Ciclo de calvin

Ciclo de Calvin

En las plantas, el dióxido de carbono CO2 entra al interior de las hojas a través de unos poros llamados estomas y se difunde hacia el estroma del cloroplasto, el sitio en el cual se producen las reacciones del ciclo de Calvin, donde se sintetiza el azúcar.

Estas reacciones también se llaman reacciones independientes de la luz, porque la luz no las causa directamente.

En el ciclo de Calvin, los átomos de carbono del CO2 se fijan (se incorporan a moléculas orgánicas) y se utilizan para formar azúcares de tres carbonos. Este proceso es estimulado por el ATP y NADPH que provienen de las reacciones luminosas, y depende de ellos. A diferencia de las reacciones dependientes de la luz, que ocurren en la membrana tilacoidal, las reacciones del ciclo de Calvin ocurren en el estroma (espacio interior de los cloroplastos).

• 3 etapas principales:

Fijación de carbono: Moléculas de CO2 se combinan con Ribulosa-1,5-bifosfato (RuBP), lo cual produce una molécula de un compuesto inestable de seis carbonos que se divide para formar dos moléculas de un compuesto de tres carbonos 3-fosfoglicerato (3-PGA). Esta reacción es catalizada por la enzima RUBisCO.

Reducción: En la segunda etapa, se utilizan moléculas de ATP y de NADPH para convertir las moléculas de 3-PGA en moléculas de un azúcar de tres carbonos (G3P). Esta reacción se considera una reducción, porque el NADPH debe donar sus electrones a un intermediario de tres carbonos para formar el G3P.

Regeneración de la molécula de partida: Una molécula de G3P abandona el ciclo y se dirige hacia donde se forma la glucosa, mientras que deben reciclarse cinco G3P para regenerar el aceptor RuBP. La regeneración implica una compleja serie de reacciones y necesita ATP.

Reacción y Regulación  

La actividad de la RuBisCO está controlada por luz debido, a que el enzima necesita un pH óptimo ligeramente alcalino y requiere Mg2+. La enzima se encuentra en el estroma y es allí donde se produce un aumento del pH, que activa a la RuDP carboxilasa, producida por el transporte electrónico fotosintético activado por la luz.

Para que la RuBisCO sea activa debe sufrir una carbamilación, debe tener carbamilado un residuo de lisina del centro activo del enzima. La carbamilación, para que se dé, necesita elevadas concentraciones de CO2 y Mg2+ así como un pH elevado, condiciones que se producen, precisamente, en presencia de luz.

Ecuación General del ciclo:

6 CO2 + 18ATP+12NADPH +12 H+ ---🡪  12 G3P + 18 ADP +12 NADP +12 Pi

Fotorrespiración o C-2

La fotorrespiración es una vía metabólica derrochadora que compite con el ciclo de Calvin. Comienza cuando la RuBisCo actúa captando oxígeno en vez de dióxido de carbono.

Por lo tanto la enzima RuBisCo puede utilizar el CO2 y el O2 como sustrato, la enzima no hace distinción entre los dos componentes anteriores y los une a la ribulosa-1,5-bifosfato (RuBP).

Lo que favorece la vía del ciclo de Calvin o la fotorrespiración será la temperatura ambiental:

• Baja temperatura, alta tasa de CO2:O2  🡪     Ciclo de Calvin
• Alta temperatura, baja tasa de CO2:O2  🡪    Fotorrespiración

El dióxido de carbono (CO2) es liberado después en las células de la vaina del haz de las hojas, donde tienen lugar las reacciones del ciclo de Calvin.

El proceso consiste en la captación del dióxido de carbono en las células del mesófilo de la planta pero el CO2, en vez de utilizarse inmediatamente en el ciclo de Calvin, reacciona con el fosfoenolpiruvato (PEP) gracias a la catálisis de la enzima fosfoenolpiruvato carboxilasa

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