[TCA 회로의 중요성] TCA 회로의 중요성

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C3와 C4, CAM식물의 차이는 이산화 탄소의 유입에 따른 수분 손실을 최소화 하기 위한 그리고 탄소고정을 가장 효율적으로 하기 위해 생겨났다고 할수 있습니다.우선 C3는 일반적으로 우리가 볼수 있는 잎의 구조에서 처럼 표피와 책상조직, 해면조직을 갖고 있고, 이 해면조직의 사이에 엽맥을 갖고 있는 구조를 하며,탄소고정에 rubisco를 사용하여 탄소를 고정하도록 되어 있어, rubisco의 특성상 탄소고정과 광산화가 동시에 이루어질수 있다는 문제점을 안고 있습니다.(식물학자들은 이 rubisco의 이러한 특성 때문에 과거 지구의 대기중 이산화탄소의 농도가 현재보다 현저히 높았다고 추측합니다.)이러한 특성이 문제가 되는것은 덥고 건조한 날, 뜨거운 태양아래서이죠....태양이 강하게 비추면 CO2의 소비는 왕성해 지지만 덥고 건조한 날씨로 인하여 식물체는 많은 양의 수분을 잃게 됩니다. 이를 막기 위해서 식물체는 기공을 닫지만, 이렇게 될 경우 식물체 내로 CO2의 유입이 차단되어 금새 식물체는 CO2의 농도가 줄고, O2의 농도가 높아지게 되죠...이러한 식물체의 환경에서 rubisco는 광호흡을 일으키게 됩니다.이러한 문제점을 해결한 구조중 하나가 C4식물입니다.C4 식물은 잎의 엽맥주변에 유관속초를 갖고있고, 그 주변을 빼곡히 엽육세포가 감쌓고 있는 구조를 합니다.여기서 엽육세포는 PEP카르복시화효소 라는 효소를 갖고 있어 외부에서 유입이 된 CO2를 1차적으로 먼저 C4화합물로 만들어 주고, 이 물질이 유관속초로 유입이 되면서 유관속초 속에 CO2를 공급하고, 이 CO2로 rubisco는 캘빈회로를 진행하게 됩니다.PEP카르복시화효소 는 rubisco와는 달리 산소와는 결합하지 않음으로 결국 낮은 CO2의 농도와 높은 O2의 농도에도 광호홉은 일어날수 없고, 유관속초세포는 밖을 둘러쌓고 있는 엽육세포로 인하여 항상 높은 농도의 CO2를 공급받아 유지할수 있기 때문에 광호흡이 일어날수 없는 것입니다.

참고 자료

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