Ciclo de Calvin

El ciclo de Calvin es también conocido como ciclo de Calvin-Benson o como la fase de fijación del CO2 en el proceso de la fotosíntesis. Este ciclo consiste en una serie de procesos bioquímicos que se realizan en el estroma que poseen los cloroplastos de los organismos fotosintéticos.

Temas relacionados

Fotosíntesis

¿Qué es el ciclo de Calvin?

El ciclo de Calvin es un ciclo que se encarga de generar las reacciones que se necesitan para poder realizar la fijación del carbono en una estructura sólida para poder formar la glucosa que regenerar las moléculas para continuar con el ciclo.

En qué consiste el ciclo de Calvin

El ciclo de Calvin es conocido como la fase oscura de la fotosíntesis y es también llamado fase de fijación de carbono. Se le dice fase oscura porque este ciclo no es dependiente de la luz a como lo son otras partes que conforman el proceso de fotosíntesis. Se puede decir que consiste o conforma la segunda etapa de la fotosíntesis, en la cual se fija el carbono del dióxido de carbono que es absorbido y genera el número exacto de elementos y procesos bioquímicos que se necesitan para producir azúcar y para poder reciclar el material que sobra para la producción continua.

Este es un ciclo que utiliza la energía que es producida en la fase luminosa de la fotosíntesis para poder fijar el carbono que se encuentra presente en el dióxido de carbono en una estructura sólida como en el caso de la glucosa, con el único objetivo de formar energía. Esta molécula de glucosa está compuesta por una estructura principal de seis carbonos la cual será procesada luego en el proceso de glucólisis para la fase preparatoria del ciclo de Krebs, ambas parte de la respiración celular.

Características

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.

Fases del ciclo de Calvin

Desde el punto de vista bioquímico, el ciclo de Calvin está dividido en 3 etapas: carboxilación, reducción y regeneración.

Primera Fase del ciclo de Calvin o Carboxilación

En esta fase la enzima que une el CO2 a la RuBP se conoce con el nombre de rubisco. Esta adición del CO2 origina un intermediario de 6 carbonos inestable que se rompe produciendo dos moléculas de PGA.

Segunda Fase del ciclo de Calvin o Reducción

Esta etapa tiene dos pasos. En el primero una quinasa se encarga de convertir el fosfoglicerato en bisfosfoglicerato y consume de esta forma una molécula de ATP. En el segundo paso, la gliceraldehido-3-P deshidrogenasa reduce al bisfosfoglicerato obteniendo gliceraldehido-3-fosfato y consumiendo NADPH.

Tercera Fase del ciclo de Calvin o Regeneración

Es la etapa más larga; intervienen principalmente 2 enzimas que son exclusivas de esta etapa y del ciclo. Estas dos enzimas son la sedoheptulosa 1,7-bisfosfatasa y la fosforibuloquinasa.

Explicación

Es conocido como el ciclo del carbono, y es la denominación que se le otorga a una cadena cíclica de diferentes reacciones químicas que se producen en el estroma de los cloroplastos, que son los encargados de formar los carbohidratos después de la fijación y reducción del dióxido de carbono. En el ciclo de Calvin el dióxido de carbono es asimilado y luego el ATP y el NADPH de las reacciones luminosas proporcionan la energía necesaria para combinar los carbonos asimilados y así producir azúcar.

Este ciclo inicia cuando se combina el dióxido de carbono con un compuesto formado por cinco átomos de carbono dando lugar a un compuesto inestable que posee seis átomos de carbono. Este compuesto que se forma se despliega en dos moléculas las cuales constan de tres átomos de carbono. El ácido fosfoglicérico es entonces fosforilado por el ATP y reducido a NADPH para formar el aldehído fosfoglicérico. El aldehído fosfoglicérico regenerará la ribulosa monofosfato y lo que sobra será usado en la síntesis en el estroma. Por cada seis moléculas de dióxido de carbono que ingresan al ciclo, se forman doce de PGAL, de las cuales diez regeneran la ribulosa monofosfato y las dos que sobran forman, por ejemplo, una molécula de glucosa.

Importancia del ciclo de Calvin

El ciclo de Calvin es muy importante porque es la única vía de asimilación que tiene el carbono tanto para la reducción como para la incorporación de materia orgánica a todos los organismos eucariotas fotosintéticos.