Melvin Calvin — Nobelpristagaren som kartlade Calvincykeln och fotosyntesen
Melvin Calvin — Nobelpristagaren som kartlade Calvincykeln och fotosyntesen med kol-14; upptäckten bakom hur växter omvandlar CO2 till kolhydrater.
Melvin Ellis Calvin (8 april 1911 - 8 januari 1997) var en amerikansk kemist. Han upptäckte Calvincykeln (tillsammans med Andrew Benson och James Bassham). Han tilldelades 1961 Nobelpriset i kemi för detta arbete. Calvin tillbringade större delen av sin fem decennier långa karriär vid University of California, Berkeley. Under sin vetenskapliga bana kombinerade han kemisk noggrannhet med biologisk nyfikenhet och bidrog starkt till att koppla samman kemi och biologi i studiet av fotosyntes.
Tidiga år och utbildning
Calvin föddes 1911 och utbildade sig först i kemi innan han på allvar inriktade sig på biokemiska frågor. Han genomgick universitetsstudier och doktorsutbildning i kemi, och etablerade sig tidigt som en skicklig forskare inom fysikalisk och organisk kemi. Hans erfarenheter av kemiska metoder blev avgörande när han senare utvecklade radiokemiska spårmetoder för att följa kolatomers väg i växter.
Upptäckten av Calvincykeln
Med kol-14-isotopen som spårämne kartlade Calvin och kollegor hela den väg som kolet färdas genom en växt under fotosyntesen. Det börjar med att det tas upp som atmosfärisk koldioxid och slutar med att det omvandlas till kolhydrater och andra organiska föreningar. Genom noggrant utformade experiment, ofta med den encelliga algen Chlorella, använde gruppen korta pulser av radioaktivt kol (14C) och följde därefter hur märkt kol förflyttade sig genom olika kemiska mellanprodukter.
De visade att solljuset påverkar klorofyllet i en växt för att ge bränsle till tillverkningen av organiska föreningar. Genom separationstekniker som papperkromatografi och snabb provberedning identifierade de flera mellanprodukter och kunde föreslå en cyklisk serie av reaktioner som både fixerar koldioxid och regenererar det acceptormolekyl som behövs för fortsatt kolfixering. Den mekanism som beskriver dessa steg kallas i dag oftast Calvincykeln eller mer fullständigt Calvin–Benson–Bassham-cykeln. Ett viktigt resultat från arbetet var identifieringen av 3-fosfoglycerat (3-PGA) som en tidig stabil produkt i koldioxidfixeringen och insikten om ribulos-1,5-bisfosfat (RuBP) som den kolfångande acceptorn.
Metoder och vetenskaplig betydelse
Calvins användning av kol-14 som spårämne och kombinationen av pulseringsteknik (pulse-chase), snabba kemiska stopp och kromatografiska metoder utgjorde ett genombrott för hur biokemiska vägar kunde kartläggas. Metoden gjorde det möjligt att skilja mycket snabba reaktionssteg åt och att identifiera kortlivade intermediärer som tidigare varit svåra att påvisa. Resultaten förändrade förståelsen för fotosyntesens kemi och har haft stor betydelse för växtfysiologi, biokemi och jordbruksvetenskap.
Senare år, skrifter och engagemang
Calvin var den enda mottagaren av Nobelpriset i kemi 1961. Han skrev tre decennier senare en självbiografi med titeln Following the trail of light: a scientific odyssey, där han berättar om sin forskning, sitt tankesätt och de praktiska och filosofiska aspekterna av att följa vetenskapliga spår. Under 1950-talet var han en av de första medlemmarna i Society for General Systems Research. År 1963 fick han dessutom titeln professor i molekylärbiologi.
Utöver sin forskning var Calvin engagerad i vetenskaplig undervisning, populärvetenskaplig kommunikation och funderingar kring tvärvetenskapliga metoder. Hans arbete banade väg för många efterföljande studier av fotokemiska och biokemiska processer i växter och mikroorganismer, och Calvincykeln är fortfarande central i läroböcker om fotosyntes.
Arv
Calvins forskning har lämnat ett bestående arv inom biokemi och växtvetenskap. Tekniken att använda radioaktiva isotoper för att följa atomernas väg i levande system blev ett standardverktyg i molekylärbiologi och metabolismforskning. Begrepp och mekanismer från Calvins arbete används fortfarande i modern forskning om koldioxidfixering, växtförädling och hållbar produktion av biomassa.
Frågor och svar
F: Vem var Melvin Ellis Calvin?
Svar: Melvin Ellis Calvin var en amerikansk kemist som upptäckte Calvincykeln tillsammans med Andrew Benson och James Bassham och tilldelades 1961 års Nobelpris i kemi för detta arbete.
F: Var tillbringade Calvin större delen av sin karriär?
S: Calvin tillbringade större delen av sin fem decennier långa karriär vid University of California, Berkeley.
F: Vad uppnådde Calvin och hans kollegor med hjälp av kol-14-isotopen?
S: Med hjälp av kol-14-isotopen som spårämne kartlade Calvin och hans kollegor hela den väg som kolet färdas genom en växt under fotosyntesen och visade att solljuset verkar på klorofyllet i en växt för att driva tillverkningen av organiska föreningar.
F: Vad är Calvincykeln och vem upptäckte den?
S: Calvincykeln är den process genom vilken växter omvandlar koldioxid till kolhydrater och andra organiska föreningar. Den upptäcktes av Melvin Ellis Calvin, Andrew Benson och James Bassham.
F: Vilken titel hade Calvin vid sidan av sin karriär inom kemi?
S: 1963 fick Calvin tilläggstiteln professor i molekylärbiologi.
F: Delade Calvin Nobelpriset i kemi med någon annan?
S: Nej, Calvin var den ende mottagaren av 1961 års Nobelpris i kemi.
F: Skrev Calvin en självbiografi?
S: Ja, Calvin skrev en självbiografi med titeln Following the trail of light: a scientific odyssey, tre decennier efter sin Nobelprisvinst.
Sök