Нобелове награде за открића у области процеса фотосинтезе

Нобелова награда је интернационална награда која се додељује сваке године као знак признања за научна, академска и културна достигнућа. Награда је установљена 1895. године, по жељи шведског научника и проналазача Алфреда Нобела. Први пут је додељена 1901. године и то из области хемије, књижевности, мира, физике, психологије и медицине. Од 1968. г. Нобелова награда се додељује и из области економских наука. Награду додељују шведске и норвешке институције, при чему се церемонија доделе одржава у Стокхолму (Шведска), 10. децембра сваке године, на дан годишњице смрти Алфреда Нобела. Једино се церемонија доделе награде за мир одржава у Ослу (Норвешка). Сваки добитник (лауреат) том приликом добија златну медаљу, диплому и извесну суму новца коју одређује Нобелова фондација. Нобелова награда се сматра најпрестижнијом наградом из области књижевности, медицине, физике, хемије, мира и економије.

^{Нобелова награда}

Нобелова награда се не додељује за област биологије. Међутим, многа научна открића из области хемије за која су награде додељене, допринеле су разјашњењу великог броја биохемијски процеса на којима се заснива функционисање и опстанак живих бића. Када су у питању биљке, веома су значајна била открића у области физиологије биљака, а посебно она која су довела до објашњења механизма одвијања процеса фотосинтезе. Фотосинтеза је јединствена реакција у живом свету коју могу да врше само биљке, али на чији рачун живе сва друга жива бића. Наиме, у току процеса фотосинтезе биљке, уз помоћ угљен-диоксида и воде и у присуству Сунчеве светлости и зеленог пигмента хлорофила, синтетишу органску материју којом се хране и оне саме, али и сви други организми на планети Земљи. Такође, у току процеса фотосинтезе у атмосферу се ослобађа гас кисеоник, захваљујући коме сва жива бића дишу. Сматра се да сав кисеоник у атмосфери потиче управо из процеса фотосинтезе.

Фотосинтеза је веома комплексан и сложен процес који се састоји од низа ланчаних биохемијских реакција катализованих ензимима. За фотосинтезу се зна још од друге половине 18. века, када су научници закључили да су биљке у стању да производе „добар“ ваздух. Од тада па до данас, захваљујући научним достигнућима, новим методама и савременим технологијама овај процес је скоро потпуно разјашњен. Томе су допринела и велика научна открића за која је додељено више Нобелових награда.

1937. године Паул Карер, швајцарски хемичар, добио је Нобелову награду за истраживање каротеноида, флавина и витамина А и В12.

Каротеноиди су фотосинтетички пигменти који имају важну улогу у процесу фотосинтезе. Они апсорбују сунчеву светлост, заједно са хлорофилима, чиме започиње фотосинтетички процес. С друге стране, каротеноиди штите молекул хлорофила од разарања на светлости великог интензитета, тако што апсорбују вишак светлости и онемогућавају настанак реактивних форми кисеоника, које би довеле до инхибиције процеса фотосинтезе.

1938. године Ричард Кун, немачки биохемичар, добио је Нобелову награду за рад на каротеноидима и витаминима.

Научник Кун је, такође, испитивао биљне пигменте каротеноиде и заокружио сазнања о овој важној групи органских једињења, која осим у процесу фотосинтезе, имају и бројне друге улоге: у опрашивању биљака, у боји плодова, синтези витамина А, у покретима стома.

1952. године британски хемичари Арчер Мартин и Ричард Синг добили су Нобелову награду за откриће партиционе хроматографије.

Партициона хроматографија је аналитичка метода којом се, на хроматографском папиру, раздвајају органска једињења из смеше. Откриће ове методе допринело је раздвајању фотосинтетичких пигмената из биљних екстраката (хлорофила а и б, каротена и ксантофила), њиховој идентификацији и одређивању поларности.

1961. године Мелвин Калвин, амерички хемичар који се бавио биологијом, добио је Нобелову награду за изучавање процеса фотосинтезе.

Калвин је разјаснио редослед реакција у тамној фази процеса фотосинезе, чији је резултат синтеза органских једињења, пре свега фруктозе. Наиме, процес фотосинтезе се дели на две фазе: светлу и тамну. У светлој фази се врши апсорпција Сунчеве светлости од стране молекула хлорофила и ослобађање кисеоника у атмосферу. У тамној фази се дешава синтеза органских једињења, уз помоћ продуката насталих у светлој фази. Сам процес синтезе ових једињења до тада је био непознат. Калвин је закључио да су сви реактанти овог процеса поређани у круг, због чега се тамна фаза сматра циклусом, који је по њему назван Калвинов циклус. Калвинов циклус обухвата три процеса: карбоксилацију СО2, редукцију угљеника и регенерацију почетног једињења (акцептора СО2).

1978. године Питер Мичел, британски биохемичар, добио је Нобелову награду за формулацију хемиосмотске хипотезе и проналазак механизма за синтезу АТП-а.
      Аденозин-трифосфат је високо енергетско једињење које обезбеђује довољну количину енергије за одвијање процеса фотосинтезе. АТП се код биљака синтетише у току процеса фотосинтезе и ћелијског дисања. Мичел је у својој хемиосмотској хипотези доказао да је синтеза АТП-а могућа једино у оним органелама у чијим се мембранама налази систем за транспорт електрона и које нису пропустљиве за пасиван пролазак протона. Такве органеле су хлоропласти и митохондрије. Да би се синтетисао АТП потребно је да постоји аденозин-дифосфт и фосфорна киселина, која једну фосфорну групу пребацује на АДП и тако настаје АТП. На овај начин Мичел је хемиосмотском хипотезом доказао међусобну повезаност три компоненте: транспорт електрона, јонске пумпе и синтезу АТП-а.
1979. године Пол Бојер, амерички хемичар и Џон Вокер, британски хемичар који се бави молекуларном биологијом, добили су Нобелову награду за објашњење ензимских механизама у синтези АТП-а.
      Ови научници су доказали да се синтеза АТП-а одвија захваљујући ензиму АТП-синтаза. Овај ензим се налази на површини мембрана хлоропласта и митохондрија и каталише реакцију везивања АДП-а за фосфатну групу. За ту активност користи енергију која потиче из протонске моторне силе, а она настаје због разлике у концентрацији протона са једне и друге стране мембране. После овог открића, потпуно је разјашњен механизам синтезе АТП-а, са чијим истраживањем је започео Мичел 70-тих година ХХ века.
1980. године Питер Агри и Родерик Макинон, амерички хемичари, добили су Нобелову награду за испитивања јонских канала у ћелијским мембранама.

Позната је чињеница да је ћелијска мембрана непропустљива за јоне. Али, на њој се налазе специфични протеини у чијој се унутрашњости образује канал, кроз који се врши транспорт јона, па се зато и називају јонски канали. На тај начин катјони и ањони могу несметано да пролазе кроз ћелијску мембрану у ћелију и из ћелије у спољашњу средину. Детаљно су ове канале испитали Агри и Макинон.

^{Фото: Паул Карер; Ричард Кун; Арчер Мартин; Ричард Синг; Мелвин Калвин; Питер Мичел; Пол Бојер; Ензим АТП-синтаза; Питер Агри; Родерик Макинон}

У следећој објави: О старењу биљака

Аутор: проф. др Биљана Бојовић
Обрадио: Дејан Милошевић

БОТАНИЧКА БАШТА САЈТ, ФБ СТРАНА, ИНСТАГРАМ

ПМФ КРАГУЈЕВАЦ САЈТ, ФБ СТРАНА, ИНСТАГРАМ, ЈУТЈУБ
ПРВИ ПРВИ НА СКАЛИ ПОРТАЛ, ФБ СТРАНА, ТВИТЕР, ИНСТАГРАМ, ЈУТЈУБ

Добитници признања Зелени лист из Крагујевца, Ботаничка башта и удружење ПРВИ ПРВИ НА СКАЛИ јавности представљају заједничко стварање Еколумне на сајту Екологија Крагујевац и на порталу удружења.

Досадашње објаве:

• доц. др Снежана Бранковић: 1) ШТА ПРЕДСТАВЉАЈУ БОТАНИЧКЕ БАШТЕ; 2) БОТАНИЧКЕ БАШТЕ СРБИЈЕ; 3) БОТАНИЧКА БАШТА У КРАГУЈЕВЦУ; 4) ПОСЕБНИ ПРИЈАТЕЉИ БОТАНИЧКЕ БАШТЕ
• проф. др Маријана Косанић: 1) О ГЉИВАМА; 2) НУТРИТИВНА СВОЈСТВА ГЉИВА; 3) ТРОВАЊЕ ГЉИВАМА; 4) ЈЕСТИВЕ ГЉИВЕ И ЊИХОВЕ ОТРОВНЕ "ДВОЈНИЦЕ"
• Ненад Златић, асистент: 1) ФОРЕНЗИЧКА БОТАНИКА; 2) УПОТРЕБА БИЉАКА У ФОРЕНЗИЦИ; 3) ПРИМЕНА БИЉАКА У ФОРЕНЗИЦИ; 4) КОРИШЋЕЊЕ БИЉАКА У ФОРЕНЗИЦИ
• проф. др Горица Ђелић:1) ЛЕКОВИТО БИЉЕ; 2) ЛЕКОВИТО БИЉЕ II; 3) ЛЕКОВИТО БИЉЕ III; ЛЕКОВИТО БИЉЕ IV
• др Филип Грбовић: 1) ИНВАЗИВНЕ БИЉНЕ ВРСТЕ И ЊИХОВА СТАНИШТА; 3) ИНВАЗИВНЕ ВРСТЕ БИЉНИХ СТАНИШТА И УТИЦАЈ НА СТАНИШТА
• проф. др Биљана Бојовић: 1) ХЛОРОФИЛ - ЗЕЛЕНО ЗЛАТО; 2) БИЉКЕ ИЗ ЕПРУВЕТЕ; 3) ПОКРЕТИ БИЉАКА
• др Драгана Јаковљевић: 1) БИЉНЕ МАТИЧНЕ ЋЕЛИЈЕ; 2) И БИЉКЕ НОСЕ ОЖИЉКЕ; 3) КУЛТУРА БИЉНИХ ЋЕЛИЈА И ТКИВА

УПОЗНАЈ ПРИРОДУ ДА БИ ЈЕ ВИШЕ ВОЛЕО

Извор: ПРВИ ПРВИ НА СКАЛИ