El ciclo de Calvin es un conjunto de procesos bioquímicos realizados por organismos fotosintéticos. El mismo se lleva acabo en el estroma de los cloroplastos y tiene como objetivo generar reacciones que permiten la fijación del carbono; lo que permite formar la glucosa y regenerar moléculas que servirán para la continuidad del ciclo.
¿ Que es el ciclo de Calvin Benson ?
Esta serie de procesos fue descubierta por tres investigadores de la Universidad de California: Melvin Calvin, Andrew Benson y James Bassham. El descubrimiento fue posible gracias a una investigación en la que emplearon isótopos radioctivos de carbono. Calvin logró ganar el Premio Nobel de la Química del año 1961 gracias a su aportación.
Los organismos fotosintéticos, al igual que todos los que habitan la tierra, están basados en carbono y es necesario para preservar su vida.
Dichos organismos absorben el dióxido de carbono del aire por sus poros (estomas) y viajan hasta llegar al estroma del cloroplasto; lugar donde se realizan las reacciones bioquímicas del ciclo de Calvin-Benson (producidas por enzimas) que permiten sintetizar el azúcar para generar energía y reciclar los elementos restantes.
Además, a este ciclo se le conoce como “fase oscura de la fotosíntesis”. Lo cual se debe a que no requieren de la luz solar, porque como ya mencionamos, se realizan en el interior de los cloroplastos (estroma).
Etapas del ciclo de Calvin
Al tratarse de un ciclo, las reacciones bioquímicas suceden en un orden establecido con la finalidad de reutilizar las moléculas. En este caso, el proceso atraviesa por tres fases: fijación, reducción y generación.
Para orientar la entrada, añadimos este esquema del ciclo de Calvin para entender con mayor facilidad las fases del mismo:
Fijación del carbono o carboxilación
En la primera fase del ciclo sucede la carboxilación de difosfato de ribulosa con el objetivo de obtener PGA (3-fosfoglicerato).
Para ello, una molécula de CO2 establece una unión con la ribulosa-1,5-bifosfato. Al obtenerse el compuesto de 6 carbonos, este se divide en dos moléculas con 3 carbonos (PGA).
La enzima encargada de catalizar la reacción es RUBisCO.
Reducción de PGA
Al llegar a este paso, con ayuda de la energía de dos ATP y dos NADPH (obtenidas a través de las reacciones que utilizan la luz solar) y mediante de la formación del G3P (gliceraldehído-3fosfato), el PGA se ve reducido al nivel de un azúcar (CH2O).
En esta fase se utiliza más energía que en las otras y se establece un punto de control debido a la naturaleza reguladora del G3P.
Regeneración de difosfato de ribulosa
Finalmente, la última etapa se centra en regenerar el difosfato de ribulosa que necesita de ATP.
Para ello, algunas de las moléculas del gliceraldehído-3fosfato (G3P) se utilizan para producir glucosa y las otras son recicladas para obtener RuBP (carboxilasa/oxigenasa). De forma detallada, el proceso es el siguiente:
- La cadena de glucosa de seis carbonos se forma gracias a dos moléculas de G3P.
- Por otro lado, 10 de las moléculas del G3P se agrupan en una cadena que contiene 9 carbonos; la cual se divide en una cadena de 5 para así generar la molécula RuBP. Esto permite reiniciar el ciclo de fijación de carbono hasta generar otra cadena que producirá dos RUBP para volver a iniciar el ciclo de fijación del carbono de la fotosíntesis.
En este conjunto de reacciones, se requiere la presencia de seis ATP tomados de las reacciones fotosintéticas solares.
Por último, es interesante señalar que la estructura sólida de glucosa generada en este ciclo es de seis carbonos. La misma será utilizada posteriormente por el ciclo de Krebs, del cual ya hemos hablado anteriormente.
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Resumen de productos del ciclo de Calvin Benson
Para lograr obtener la molécula de G3P (que saldrá a la estructura de glucosa), es necesario repetir tres veces el ciclo. En dichas repeticiones, se obtienen los siguientes productos:
- Tres moléculas de carbono se asocian con tres de RuBP, lo que genera seis moléculas de G3P. Una de ellas se dirige a la estructura de glucosa; mientras que las cinco restantes son recicladas para formar tres de RuBP.
- Seis moléculas de NADPH (Nicotinamida-Adenina-Dinucleótido-Fosfato) pasan a formar seis de la enzima NADP+.
- Seis moléculas de ATP se convierten en ADP durante la fase de fijación del carbono y lo mismo sucede con tres moléculas en la ffase de regeneración.
Importancia del ciclo de Calvin-Benson
El ciclo de Calvin-Benson es importante debido a que permite que la materia inorgánica se transforme en orgánica y se incorpore a muchos de los seres vivos. Esto sucede mediante la alimentación de animales, protozoos, hongos y partes de bacterias y arqueas; los cuales son herótrofos, es decir, que no tienen la capacidad de alimentarse de materia inorgánica.
Además, este conjunto de reacciones obtienen productos necesarios para la respiración celular y glucólisis de los organismos fotosintéticos; utilizándolos para su propio beneficio (crecer, desarrollarse y reproducirse) y también los liberan al medio ambiente.
Documento del ciclo de Calvin PDF
Si buscas información complementaria y con mayor tecnicismo, a través de este enlace podrás encontrar un documento en PDF del ciclo; en el cual se detallan cada uno de los aspectos.
