ciclo de Calvin ciclo de Calvin-Benson fase de fijación del CO de la fotosíntesis estomas cloroplastos fotosintéticos Melvin Calvin y Andy Benson.

Transcripción

1 CICLO DE CALVIN El ciclo de Calvin (también conocido como ciclo de Calvin-Benson o fase de fijación del CO 2 de la fotosíntesis consiste en una serie de procesos bioquímicos que se realizan en los estomas de los cloroplastos de los organismos fotosintéticos. Fue descubierto por Melvin Calvin y Andy Benson.

2 CICLO DE CALVIN Durante la fase luminosa o fotoquímica de la fotosíntesis, la energía lumínica ha sido almacenada en moléculas orgánicas sencillas e inestables, que van a aportar energía para realizar el proceso (ATP) y poder reductor, es decir, la capacidad de donar electrones (reducir) a otra molécula (nicotín-amida dinucleótido fosfato o NADPH + H + ).

3 CICLO DE CALVIN En el ciclo de Calvin se integran y convierten moléculas inorgánicas de CO 2 en moléculas orgánicas sencillas a partir de las cuales se formará el resto de los compuestos bioquímicos que constituyen los seres vivos. Este proceso también se puede, por tanto, denominar como de asimilación del carbono.

4 CICLO DE CALVIN La primera ENZIMA que interviene en el ciclo y que fija el CO 2 atmosférico uniéndolo a una molécula orgánica (Ribulosa-1,5-bifosfato) se denomina RuBisCo (por las siglas de Ribulosa bisfosfato carboxilasa-oxigenasa).

5 CICLO DE CALVIN La ecuación neta del ciclo de Calvin es: 3CO 2 + 6NADPH + 9 ATP Gliceraldehído 3-P + 6NADP+ + 9ADP + 8 Pi Por cada 3 moléculas de CO 2 que se incorporan en moléculas de hidratos de carbono, existe uma ganancia neta de uma molécula de Gliceraldehído-3-P. Para un total de 6 moléculas de CO 2 6CO NADPH + 18 ATP C 6 H 12 O 6 P + 12NADP ADP + 16 Pi que representaría la formación de una molécula de 6 AC (hexosa).

6 CICLO DE CALVIN Las reacciones de ciclo pueden dividirse en tres fases: 1. Fijación del carbono 2. Reducción 3. Regeneración

7 Fijación del carbono La RuBisCo cataliza la reacción entre la Ribulosa-1,5-bifisfato (pentosa, RuBP) con el CO 2, para crear 1 molécula de 6 carbonos, la cual al ser inestable termina por separarse en 2 moléculas que contienen 3 AC cada una, el 3- Fosfoglicerato. La importancia de la RuBisCo queda indicada por el hecho de ser el enzima más abundante en la naturaleza.

8 Reducción de carbono Primero ocurre un proceso de activación en el cual una molécula de ATP, es usada para la fosforilación del 3-fosfoglicerato, transformándolo en 1,3-difosofoglicerato. Esa transferencia de un enlace fosfato permite que una molécula de NADPH + H + reduzca el 1,3-difosfoglicerato mediante la acción de la enzima gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa, para formar G3P.

9 Reducción del carbono Esta última molécula es una de 3C, es una molécula estable y con mayor energía libre (capaz de realizar mayor cantidad de trabajo) que las anteriores. Parte de G3P se transforma en su isómero DHAP. Estas dos triosas-fosfato serán la base a partir de la cual se formen el resto de azúcares (fructosa y glucosa), oligosacáridos (sacarosa) y polisacáridos (celulosa o almidón). También, a partir de estos azúcares, se formarán directa o indirectamente las cadenas de carbono que componen el resto de biomoléculas que constituyen los seres vivos (lípidos, proteínas, ácidos nucleicos, etc.).

10 Regeneración El ciclo continua a lo largo de una serie de reacciones hasta formar ribosa-5-fosfato, que mediante el consumo de otra molécula de ATP, regenera la RuBP original, dejándola disponible para que el ciclo se repita nuevamente. En cada vuelta del ciclo se incorpora una molécula de CO 2 a otra molécula preexistente de 5 AC (ribulosa-5-bisfosfato), el resultado final es la regeneración de la molécula de 5 AC y la incorporación de un nuevo carbono en forma orgánica C(H2O).

11 Regeneración Para comprenderlo hay que tener en cuenta que el producto fundamental del ciclo de Calvin es el G3P, molécula que sirve como base para la síntesis del resto de CARBOHIDRATOS. Tras 3 vueltas del ciclo, una nueva molécula de G3P sale de éste y puede ser posteriormente utilizada para la formación de otras moléculas.

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16 Ciclo de Calvin El núm. de las flechas en cada paso indica el núm. de Moléculas que pasan por ahí por cada 3 moléculas de CO 2 que entran en el ciclo. Cloroplasto: síntesis de almidón Citoplasma: síntesis de sacarosa u otros metabolitos. Enzimas 1.Ribulosa bif osfato carboxilasa 2. Fosfoglicerato quinasa 3.NADP + -G-3-P deshidrogenasa 4. Triosa fosfato isomerasa 5. Aldolasa 6. Fructosa-1,6-bif osf atasa 7. Transcetolasa 8. Aldolasa 9. Seudoheptulosa-1,7-bif osfatasa 10. Transcetolasa 11. Ribosa-5-f osf ato isomerasa 12. Ribulosa-5-f osf ato epimerasa 13. Fosf orribuloquinasa