Yaşıl Möcüzə: Xlorofil
Bir kvadrat millimetrlik bir sahə düşünək. Bu sahə bir karandaşın ucu qədər kiçik yeri əhatə edər. İndi bu kiçik sahənin içinə 500 min ədəd xüsusi cihaz yerləşdirək. Bu cihazların hər biri çox xüsusi bir dizayna və funksiyaya sahib olsun. Həmçinin bu 500 min cihazı çox xüsusi sistemlə nəzarətə götürək.
Bəlkə bu ssenari ilk oxunuşda insana qeyri-mümkün kimi gələ bilər. Ancaq Allahın yaradışı qüsursuz və ehtişamlıdır. Yuxarıda bəhs edilən nümunə real həyatda mövcuddur. Bir yarpağın ortasındakı bir kvadrat millimetrdə 500 min ədəd xlorofil olur (78). Kiçik bir sahəyə sığışdırılmış və son dərəcə kompleks bir dizayna sahib olan xlorofil molekulları, -əvvəlki hissədə də qısaca bəhs etdiyimiz kimi- insan həyatı üçün çox əhəmiyyətli bir vəzifəni yerinə yetirərlər.
Bir anlıq sizdən xüsusi bir cihaz hazırlamanızın istənildiyini fərz edək. Hazırlayacağınız cihazın vəzifəsi su molekulunu parçalamaq olsun. Bildiyimiz kimi su, 2 hidrogen və 1 oksigen atomunun bir yerə gəlməsi ilə meydana gəlir. Hazırlanacaq cihaz da hidrogen molekulunu oksigendən ayırmaq məcburiyyətindədir.
 |
| Bir kurşun kalemin ucu bir milimetrekarelik bir yer kaplar. Bir yaprağın üzerindeki kurşun kalem ucu kadar bir alana 500 bin adet özel aygıt yani klorofil yerleştirilmiştir. Bu kompleks yapıların bu kadar küçük bir alanda sayıca bu kadar çok olması elbette Allah'ın yaratmasındaki benzersizliğin kanıtlarındandır. |
Sudakı hidrogen və oksigen atomlarını bir-birlərindən ayırmaq üçün çox böyük bir partlayışın reallaşması və ya su molekullarının min dərəcədən çox isidilməsi lazımdır. Suyun 100 dərəcədə qaynadığı düşünsək, ehtiyacımız olan enerjinin miqdarı daha yaxşı aydın olar. Halbuki, sizdən elə bir alət hazırlamanız istənilir ki, nə partlamağa, nə də minlərlə dərəcəlik istiliyə ehtiyac duyulsun. Tək enerji qaynağı olaraq da günəş işığı istifadə etmənizə icazə verilsin. Sizdən istənilən və hazırlayacağınız cihazın çətin bir vəzifəsi daha vardır. Havadakı karbon 4 oksidi, əldə etdiyi hidrogen ilə birləşdirmək.
Əgər bu əməliyyatı reallaşdıracaq bir cihaz icad etsəniz elm tarixinə adınızı qızıl hərflərlə yazdırarsınız. Çünki elm dünyası bütün səylərə, texnoloji imkanlara və fövqəladə elmi inkişaflara baxmayaraq, hələ yuxarıda ifadə edilən əməliyyatı reallaşdıran bir cihaz icad edə bilməmişdir. Hətta bitkilərin, bu əməliyyatı necə reallaşdırdığını hələ tapmağa və anlamağa çalışır. Məhz "xlorofil" adlı molekul, yer üzündə bəhs olunan əməliyyatı reallaşdıran yeganə cihazdır. Xlorofilin dizaynı araşdırıldığında Allahın hər şeyi necə incə bir hesab və sonsuz bir ağılla yaratdığı daha yaxşı görünür.
55 karbon, 72 hidrogen, 5 oksigen, 4 azot və 1 maqnezium atomunun çox xüsusi bir sıra və çox xüsusi bir dizaynla birləşdirilməsi nəticəsində xlorofil molekulu meydana gəlmişdir (79). Bu molekulun vəzifəsini yerinə yetirməsi üçün hər atomun yerli yerində olması lazımdır.
Xlorifili meydana gətirən bu atomlar, vəzifələrini çox yaxşı bilər və eynilə şüurlu bir insan kimi və bir insanın ağlının ala bilməyəcəyi qədər qısa bir müddətdə bu vəzifələrini tamamlayarlar. Bu müddət saniyənin on milyonda biri qədərdir (80). İnsan bu qədər qısa bir zaman aralığını qəti olaraq qəbul edə bilməz. İnsan üçün saniyənin mində biri ilə saniyənin iki mində biri arasında belə bir fərq yoxdur. Hər iki müddət də insanın qəbul edə bilməyəcəyi və qavraya bilməyəcəyi qədər qısa bir müddətdir. Saniyənin on milyonda biri qədər bir müddət isə insanın təxəyyülünü də aşacaq qədər qısadır.
Xlorofilin Içində Reallaşan Fövqəladə Hadisələr
 |
| Fotosentez işleminin en önemli elemanlarından biri olan klorofil, bazı atomların, yukarıdaki formüle uygun olarak dizilmelerinden oluşur.) |
Bilindiyi kimi işıq fotonlardan meydana gəlmişdir. Yaşıl yarpaqların içindəki suya çarpan işıq, xlorofil cihazına yüklənir. Bu yükləmə xlorofildə olan atom altı parçacıqlarını hərəkətə keçirər və orbitlərini dəyişdirər. Bu əməliyyat, bir az əvvəl də ifadə etdiyimiz kimi saniyənin on milyonda biri qədər qısa bir müddətdə reallaşır və atom altı parçacıqlar o anda su molekulundakı hidrogeni oksigendən ayırırlar. Bu əməliyyat o qədər sürətlidir ki, elm adamları atom altı parçacıqların hidrogen və oksigeni bir-birlərindən necə ayırdığını hələ də anlaya bilməmişlər.
Ayrılan hidrogenlər, ferment ya da kataliz deyilən daha böyük, spiral şəkilli zülal molekulları tərəfindən tutularlar. Bu fermentlər onları tutmaq üçün xüsusi olaraq hazırlanmış bir şəklə sahibdirlər. Bunlar hidrogeni, içəri alınan karbon 4 oksidlə elə bir şəkildə bir yerə toplayarlar ki, hər iki molekul birlikdə çox yüksək sürətdə fırlanaraq kimyəvi olaraq bir-birlərinə qarışırlar. Bu da elm adamları tərəfindən necə reallaşdığı hələ həll edilməyən mərhələlərdən biridir. Çünki bu sistemi təcrid edərək araşdıra biləcək imkanlara hələ sahib deyildirlər. Yalnız ortaya çıxan vəziyyəti qiymətləndirərək əməliyyat əsnasında nələrin ola biləcəyi haqqında şərh edirlər (81).
Burada bir an dayanıb düşünək: Tək bir xlorofil molekulunun içində 21-ci əsrin texnologiyasına sahib insanların necə işlədiyini də həll edə bilmədiyi qüsursuz bir sistem vardır. Bu sistemin tək bir parçasında da fövqəladə əməliyyatlar reallaşır. Məsələn, fermentlər gələn işıqla sudakı hidrogenin ayrılacağını sanki bilİR və gözləyirlər. Hidrogen atomu ayrıldığında isə heç çaşmadan, başqa atomlarla, məsələn, mühitə çıxan oksigen atomu ilə qarışdırmadan onu dərhal tanıyır və tuturlar. Ardınca da nə edəcəklərini çox yaxşı bilir və hidrogeni aparıb karbon 4 oksidlə bir yerə toplayırlar. Burada çox sadələşdirərək yekunlaşdırdığımız bu üstün şüur ehtiva edən davranışlar sayəsində dünyada canlılar həyatlarını davam etdirə bilir.
Üstəlik bütün bu hadisələr saniyənin on milyonda biri qədər qısa bir müddət içində reallaşır. İnsanoğlu sahib olduğu bütün texnologiyaya baxmayaraq, laboratoriya mühitində xlorofil molekulunun, içində olan fermentlərin və atomların bacardığı işi bacara bilir. Şübhəsiz, xlorofilin sahib olduğu dizayn və etdiyi iş, Allahın nümunəsiz və bənzərsiz yaratmasının dəlillərindəndir.
İlk Mərhələlər
Fotosintez mərhələlərinin reallaşma müddətləri araşdırıldığı zaman Allahın qüdrəti və yaratmasındakı ehtişam daha açıq görüləcək.
Fotosintez əməliyyatının reallaşması üçün lazım olan zaman tək cümlə ilə inanılmazdır: "Saniyənin milyardda biri" . (82)
Bu müddət içində enerji transferləri və reaksiya mərkəzində toplanmış enerjinin lazımi yerlərə paylaması reallaşmaq məcburiyyətindədir. Bu qısa zaman aralığı içində enerji transferlərinin reallaşması bir başqa məsələni ortaya çıxarır. Enerji transferi kimi kompleks bir əməliyyat daha da qısa müddət ərzində edilmək məcburiyyətindədir. Bu zamanı xəyal etmək belə mümkün deyil;
Bir saniyənin üç yüz milyardda biri.
Bu saniyəni üç yüz milyard parçaya bölərək əldə edilən bir zaman vahididir ki, bu həqiqətən insan ağlının qavrama sərhədlərindən çox uzaqdır.
Təhlükə Nəzarət Altında
 |
| Nükleer reaktörlerde güvenlik son derece önemlidir. Üretim sırasında oluşan zararlı unsurları ortadan kaldıracak özel sistemler mevcuttur. Yapraklarda da tıpkı nükleer santrallerdeki gibi güvenlik sistemleri vardır. |
Fotosintez əsnasında meydana gələn əməliyyatlar, lazımlı tədbirlər alınmadığında son dərəcə təhlükəli nəticələr doğura bilər. Çünki bu əməliyyatlar əsnasında bir molekul parçalanır və ardınca bu parçalardan biri bir başqa molekul ilə birləşdirilir. Bunu edərkən isə, son dərəcə təhlükəli bir üsul, atom altı parçacıqların hərəkətləri istifadə edilir.
Atom altı parçacıqlarının hərəkətləri ağlasığmaz dərəcədə təhlükəli vəziyyətlər meydana gətirə bilər. Əgər bütün əməliyyatlar nəzarət altına alınmazsa, nəticə bitki hüceyrələrinin parçalanmasına da səbəb ola bilər. Ancaq fotosintez əməliyyatında meydana gələn hər mərhələ üçün ayrı-ayrı tədbirlər yaradılmışdır.
Bu vəziyyəti müasir atom stansiyalarındakı nüvə reaktorlarının dizaynına bənzədə bilərik. Nüvə reaktorlarında da atomların parçalanması nəticəsində ortaya çıxan enerji, elektrik enerjisi çıxarmaq üçün istifadə edilir. Atomun parçalanmasından sonra enerjinin yanında son dərəcə təhlükəli radioaktif ünsürlər də (məsələn qamma şüaları) ortaya çıxmır. Reaktor atomun parçalanması nəticəsində ortaya çıxan enerjini faydalı bir hala gətirərkən, zərərli hissəcikləri də təsirsiz hala gətirəcək şəkildə hazırlanmışdır. Buna görə reaktorun içinə zərərli hissəciklərin təsirlərini dayandıracaq xüsusi sistemlər yerləşdirilmişdir.
 |
| Beta karoten pigmentinin moleküler yapısı |
İş sistemləri və istehsal şəkli bir-birlərindən fərqli olsa da fotosintez mexanizmində də, nüvə reaktorlarında da ortaq bir nöqtə vardır. Fotosintez mexanizmləri də eynilə nüvə reaktorları kimi, istehsal əsnasında ortaya çıxacaq zərərli ünsürləri ortadan qaldıracaq təhlükəsizlik sistemlərinə malikdir. Bu vaxt xüsusilə qeyd etmək lazımdır ki, fotosintez mexanizmləri insanoğlunun tikdiyi nüvə reaktorlarından həm çox irəli bir texnologiyaya, həm də çox daha üstün bir dizayna malikdir. Həmçinin, əsl düşündürücü məqam nüvə reaktorlarının yüz minlərlə kvadrat metrlik sahədə qurulmuş nəhəng təsislər olmaları və fotosintezin isə gözlə görülməyəcək qədər kiçik bir hüceyrənin içində reallaşmasıdır. Fotosintez əsnasında meydana gələcək hər cür təhlükə hesablanmışdır. Məsələn, elektron transferi edən alt sistemlərin bir-birlərinə olan məsafələri də çox xüsusi bir plan daxilində nizamlanmışdır. Bəhs olunan məsafə ən inkişaf etmiş mikroskopların altında da görülə bilməyəcək qədər kiçikdir.
Həmçinin, fotosintez əməliyyatı əsnasında sanki bir robot kimi vəzifə yerinə yetirən zülal-piqment birləşmələri dövrəyə girirlər. Bunların hansının hansı mərhələdə dövrəyə girəcəyi və hansı təhlükəni ortadan qaldıracağı yenə qüsursuz bir plan ilə təyin olunmuşdur.
Bu mövzu haqqında araşdıracağımız bir neçə texniki təfərrüat bizlərə mövcud dizaynın mükəmməlliyini daha yaxşı göstərəcək:
İşığın çox olduğu zamanlarda xlorofil "üçlü vəziyyət" (triplet) adı verilən kimyəvi bir vəziyyətə yüksəlir. Bu isə bitki içində böyük zərərlər meydana gətirə bilər. Çünki üçlü vəziyyətdə xlorofilin xarici halqasındakı iki elektronun orbitləri qarşı olacağına eyni istiqamətdədir.
Bu üçlü xlorofil, dərhal oksigenlə reaksiyaya girərək zülallara zərər verəcək bir təkli oksigenin meydana gəlməsinə gətirib çıxarır. Bu zərərə mane olan isə xlorofillərin çox yaxınında yerləşmiş karotenlərdir. Yenə bir piqment növü olan bir çox karoten, bir yerə gələrək xlorofilin üçlü vəziyyətini yatıraraq tək oksigen meydana gəlməsinə mane olarlar. Yəni xlorofildə yüklənmiş çox miqdardakı enerjini paylaşaraq xlorofilin zərərli bir hala gəlməsini önləyərlər (83).
Fotosintezdə meydana gələn yüzlərlə planlı mərhələ və qurulu sistemləri bir kənara buraxaraq, yalnız yuxarıda bəhs edilən son texniki təfərrüat düşünüldüyündə də, Allahın yaratmasındakı qüsursuzluq açıq görülür. Xlorofil molekulu təhlükəli bir vəziyyətə gəldiyi anda, xlorofildəki çox enerjinin ortadan qaldırılmasını təmin edəcək və xlorofili zərərsiz hala gətirəcək "karoten" adlı molekulun;
◉ tam halda olması lazım olan yerdə,
◉ tam halda olması lazım olan anda,
◉ tamamilə doğru bir dizayna sahib olması, bu sistemin çox üstün bir ağıl tərəfindən, yəni Allah tərəfindən yaradıldığını göstərir. Heç bir təsadüf bu qədər təfərrüatlı, kompleks və qüsursuz sistemi bütün cəhətləri ilə birlikdə ortaya çıxara bilməz. Heç bir ağıl sahibi insan da, kor təsadüflərin belə bir sistemi meydana gətirdiyini qəbul edə bilməz.
Fotosintezin Sirli Dünyası
Fotosintez əməliyyatı təqlid edilərək qurulan enerji istehsal sistemləri böyük problemlərlə qarşılaşmışdır. Bu problemlərdən ən əhəmiyyətlisi dayanmadan təkrarlayan reaksiya zənciri yaradılmadığından, reaksiyanı başlatmaq üçün hər dəfə yeni bir enerji istifadə etmək məcburiyyətində qalmasıdır. Həmçinin udulan işığı ehtiyaca görə transfer edəcək və ya başqa bir enerji şəklinə çevirib yığacaq sistem qurulmadığı üçün, Günəşdən gələn işığın böyük bir qismi ya geri əks etdirilərək, ya da dağıdılaraq sərf edilir. Günəş enerjisini istifadə etməyə çalışan bütün vasitələr bu problemlə qarşı-qarşıyadır. Yaşıl yarpaqlar isə ilk yaradıldıqları gündən etibarən sahib olduqları üstün sistem sayəsində bu problemlərlə heç qarşılaşmamışlar.
Fotosintezin Mərhələləri
Elm adamları xloroplastların içində reallaşan fotosintez hadisəsini uzun bir kimyəvi reaksiya zənciri olaraq təyin edirlər. Ancaq əvvəlki səhifələrdə də ifadə etdiyimiz kimi, bu reaksiyanın fövqəladə sürətli reallaşmasına görə, bəzi mərhələlərin nələr olduğunu müəyyənləşdirməmişlər. Aydın olan ən açıq nöqtə, fotosintezin iki mərhələdə meydana gəlməsidir. Bu mərhələlər "işıq mərhələ" və "qaranlıq mərhələ" olaraq adlandırılır. Yalnız işıq olduğu zaman meydana gələn işıq mərhələdə fotosintez edən piqmentlər günəş işığını udurlar və sudakı hidrogeni istifadə edərək kimyəvi enerjiyə çevirirlər. Açıqda qalan oksigeni də havaya geri buraxarlar. İşığa ehtiyac duymayan qaranlıq mərhələdə, əldə edilən kimyəvi enerji şəkər kimi təbii maddələrin çıxarılması üçün istifadə edilir.
İşıq Mərhələ
Fotosintezin ilk mərhələsi olan işıqlıq mərhələsində, yanacaq olaraq istifadə ediləcək NADFH və ATF məhsulları əldə edilir.
Fotosintezin ilk mərhələsində işığı tutmaqla vəzifəli olan antena qrupları böyük bir əhəmiyyətə sahibdirlər. Daha əvvəl də gördüyümüz kimi, xloroplastın bu vəzifə üçün hazırlanmış bir parçası olan bu antenalar, xlorofil kimi piqmentlərdən, zülal və yağdan meydana gəlir və "fotosistem" adını alır. Xloroplastın içində iki ədəd fotosistem vardır. Bunlar 680 nanometr və altında dalğa boyundakı işıqla xəbərdar edilən Fotosistem II və 700 nanometr və üstündə dalğa boyuyla xəbərdar edilən Fotosistem I-dir. Fotosistemlerin içində işığın müəyyən bir dalğa boyunu tutan xlorofil molekulları da P680 və P700 olaraq adlandırılmışlar.
İşığın təsiriylə başlayan reaksiyalar bu fotosistemlerin içində reallaşır. İki fotosistem, tutduqları işıq enerjisiylə fərqli əməliyyatlar etmələrinə baxmayaraq, iki sistemin əməliyyatı tək bir reaksiya zəncirinin fərqli halqalarını meydana gətirir və bir-birlərini tamamlayırlar. Fotosistem II tərəfindən tutulan enerji, su molekullarını parçalayaraq, hidrogen və oksigenin sərbəst qalmasını təmin edir. Fotosistem I isə NADF-in hidrogenlə sadələşdirilməsini təmin edir.
Bu üç mərhələli zəncirdə ilk olaraq suyun elektronları Fotosistem II-yə, daha sonra Fotosistem II-dən Fotosistem I-yə son olaraq da NADF-ə daşınır. Bu zəncirin ilk mərhələsi çox əhəmiyyətlidir. Bu müddətdə tək bir fotonun (işıq parçası) bitkiyə toqquşduğu anda meydana gələn hadisələr zəncirini araşdıraq. Əsas məsələ foton bitkiyə toqquşduğu anda, kimyəvi bir reaksiya başladır. Fotositem II-in reaksiya mərkəzində olan xlorofil piqmentinə çatır və bu molekulun elektronlarından birini xəbərdar edərək daha yüksək bir enerji səviyyəsinə çıxardır. Elektronlar atom nüvəsinin ətrafında müəyyən bir orbitdə fırlanan və çox az miqdarda elektrik yükü daşıyan son dərəcə kiçik hissəciklərdir. İşıq enerjisi, xlorofil və digər işıq tutan piqmentlərdəki elektronları itələyərək orbitlərindən çıxardır. Bu başlanğıc reaksiyası fotosintezin geri qalan mərhələlərini dövrəyə salır; elektronlar bu sırada saniyənin milyonda biri qədər bir zamanda əks-sədalanma və ya yelləmədən qaynaqlanan bir enerji verərlər. Məhz ortaya çıxan bu enerji, bir sıra halında olan piqment molekullarının birindən digərinə doğru axar.
 |
Fotosistem parçalarının organizasyonu. a) Tilakoid zarlarındaki Fotosistem I ve Fotosistem II'nin dağılımı ve ATP sentezi gelişigüzel değildir. Fotosistem I ve ATP sentezi sıkı bir şekilde istiflenmiş olan bölgelerin tamamen dışında bırakılmışlardır. Buna rağmen Fotosistem II sıkı bir şekilde istiflendiği için, bu bölgede bolca bulunmaktadır. Fotosistem I ve II'nin bu şekilde ayrımı, Fotosistem II tarafından emilen enerjinin direkt olarak Fotosistem I'e iletilmesini önler. b) Reaksiyon merkezini, klorofil antenlerini ve yardımcı pigmentlerini gösteren bir fotosistemin büyütülmüş hali bu bölümde gösterilmektedir. Tüm bunlar bitki hücresinin çok küçük bir parçasının içine yerleştirilmiş olağanüstü özelliklere sahip sistemlerdir. Bu detaylı ve kusursuz tasarım Allah'ın yaratışının delillerinden biridir. 1- kloroplast |
Bu mərhələdə, bir elektronunu itirən xlorofil, müsbət elektrik yüklü hala gələr, elektronu qəbul edən alıcı molekul isə mənfi yük daşımaqdadır. Elektronlar, elektron transfer zənciri adı verilən və daşıyıcı molekullardan ibarət olan bir zəncirə keçmiş olar. Elektronlar bir daşıyıcı molekuldan digərinə, aşağı doğru irəliləyərlər. Hər elektron daşıyıcısı bir əvvəlkindən daha aşağı bir enerji səviyyəsinə malikdir, nəticə olaraq elektronlar zəncir boyunca bir molekuldan digərinə axarkən pilləli olaraq enerjilərini sərbəst buraxarlar.
Bu hadisəni daha asan anlamaq üçün sistemi bir hidroelektrik stansiyasına bənzədə bilərik. Bu stansiyada çayda axan su bir elektrik generatorunu bəsləməkdədir. Suyun səviyyə fərqi nə qədər çox olsa əldə ediləcək enerji də o qədər çox olacaq. Ancaq suyun yüksək bir səviyyədən axması üçün iki ədəd nasos istifadə edir. Bu nasoslar isə su axınına görə iki strateji nöqtəyə yerləşdirilmiş və bütün sistemi dövrəyə salan, günəş enerjisini yığan panellər tərəfindən hərəkət etdirilir. Əlbəttə ki, bu, çox sadələşdirilmiş bir nümunədir. Bu sistemi qurmağı bacarsaq da, günəş panellərinin əldə etdiyi enerjini, nasosları işlədəcək elektrik enerjisinə çevirmək belə ilk mərhələdə qarşılaşacağımız böyük bir problemdir. Ancaq bitkilər fotosintez edərkən, bu əməliyyatı üstün bir dizaynla, mükəmməl bir şəkildə yerinə yetirir.
Sistemin işləməsi üçün suyun, tilakoidlərin iç tərəfindəki sahədə parçalanması lazımdır. Bunun sayəsində elektronlarını pərdə boyunca çatdıraraq stromaya çatdıracaq və orada NADF+'yə (nikotinamid adenin dinukleotid fosfat fotosintez əsnasında, Fotosistem I üçün elektron alan yüksək enerji yüklü bir molekul) sadələşdiriləcək. Ancaq su asan parçalanmadığı üçün bu bölgədə güclü bir təşkilat və əməkdaşlığa ehtiyac vardır. Bu əməliyyat üçün lazımlı enerji, yol boyunca iki nöqtədə dövrəyə girən günəş enerjisi ilə təmin edilir. Bu mərhələdə suyun elektronları iki fotosistemden də bir "itələmə" hərəkətinə məruz qalarlar. Hər bir itələyişin ardınca, elektron daşıma sisteminin bir xəttindən keçirlər və bir parça enerji itirirlər. Bu itirilən enerji fotosintezi bəsləmək üçün istifadə edilir.
Fotosistem I və NADFH Meydana Gəlməsi:
Fotosistem I-ə bir foton, P700 xlorofilinin bir elektronunu daha yüksək bir enerji səviyyəsinə çıxardır. Bu elektron elektron daşıma sisteminin NADFH xətti tərəfindən qəbul edilir. Bu enerjinin bir qisimi stromadaki “NADF+”nın NADFH-a sadələşdirilməsi üçün istifadə edilir. Bu əməliyyatda NADF+ iki elektron qəbul edərək sistemdən çıxır və stromadan bir hidrogen ionu alır. (baxın. səh. 178 və səh. 179 şəkillər)
Fotosistem II - Fotosistem I
 |
| Hidroelektrik santrallerindeki sistem ile bitkilerin fotosentez yaparken kullandıkları sistem karşılaştırıldığında, bitkilerin, işlerini insan ve yüksek teknoloji ile yapılan santrallerden çok daha kusursuzca yaptıkları görülecektir. |
Elektronun orbitindən çıxması elektron alıcısına çatması və bunu izləyən bir çox əməliyyat, fotosintez üçün lazımlı olan enerjini təmin edir. Lakin bu əməliyyatın bir dəfə reallaşması tək başına kifayət deyil. Fotosintezin davamı üçün bu əməliyyatın, hər an, təkrar-təkrar reallaşması lazımdır. Bu vəziyyətdə ortaya böyük bir problem çıxır. İlk elektron orbitindən çıxdığı zaman, onun yeri boş qalmışdır. Bura yeni bir elektron yerləşdirilməli, sonra gələn foton bu elektrona çarpmalı, yerindən atılan elektron alıcı tərəfindən tutulmalıdır. Hər dəfə də fotonu qarşılayacaq bir elektrona ehtiyac vardır.
Bu mərhələdə P700-ün itirdiyi elektronun yerinə yenisi qoyulur və stromada olan hidrogen ionu (H+) tilakoidin içinə daşınır. Bir foton Fotosistem II P680in bir elektronuna çarparaq enerji səviyyəsini artırır. Bu elektron digər elektron daşıma sisteminə keçir və Fotosistem I P700-ə qədər çataraq itirilən elektronun yerini alır. Elektron bu daşıma zənciri boyunca hərəkət edərkən, fotondan aldığı enerji, hidrogen ionunun stromadan, tilakoidin içinə daşınması üçün istifadə edilir. Bu hidrogen daha sonra ATF istehsalında istifadə ediləcək. Bütün canlıların həyatda qalmaq üçün istifadə etdikləri yanacaq ATF, ADF-yə (adenozin difosfat - canlılarda olan bir kimyəvi) bir fosfor atomu əlavə olunmasıyla əldə edilir. Nəticədə elektron, elektron transferini reallaşdıran daşıyıcı molekullar, Fotosistem II elektronlarını Fotosistem I çatdıraraq, P700-ün elektron ehtiyacını qarşılayır və sistem mükəmməl bir şəkildə işləməyə davam edir.
Əlbəttə, elektron tullantılarının qarşılanması üçün bir elektron anbarının hazırlanması və ən doğru yerə yerləşdirilməsi, bu sistemin bütün təfərrüatlarının yaradıldığının bir başqa dəlilidir.
Su - Fotosistem II
Ancaq bu kompleks cədvəl burada bitmir. Elektronlarını P700-ə verən P680 bu mərhələdə elektronsuz qalmışdır. Ancaq onun ehtiyacı olan elektronun qarşılanması üçün də ayrı bir sistem qurulmuşdur. P680-in elektronları, köklərdən yarpaqlara daşınan suyun, hidrogen, oksigen ionları və elektronlar şəklində parçalanmasıyla əldə ediləcək. Sudan gələn elektronlar Fotosistem II axaraq P680-in əskik elektronlarını tamamlayırlar. Hidrogen ionlarının bəziləri, elektron daşıma zəncirinin sonunda NADF çıxarmaq üçün istifadə edilir, oksigen isə sərbəst qalaraq atmosferə verilir.
Enerji və istiliyin belə mərhələli olaraq sərbəst buraxılmasını təmin edəcək, son dərəcə kompleks və ən sadə halıyla izah edildiyində də başa düşülməsi çox çətin olan bir zəncir sisteminin qurulması üstün bir dizaynın və sonsuz bir ağılın göstəricisidir. Bu kompleks və üstün dizayn sayəsində xloroplast və hüceyrələrin zərərli miqdardakı istilik artımından qorunması təmin edilmiş, həmçinin bitkinin NADF və ATF kimi əsl məhsulları meydana gətirməsi üçün lazımlı vaxt qazanılmışdır.
 | ||
| Fotosistem I'e çarpan foton, P700 klorofilinin bir elektronunun yörüngesinden çıkmasına neden olur (7) ve bu, fotosentez için gerekli olan enerjiyi sağlayan işlemin başlangıcıdır. İşlemin kesintisiz devam edebilmesi için, P700'ün eksilen elektronunun yerine yenisi getirilmelidir. Bunun için, kusursuz bir işlem devreye girer: Fotosistem II'de, P680'in bir elektronuna çarpan ışık (1), onu, elektron taşıma sistemine geçirir (2) ve bu elektron, Fotosistem I'de P700'e ulaşarak kaybedilen elektronun yerini alır (6). Bu sefer de P680 elektronsuz kalmıştır. P680'in elektronları, köklerden yapraklara taşınan suyun, hidrojen, oksijen iyonları ve elektronlar şeklinde parçalanmasıyla elde edilecektir. (3-4-5) Akıl sahibi her insan, bu olağanüstü zincirleme işlemlerin tesadüflerin eseri olamayacağını düşünmeli ve Allah'ın sonsuz kudretini kavramalıdır. | ||
| 1- enerji seviyesi | 5- elektron taşınma zincirine geri dönen elektron | 9- ışık |
Fotosintezin dizaynında ortaya çıxan bir başqa möcüzə isə xüsusilə diqqət çəkir. Yuxarıda da bəhs etdiyimiz kimi Fotosistem I və IIn antenaları P700 və P680 olaraq ikiyə ayrılır, bu iki antenanın tutduqları işıq dalğa boyu arasındakı 20 nanometrelik fərq bütün sistemin işləməsində xüsusi bir açar funksiyası yerinə yetirir. Əslində iki antena da eyni kimyəvi quruluşa və şəklə malikdir ancaq "Kla" adı verilən və işığı tutan bir tələ funksiyası yerinə yetirən xüsusi molekulların varlığı, aralarındakı fərqliliyi ortaya çıxarır. Bu ağlasığmayacaq kiçik ədədlər və nisbətlər üzərinə qurulmuş sistemdə 20 nanometrə (1 nanometre, 1 metrin milyardda biridir.) kimi təsəvvür edilməyəcək bir məsafə aralığını əldə edəcək xüsusi sistemləri hazırlayan isə sonsuz elm sahibi Yaradıcıdan başqası deyil.
Fotosintezin ilk mərhələsi olan işıq mərhələsi bu qədər üstün sistemlərlə işləməsinə baxmayaraq əslində bir hazırlıq mərhələsidir. Bu mərhələdə çıxarılan yanacaq xüsusiyyətindəki maddələr əsl əməliyyatların reallaşdığı qaranlıq mərhələdə istifadə ediləcək, beləcə bu dizayn möcüzəsi sistemi tamamlanacaq.
 | ||
| Elektron, P680'den P700'e doğru hareket ederken, ışıktan aldığı enerji, hidrojen iyonunun stromadan, tilakoidin içine taşınması işleminde kullanılır. Bu hidrojen daha sonra ATP üretiminde kullanılır. Yukarıda hidrojen iyonunun tilakoidin içine girişi görülmektedir. Tüm bu olayların ve yapıların gözle görülmeyecek kadar küçük bitki hücresinin çok daha küçük bir köşesine sığdırılmış olması bir mucizedir. Üstelik tüm bunların bahçenizdeki herhangi bir bitkide mevcut olması ve her bitkinin milyonlarca yıldır bunu yapıyor olması ise olağanüstü bir olaydır. | ||
| 1- granum | 3- tilakoidin iç kısmı | 7- ATP sentezi |
Qaranlıq Mərhələ
İşıqlıq mərhələsi nəticəsində ortaya çıxan enerji yüklü ATP və NADPH molekulları, qaranlıq mərhələdə istifadə edilən karbon 4 oksidi, şəkər və nişasta kimi qida maddələrinə çevirirlər.
Qaranlıq mərhələ dairəvi bir reaksiyadır. Bu dövrə müddətin davam edə bilməsi üçün reaksiyanın sonunda yenidən çıxarılması lazım olan bir molekulla başlayır. Kelvin dövrü də deyilən bu reaksiyada NADF-lə bitişik olan elektronlar və hidrogen ionları və ATF ilə bitişik olan fosfor istifadə edilərək qlikoza çıxarılır. Bu əməliyyatlar xloroplastın "stroma" deyə adlandırılan maye bölgələrində reallaşır və hər mərhələ fərqli bir ferment tərəfindən nəzarət edilir. Qaranlıq mərhələ reaksiyası məsamələr yoluyla yarpağın içinə girərək stromada dağılan karbon 4 oksidə ehtiyac duyur. Bu karbon 4 oksid molekulları stromada, 5-RuBP adı verilən şəkər molekullarına bağlandıqlarında balanssız 6-karbon molekulu meydana gətirirlər və beləcə qaranlıq mərhələ başlamış olur. (Baxın. səh. 185-dəki şəkil, 1-ci mərhələ)
 | ||
| (A) Elektron, P680'den P700'e doğru hareket ederken, ışıktan aldığı enerji, hidrojen iyonunun stromadan, tilakoidin içine taşınması işleminde kullanılır. Bu hidrojen daha sonra ATP üretiminde kullanılır. Yukarıda hidrojen iyonunun tilakoidin içine girişi görülmektedir. Tüm bu olayların ve yapıların gözle görülmeyecek kadar küçük bitki hücresinin çok daha küçük bir köşesine sığdırılmış olması bir mucizedir. Üstelik tüm bunların bahçenizdeki herhangi bir bitkide mevcut olması ve her bitkinin milyonlarca yıldır bunu yapıyor olması ise olağanüstü bir olaydır. | ||
| 1- Fotosistem II | 4- biyokimyasal indirgeme reaksiyonunu katalize eden NADP enzimi | 7- H2O |
Bu 6-karbon molekulu dərhal ayrılır və ortaya iki 3-fosfogliserat (3PG) molekulu çıxır. Hər iki molekula da ATF tərəfindən fosfat əlavə olunur və bu əməliyyata fosforilasyon deyilir (Baxın. səh. 185 şəkil, 2-ci mərhələ). Fosforilasyon nəticəsində iki bifosfogliserat (BPG) molekulu meydana gəlir. Bunlar NADF tərəfindən parçalanır və ortaya iki gliseral-3-fosfat (G3P) molekulu çıxır (baxın. səh.185-dəki şəkil, 3-4-cü mərhələlər). Bu son məhsul artıq qovşaq nöqtəsindədir və bir qisimi sitoplazmaya gedərək qlikoza istehsalına qatılmaq üçün xloroplastı tərk edir (baxın səh.185-dəki şəkil, 5-ci mərhələ). Digər qismi isə Kelvin dövrünə davam edir və təkrar fosforilasyona uğrayır. Beləcə devrənin ən başındakı 5-RuBP molekuluna çevrilir (baxın səh. 185-dəki şəkil, 7-8-ci mərhələlər). Bir qlikoza molekulu meydana gətirmək üçün lazım olan G3P molekulunun çıxarıla bilməsi üçün bu devrənin 6 dəfə təkrarlanması lazımdır.
Fotosintezin hər mərhələsində olduğu kimi bu mərhələsində də fermentlər əhəmiyyətli vəzifələr boynuna götürmüşlər. Bu fermentlərin nə qədər həyati əhəmiyyətə sahib olduqlarını anlamaq üçün bir nümunə verək. Fotosintezin, xüsusilə, bu mərhələsində təsirli olan karboksidismütaz (ribuloz 1,5 difosfat karboksilaz) adlı ferment 0,00000001 millimetr (millimetrin yüzmilyonda biri) böyüklüyündə olmasına baxmayaraq turşuları təhlil edir, oksidləmə işlərini kataliz edir.
Bu nəyə yarayır? Əgər karbonhidratlar (trioza-heksoza molekullar) hüceyrə içində müəyyən bir nisbətdə və müəyyən bir quruluşda yığılmırlarsa, hüceyrə içi təzyiqi artırır və ən sonda hüceyrənin parçalanmasına gətirib çıxarırlar. Buna görə bu yığma, mayelərdən qaynaqlanan daxili təzyiqi təsir etməyən nişasta makromolekulları şəklində reallaşır. Bu isə fermentlərin 24 saat boyunca etdikləri sıravi işlərdən biridir.
Daha əvvəl də ifadə edildiyi kimi geridə qalan 5 RuBF molekulu isə sistemi yenidən başlatmaq üçün lazım olan maddə ehtiyacını qarşılayaraq, kəsilməz bir reaksiya zəncirinin qurulmasını təmin etmiş olur. Karbon 4 oksid, ATF və NADF mövcud olduğu müddət ərzində bu reaksiya bütün xloroplastlarda davamlı olaraq təkrarlanır. Bu reaksiya əsnasında çıxarılan minlərlə qlükoza molekulu bitki tərəfindən oksigenli tənəffüs və strukturca vəsait olaraq istifadə edilir ya da yığılır (84).
 | |||
| (B) Işığın harekete geçirdiği elektron P680'den dışarı atılır. Bu elektronun yerine, suyun ayrıştırılmasından elde edilen bir elektron konur. | |||
| 1- Fotosistem II | 4- H2O | 7- Fotosistem II | 10- LÜMEN |
 | |
| D) Elektron, hücre kompleksine ulaştıktan sonra bir başka taşıyıcı olan PC'ye aktarılır. Daha sonra, P700'den bırakılan ve ışık tarafından harekete geçirilen elektronun yerine geçer. | |
| 1- Fotosistem I | 5- TEMEL DOKU |
Burada qısaca yekunlaşdırılan və anlamaq üçün diqqət etdiyimiz bu reaksiya zəncirini kobud xəttləriylə həll edə bilmək belə elm adamlarının əsrlərini almışdır. Yer üzündə başqa heç bir şəkildə çıxarıla bilməyən karbonhidratlar ya da daha geniş mənada orqanik maddələr, milyonlarla ildir bitkilər tərəfindən bu son dərəcə kompleks sistem sayəsində çıxarılır. Çıxarılan bu maddələrsə digər canlılar üçün ən əhəmiyyətli qida qaynaqlarıdır.
Fotosintezi bu kompleks və bu gün də insanlar tərəfindən tam olaraq aydın olmamış halıyla, milyardlarla ildir reallaşdıran bitkilər bakteriyalar və digər tək hüceyrəli canlılar nə etdiklərinin belə fərqində olmayan, ağılı, beyni, gözü və qulağı olmayan varlıqlardır. Bu varlıqların fotosintez sisteminə öz-özünə sahib olduqlarını iddia etmək, bu varlıqların enerji təmin etmək üçün Günəşi, suyu və havanı istifadə etmək istiqamətində qərar verdiklərini, bu qərarlarını tətbiq etmək üçün kimya, fizika, riyaziyyat, optika və genetik məlumatlarına sahib olduqlarını iddia etmək qədər məntiqsizdir. Bitkilər bir tərəfə, dünyanın bütün araşdırmaçıları və elm adamları bir yerə gəlsələr və yalnız təbii maddələri istifadə edərək fotosintez edən bir xlorofil çıxarmağa çalışsalar yenə bunu bacara bilməzlər. Çünki bu sistemi qurmaları üçün əvvəl sistemin necə işlədiyini bilmələri lazımdır; ancaq bu gün elm və texnologiya səviyyəsi son dərəcə kompleks və əsrarəngiz bu sistemin iş prinsipini əsas xəttlərdən kənar həll etməyə çatır.
 | |
| Karbondioksitin stromaya girmesiyle Calvin devri başlar. (1) Karbon molekülleri, 5-RuBP adı verilen şeker moleküllerine bağlandıklarında dengesiz 6-karbon molekülü oluştururlar. (2) Bu 6-karbon molekülü hemen ayrılır ve ortaya iki tane 3-fosfogliserat (3PG) molekülü çıkar. (3) Her iki moleküle de ATP tarafından fosfat eklenir ve bu işleme fosforilasyon denir. Fosforilasyon sonucunda iki bifosfogliserat (BPG) molekülü oluşur. (4) Bunlar NADPH tarafından parçalanır ve ortaya iki gliseral-3-fosfat (G3P) molekülü çıkar. (5) Bu son ürünün bir kısmı kloroplastı terk ederek sitoplazmaya gider ve glikoz üretimine katılır. (7-8) Diğer kısmı ise Kelvin devrine devam eder ve tekrar fosforilasyona uğrar. Böylece devrin en başındaki 5-RuBP molekülüne dönüşür. | |
| 1- CO2 | A- karboksilasyon (CO2 eklenir) |
Qaldı ki, bir gün bu sirr həll edilsə də bir karandaş ucuna 500 mini sığışdırılmış xlorofil molekulunun bir bənzərini çıxarmaq da hal-hazırda insan ağlı və qabiliyyətlərinin çox uzağında bir vəziyyətdir. Buna görə insan ağlı və imkanlarının reallaşdıra bilmədiyini bitkilərdəki şüursuz atomların və kor təsadüflərin reallaşdırdığını iddia etmək son dərəcə ağıldan kənardır.
De ki: "Siz, Allah'ın dışında taptığınız ortaklarınızı gördünüz mü?
Bana haber verin; yerden neyi yaratmışlardır?
Ya da onların göklerde bir ortaklığı mı var? Yoksa Biz onlara bir kitap vermişiz de onlar bundan (dolayı) apaçık bir belge üzerinde midirler?
Hayır, zulmedenler, birbirlerine aldatmadan başkasını vadetmiyorlar.
(Fatır surəsi, 40)
Qaynaqlar:
78. "From Photons to Chlorophyll: Some Observations Regarding Color in the Plant World, C.J. Horn, Botany column-November, 1997.
79. Guy Murchie, The Seven Mysteries Of Life, p. 52.
80. Ibid.
81. Ibid.
82. "Photosynthesis Problem Set 1," www.biology.arizona.edu/biochemistry/problem_sets/photosynthesis_1/09t.html.
83. http://botany.hawaii.edu/faculty/webb/BOTT311/PSyn/Psyn11.htm
84. Kingsley R. Stern, Op. cit., pp. 169-170.
