¿Qué es el ciclo de Calvin?

También conocido como ciclo de fijación del carbono de la fotosíntesis o ciclo de Calvin-Benson, es el proceso consistente en un conjunto de acciones bioquímicas realizadas en las plantas, más específicamente en las estroma de los cloroplastos pertenecientes a estas y  otros organismos autótrofos que se valen de la fotosíntesis para llevar a cabo su nutrición.

Este ciclo fue descubierto por el Estadounidense Melvin Calvin, quien recibió en el año 1961 el premio Nobel de Química por su trabajo sobre cómo las plantas asimilan el dióxido de carbono. Otros personajes que se encontraban con Melvin Calvin al momento del descubrimiento fueron James Bassham y Andrew Benson haciendo uso de isótopos radiactivos de carbono-14.

El ciclo de Calvin

Función del ciclo de Calvin

El ciclo de Calvin es de importancia en la vida de las plantas, ya que, genera glucosa para estas. Utiliza 6 moléculas de CO2 para generar la molécula de glucosa (uno de los principales azúcares).

Las plantas utilizan la glucosa en su uso bioquímico como fuente de energía y material estructural o en su defecto, de almacenamiento.

Luego que obtiene la glucosa, las adhiere a receptores diversos que consumen energía, también conocidos como ATP.

Luego de la composición de la molécula de glucosa al dar seis vueltas al ciclo. Hay que tener en cuenta que, cada tres vueltas se crea una molécula de triosa fosfato.

En forma resumida, el ciclo de Calvin con el fin de generar energía, fija el carbono del dióxido del carbono utilizando la energía producida en la fase luminosa de la fotosíntesis, en una estructura sólida, como lo es la glucosa.

Las reacciones de este ciclo acontecen dentro de los cloroplastos, más específicamente, en el estroma. Para poder funcionar, este ciclo necesita ayuda para que las moléculas reaccionen entre sí, por lo que las enzimas realizan esta función, llamándose así catálisis enzimática.

¿Cómo el ciclo de Calvin almacena energía en azúcares?

Calvin descubrió que el primer paso de un ciclo es la fijación del carbono. Este ciclo transfiere energía de forma controlada, como si fuese una cadena de transporte de electrones y que luego de generar la glucosa, es capaz de aportar energía a las plantas.

Características del ciclo de Calvin

Algunas de las características que podemos observar en el ciclo de Calvin son:

• Este ciclo, es poseedor de auto catarsis, es decir, este ciclo es capaz de auto acelerarse.
• Puede regularse a niveles adecuados y evitar que se produzca ciclos fútiles.
• Se considera una ruta metabólica cíclica que tiene lugar en el estroma del cloroplasto.
• También se le considera como fase oscura.
• Utiliza el  ATP y el NADPH para transformar sustancias inorgánicas ya oxidadas en moléculas orgánicas que, posteriormente se sintetizaron para convertirse en moléculas proteicas complejas.
• La luz  es su principal factor regulador y, luego de este, el sistema ferredoxina-tiorredoxina.

Etapas del ciclo de Calvin

Desde un punto de vista bioquímico, el ciclo de Calvin cuenta con tres etapas que son:

• Fijación del carbono.
• Fase de reducción.
• Fase de regeneración.

Primera fase

En la fase de fijación de carbono, una molécula de CO2 se combina con un aceptara de 5 carbonos, conocida con el nombre de rubisco (RuBP), que posteriormente, produce un compuesto de 6 carbonos que para formar moléculas de un compuesto de tres carbonos, se divide en dos debido a su inestabilidad, estos compuestos de tres carbonos reciben el nombre de 3-fosfoglicerato (3-PGA), de este modo por cada CO2 que se incorporan al ciclo se producen dos de estas moléculas (3-Pga).

Segunda fase

En la etapa de reducción. El ATP y el NADPH son utilizados para convertir las moléculas PGA en moléculas de azúcar de 3 carbonos. Recibiendo el nombre de etapa de reducción porque el NADPH dona sus electrones para llegar a formar el G3P.

Para que este proceso tenga lugar, ocurren dos pasos principales:

• Primero, cada molécula de 3-PGA se convierte en receptora de un grupo fosfato del ATP, pasando a ser una molécula 1,3 bisfosfoglicerato con doble fosforilación y deja como subproducto al ADP.
• Segundo, las moléculas 1,3-bisfosfoglicerato se reducen al ganar electrones recibidos de la NADPH y perdiendo un grupo fosfato para convertirse en gliceraldehído 3-fosfato (G3P), un azúcar de tres carbonos.

Tercera fase

En la etapa de regeneración, se van algunas moléculas de G3P para la formación de glucosa. Para que un G3P salga del ciclo, tres moléculas de carbono deben entrar al ciclo, resultando en 3 átomos de carbono fijo. Las moléculas G3P se producen cuando tres moléculas de CO2 entran al ciclo.