रुबिस्को क्या होता है, वह कहाँ अवस्थित है और वह क्या प्रकार्य करता है?

रुबिस्को: परिभाषा और संरचना

रुबिस्को एक एंजाइम है जो राइबुलोज-1,5-बिसफॉस्फेट (RuBP) के साथ कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) को जोड़कर दो अणुओं का 3-फॉस्फोग्लिसरेट (3-PGA) बनाता है। यह प्रक्रिया कार्बन स्थिरीकरण के रूप में जानी जाती है। रुबिस्को एक जटिल प्रोटीन है जिसमें बड़ी और छोटी उपइकाइयाँ होती हैं। बड़ी उपइकाई एंजाइम की उत्प्रेरक गतिविधि के लिए जिम्मेदार होती है, जबकि छोटी उपइकाई संरचनात्मक भूमिका निभाती है।

रुबिस्को का स्थान

रुबिस्को क्लोरोप्लास्ट के स्ट्रोमा में स्थित होता है। क्लोरोप्लास्ट पौधों की कोशिकाओं में पाए जाने वाले अंगक हैं जो प्रकाश संश्लेषण के लिए जिम्मेदार होते हैं। स्ट्रोमा क्लोरोप्लास्ट के अंदर का तरल पदार्थ है, जहाँ प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश-स्वतंत्र प्रतिक्रियाएँ होती हैं। रुबिस्को C3, C4 और CAM पौधों में पाया जाता है, लेकिन इसकी सांद्रता और गतिविधि पौधों के प्रकार के आधार पर भिन्न होती है।

रुबिस्को के कार्य

रुबिस्को का प्राथमिक कार्य कार्बन डाइऑक्साइड को स्थिर करना और प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया को सक्षम करना है। हालाँकि, रुबिस्को ऑक्सीजन (O2) के साथ भी प्रतिक्रिया कर सकता है, जिससे एक प्रक्रिया होती है जिसे फोटोरेस्पिरेशन कहा जाता है। फोटोरेस्पिरेशन प्रकाश संश्लेषण की दक्षता को कम करता है क्योंकि यह ऊर्जा और कार्बन का उपयोग करता है लेकिन चीनी का उत्पादन नहीं करता है।

C3, C4 और CAM पौधों में रुबिस्को की भूमिका

• C3 पौधे: C3 पौधों में, रुबिस्को सीधे CO2 को RuBP के साथ जोड़ता है। यह प्रक्रिया कुशल होती है जब CO2 की सांद्रता अधिक होती है, लेकिन जब CO2 की सांद्रता कम होती है, तो रुबिस्को ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है, जिससे फोटोरेस्पिरेशन होता है।
• C4 पौधे: C4 पौधों में, CO2 को पहले पेप कार्बोक्सिलेज़ नामक एंजाइम द्वारा एक चार-कार्बन अणु में स्थिर किया जाता है। यह चार-कार्बन अणु फिर रुबिस्को के लिए CO2 का एक केंद्रित स्रोत प्रदान करता है, जिससे फोटोरेस्पिरेशन कम हो जाता है।
• CAM पौधे: CAM पौधों में, CO2 को रात में स्थिर किया जाता है और दिन के दौरान रुबिस्को के लिए उपलब्ध कराया जाता है। यह पौधों को पानी की कमी वाले वातावरण में जीवित रहने में मदद करता है।

पौधे का प्रकार	रुबिस्को की भूमिका	फोटोरेस्पिरेशन
C3	सीधे CO2 स्थिरीकरण	उच्च
C4	अप्रत्यक्ष CO2 स्थिरीकरण (पेप कार्बोक्सिलेज़ के माध्यम से)	निम्न
CAM	रात में CO2 स्थिरीकरण, दिन में रुबिस्को द्वारा उपयोग	बहुत निम्न

रुबिस्को की दक्षता को बढ़ाने के लिए वैज्ञानिक लगातार प्रयास कर रहे हैं, क्योंकि यह प्रकाश संश्लेषण और खाद्य उत्पादन को बेहतर बनाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकता है।