El Ciclo de Calvin

El ciclo de Calvin es el que realizan las plantas durante el proceso fotosintético, sin la presencia de la luz solar. Antes se llamaba “fase oscura”, pero se determinó después que la fotosíntesis es un proceso continuo, que no se detiene aun en ausencia de luz, y que consiste en convertir tres moléculas de CO2 en una molécula de azúcar con tres carbonos.

La planta utiliza esta pequeña molécula de azúcar para producir azúcares más grandes, como la glucosa y muchos otros compuestos orgánicos.

Dónde ocurre

El ciclo de Calvin, propio de las plantas o algas, ocurre en el exterior de los tilacoides, en el estroma que se halla en el interior de los cloroplastos de los organelos vegetales. En el caso de las plantas, el CO2 se introduce a través de poros en la epidermis foliar (es decir, la superficie exterior de la hoja), llamados estromas, y luego se difunde en las células mesófilas, donde tiene lugar la fotosíntesis.

Etapas del ciclo de Calvin

Desde un punto de vista bioquímico, el ciclo de Calvin se divide en tres etapas: carboxilación, reducción y regeneración.

En la carboxilación, el CO2 se une a un compuesto de 5 carbonos, para formar 2 moléculas de 3 carbonos. Por lo tanto, en esta etapa se reduce el CO2. En la siguiente fase tiene lugar la reducción, al intervenir la coenzima NADPH y el ATP, reduciéndose de este modo el PGA (ácido fosfoglicérico, la molécula de 3 carbonos obtenida en la fase anterior).

  • Primera Fase del ciclo de Calvin: Carboxilación.

La enzima que une el CO2 a la RuBP (Ribulosa 1,5-bifosfato) es llamada rubisco, esta adición de CO2 produce un intermediario inestable de carbono 6 que se descompone en dos moléculas de PGA. Cuando se utiliza un método de marcado radiactivo, se observa radioactividad en una de las moléculas PGA.

  • Segunda Fase del Ciclo de Calvin: Reducción.

Esta etapa consta de dos pasos. En el primero, una cinasa (enzima fosforiladora) convierte el fosfoglicerato en bisfoglicerato, consumiendo una molécula de ATP. En el segundo paso, la gliceraldehidro-3-P deshidrogenasa reduce el bisfosfoglicerato mediante la obtención de glicerol-3-fosfato (GAP) y el consumo de NADPH. Esta fase es la más costosa del ciclo energético y es en sí misma un punto de control, ya que la gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa tiene una función reguladora.

  • Tercera Fase del ciclo de Calvin: Regeneración.

Esta última etapa es la más larga: de las 13 enzimas involucradas en el ciclo, 2 son exclusivas de esta etapa y del ciclo (obviamente, excluyendo la enzima rubisco, que es otra enzima exclusiva de Calvin pero que no actúa en la regeneración, sino en la carboxilación). Estas dos enzimas son la Sedoheptulosa-1,7-bisfosfatasa y la fosforibuloquinasa.

Importancia del ciclo de Calvin

Los productos del ciclo de Calvin, que ocurren como parte de la fotosíntesis de las plantas, son de una valiosa importancia para la biosfera, ya que los enlaces covalentes establecidos por los carbohidratos generados en el ciclo son un indicativo de la energía total que se obtiene de la captación de luz por parte de los organismos fotosintéticos. Estos organismos autotróficos liberan la mayor parte de esta energía a través de la glicólisis y la respiración celular, y esta energía es utilizada para mantener su propio desarrollo, crecimiento y reproducción.

Sin la realización del ciclo de Calvin, sería imposible la producción y consumo de oxígeno en el planeta, y las plantas no podrían originar productos que le sirven como nutrientes. Las plantas requieren realizar el ciclo de Calvin para poder llevar a cabo la fotosíntesis a partir de elementos y luz solar, y devolver al ambiente productos y nutrirse con otros.




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