласын алуу үчүн керектүү G3P молекуласын өндүрүү үчүн бул цикл 6 жолу кайталанышы керек.

Фотосинтездин бүт этаптары сыяктуу, бул этабында да ферменттер маанилүү кызматтарды аткарышат. Бул ферменттердин ролунун канчалык маанилүү экенин түшүнүү үчүн бир мисал берели. Фотосинтездин өзгөчө ушул этабында кызмат кылган карбоксидисмутаз (рибулозо-1,5-бисфосфат карбоксилаз) аттуу фермент 0,00000001 миллиметр (миллиметрдин жүз миллиондон бири) көлөмүндө болгону менен, кислоталарды бөлүштүрүп, кычкылдануу иштерин күчөтөт (катализдейт).

Бул кандай ишке жарайт? Эгер углеводдор (тирозин-гексоз молекулалар) клетканын ичинде белгилүү көлөмдө жана белгилүү бир формада сакталбаса, клетканын ичиндеги басымды көбөйтүп, эң аягында клетканын талкаланышына алып келет. Ошондуктан суюктуктардан келип чыккан ички басымга таасир тийгизбей турган крахмал макромолекулалары катары сакталат (кампаланат). Бул болсо ферменттердин 24 саат бою жасаган катардагы иштеринин бири.

Жогоруда да айтылгандай, калган 5 RuBP молекуласы болсо системаны кайрадан баштоого керектүү заттарды камсыздап, үзгүлтүксүз реакция чынжырын пайда кылат. Көмүр кычкыл газы, АТФ жана НАДФ-Н болсо эле, бул реакция бүт хлоропласттарда тынымсыз кайталана берет. Бул реакция учурунда өндүрүлгөн миңдеген глюкоза молекуласы өсүмдүк тарабынан кычкылтектүү дем алуу жана структуралык материал катары колдонулат же сактап коюлат.84

Бул жерде кыскача баяндалган жана түшүнүү үчүн кунт коюп окуш керек болгон бул реакция чынжырын үстүртөн түшүнүү эле илимпоздордун кылымдарын алды. Жер жүзүндө башка эч бир ыкма менен өндүрүлө албаган углеводдор же кененирээк мааниде алганда органикалык заттар миллиондогон жылдан бери өсүмдүктөр тарабынан ушундай өтө комплекстүү система тарабынан өндүрүлүүдө. Жана өндүрүлгөн бул заттар башка жандыктар үчүн эң негизги азык булагы болуп саналат.

Фотосинтезди ушунчалык татаал жана ушул күндө да адамдар толук түшүнө албаган абалда миллиарддаган жылдан бери жасап келе жаткан өсүмдүктөр, бактериялар жана башка бир клеткалуу жандыктар – өздөрүнүн эмне кылып жатканын да билбеген, акылы, мээси, көзү жана кулагы жок жандыктар. «Бул жандыктар фотосинтез системасына өзүнөн-өзү жетип калышкан» деп айтуу бул жандыктарды энергия алуу үчүн күндү, сууну жана абаны колдонолу деп чечип, ал чечимин ишке ашыруу үчүн химия, физика, математика, оптика жана генетика илимдерин үйрөнүшкөн дегендей эле акылсыздык болуп саналат. Өсүмдүктөр мындай турсун, дүйнөнүн бүт изилдөөчүлөрү жана илимпоздору чогулуп, органикалык заттарды гана колдонуп, фотосинтез жасай турган бир хлорофиллди колдо жасаганга аракет кылышса, бул аракетинен эч майнап чыкпайт. Себеби бул системаны жасоо үчүн алгач системанын кантип иштээрин түшүнүү керек; бирок бүгүнкү илим жана технология деңгээли мындай өтө комплекстүү жана табышмактуу системанын ишин үстүртөн гана түшүнүүгө араң жетүүдө.

Бир күнү бул сыр чечилсе дагы, бир калемдин учундай жерге 500 миң даанасы батырылган хлорофилл молекуласынын копиясын жасоо дагы учурда адам акылы менен жөндөмүнөн өтө бийикте турат. Ошондуктан адам акылы менен мүмкүнчүлүгү жасай албаган нерсени өсүмдүктөрдүн ичиндеги аң-сезими жок атомдор жана сокур кокустуктар жасаган деп айтуу эч акылга сыйбайт.

Булактар:

78 "From Photons to Chlorophyll", Some Observations Regarding Color in the Plant World, C.J. Horn, Botany Column-Kasım, 1997

79 Guy Murchie, The Seven Mysteries Of Life, s. 52

80 Guy Murchie, The Seven Mysteries Of Life, s. 52

81 Guy Murchie, The Seven Mysteries Of Life,  s. 52

82 http://plantcell.lu.se/LTM/01/default.html

83 http://botany.hawaii.edu/faculty/webb/BOTT311/PSyn/Psyn11.htm

84 Kingsley R. Stern, Introductory Plant Biology, Wm.C.Brown Publishers, USA, 1991, s.169-170