Ciclo de Calvin

¿Qué es el Ciclo de Calvin?

El ciclo de Calvin es un proceso que llevan a cabo los organismos fotosintéticos, donde su función principal es producir azúcar a partir del ciclo de carbono y agua. La fase oscura de la fotosíntesis es la etapa de síntesis de carbohidratos y se conoce con distintos nombres: el más famoso es ciclo de Calvin, denominado así por su descubridor, el químico estadounidense Melvin Calvin (1911-1997). Se conoce como el Ciclo de Calvin, el Ciclo de Calvin-Benson o el Ciclo de la fijación del carbono en la fotosíntesis.

El ciclo de Calvin es un conjunto de procesos bioquímicos que pueden llevar a cabo las plantas y algunos microorganismos, concretamente los microorganismos fotosintéticos, y mediante el cual son capaces de fijar el dióxido de carbono atmosférico y convertirlo en moléculas orgánicas. Se trata de una parte fundamental de la fotosíntesis, ya que permite a una gran parte de los seres vivos sintetizar su propio alimento a partir de la luz solar y el agua.

El ciclo de Calvin no tiene lugar en cualquier localización de la célula, sino que ocurre en el interior de los cloroplastos, concretamente en el estroma de estos, que no es otra cosa que el espacio general del interior del cloroplasto.

Fases del ciclo de calvin

Ciclo de Calvin

En este ciclo hay tres fases : la de fijación, la de reducción y la de regeneración. ciclo de calvin explicacion : el ciclo de Calvin comienza con la fase de carboxilación, en la cual la enzima ribulosa 1, 5-bifosfato carboxilasa/oxigenasa, abreviada como RubisCO, reacciona con el CO₂ para combinarlo con una molécula de ribulosa 1, 5-bifosfato (RuBP).

En la siguiente fase, llamada reductiva, las dos moléculas de fosfoglicerato que se producen en la carboxilación utilizan atp y nadph para formar triosa fosfato. Por último, en la fase regenerativa, mediante una serie de nueve reacciones en las que intervienen diferentes enzimas se regenera una molécula de RuBP; con esto se completa el ciclo.

Etapas del ciclo de calvin

El ciclo de Calvin se compone de tres etapas distintas :

Primera Fase del ciclo de Calvin : Fase de fijación de carbono.

El gas CO₂ de la atmosfera entra a través de los poros de la hoja de una planta (llamado el estoma) y difunde al estroma (la parte líquida y interna) del cloroplasto. En el estroma, el gas CO₂ conecta a un azúcar de cinco carbonos llamado ribulosa-1,5-bifosfato para hacer un azúcar de seis carbonos con la ayuda de una enzima llamada RuBisCo. La molécula de seis carbonos rápidamente se reparte a dos intermedios de tres carbonos llamado fosfoglicerato.

Segunda Fase del Ciclo de Calvin : Fase de Reducción.

El ATP y NADPH, de las reacciones dependientes de la luz, están involucrados en una serie de reacciones con fosfato inorgánico (PO₄³⁻ ) que convierte la molécula de 3-fosfoglicerato a la molécula gliceraldehído 3-fosfoto (G3P). La molécula G3P se utiliza directamente para sintetizar glucosa (C₆H₁₂O₆), el producto principal del ciclo de Calvin.

Tercera Fase del ciclo de Calvin : Regeneración de la fase de ribulosa.

Regeneración de difosfato de ribulosa, lo cual requiere ATP también. Las moléculas de G3P también están involucradas en una serie de reacciones que requieren la energía química de ATP para regenerar el azúcar de cinco carbonos ribulosa-1,5-bifosfato de la primera fase. Este permite que el ciclo empiece nuevamente y captar el siguiente CO₂ de la atmósfera.

Función del ciclo de Calvin

La función del ciclo de Calvin es la fijación de moléculas de carbono, que consiste en producir azúcares simples a partir de dióxido de carbono y agua. Para comprender al completo su función, es importante saber dónde ocurre el ciclo de Calvin, que no es otro lugar que el estroma de los cloroplastos, por lo que sabemos que este es el modo en que los organismos fotosintéticos, tanto plantas como microorganismos, obtienen azúcares a partir de carbono inorgánico para posteriormente utilizarlos como fuente de energía y materia prima para otras moléculas.

Características del Ciclo de Calvin

Las principales características que podemos observar en el ciclo de Calvin son las siguientes :

  • Es considerado como una ruta metabólica cíclica que ocurre en el estroma del cloroplasto.
  • Durante el ciclo se utiliza el ATP y el NADPH que son obtenidos durante la fase luminosa, y son utilizados para transformar sustancias inorgánicas oxidadas en moléculas orgánicas reducidas que sintetizaran moléculas orgánicas complejas.
  • Se conoce como fase oscura porque se observó que cuando la luz era apartada, las reacciones del carbono siempre sucedían durante algunos segundos después.
  • Cuenta con tres enzimas Una de ellas, la RuBisCO, participa en la primera etapa y genera 2 moléculas de PGA.
  • Cuando hablamos de rendimiento podemos decir que el ciclo de Calvin es eficiente si lo comparamos con otros eventos metabólicos ya que tiene un rendimiento del 90%.
  • El ciclo posee auto catálisis, en otras palabras, el ciclo es capaz de auto re acelerarse porque es capaz de regenerar más aceptor del que consume invirtiendo todo el GAP en la producción de RuBP a expensas de la producción de hexosas.
  • Es capaz de regularse para asegurar unos niveles adecuados de intermediarios y evitar que se produzcan ciclos fútiles.
  • El principal factor regulador del ciclo de Calvin es la luz y en segundo lugar encontramos el sistema ferredoxina-tiorredoxina.

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