Cos'è il ciclo di Calvin:
Il ciclo di Calvin genera le reazioni necessarie per la fissazione del carbonio in una struttura solida per la formazione del glucosio e, a sua volta, rigenera le molecole per il proseguimento del ciclo.
Il ciclo di Calvin è anche conosciuto come il fase oscura della fotosintesi o chiamata anche fase di fissazione del carbonio. È nota come fase oscura perché non dipende dalla luce come lo è la prima fase o fase luminosa.
- Fotosintesi.
- Cloroplasti.
Questa seconda fase della fotosintesi fissa il carbonio dall'anidride carbonica assorbita e genera il numero preciso di elementi e processi biochimici necessari per produrre zucchero e riciclare il materiale rimanente per la produzione continua.
Il ciclo di Calvin utilizza l'energia prodotta nella fase leggera della fotosintesi per fissare il carbonio dall'anidride carbonica (CO2) in una struttura solida come il glucosio, per generare energia.
La molecola di glucosio composta da uno scheletro di sei atomi di carbonio sarà ulteriormente processata in glicolisi per la fase preparatoria del ciclo di Krebs, entrambe parte della respirazione cellulare.
- ciclo di Krebs
- Glucosio
Le reazioni del ciclo di Calvin si verificano nello stroma, che è liquido all'interno del cloroplasto e all'esterno del tilacoide, dove si verifica la fase leggera.
Questo ciclo ha bisogno della catalisi enzimatica per funzionare, cioè ha bisogno dell'aiuto degli enzimi affinché le molecole possano reagire tra loro.
È considerato un ciclo perché c'è un riutilizzo delle molecole.
Fasi del ciclo di Calvin
Il ciclo di Calvin richiede sei giri per creare una molecola di glucosio costituita da uno scheletro di sei atomi di carbonio. Il ciclo si articola in tre fasi principali:
Fissaggio del carbonio
Nella fase di fissazione del carbonio del ciclo di Calvin, CO2 (anidride carbonica) reagisce quando catalizzato dall'enzima RuBisCO (ribulosio-1,5-bisfosfato carbossilasi/ossigenasi) con la molecola RuBP (ribulosio-1,5-bisfosfato) di cinque atomi di carbonio.
In questo modo si forma una molecola di uno scheletro di sei atomi di carbonio che viene poi scissa in due molecole di 3-PGA (acido 3-fosfoglicerico) di tre atomi di carbonio ciascuna.
Riduzione
Nella riduzione del ciclo di Calvin, le due molecole 3-PGA della fase precedente prendono l'energia di due ATP e due NADPH generati durante la fase leggera della fotosintesi per convertirli in molecole G3P o PGAL (gliceraldeide 3-fosfato) di tre atomi di carbonio.
Rigenerazione della molecola scissa
La fase di rigenerazione della molecola divisa utilizza le molecole G3P o PGAL formate da sei cicli di fissazione e riduzione del carbonio. In sei cicli si ottengono dodici molecole G3P o PGAL dove, da un lato,
Due molecole di G3P o PGAL sono usati per formare una catena di sei atomi di carbonio di glucosio, e
Dieci molecole di G3P o PGAL si aggregano prima in una catena di nove atomi di carbonio (3 G3P) che poi si dividono in una catena di cinque atomi di carbonio per rigenerare una molecola RuBP per avviare il ciclo nella fissazione del carbonio con una CO2 con l'aiuto dell'enzima RuBisco e di un'altra catena di quattro atomi di carbonio che si uniscono con altri due G3P generando una catena di dieci atomi di carbonio. Quest'ultima catena è divisa, a sua volta, in due RuBP che alimenteranno nuovamente il ciclo di Calvin.
In questo processo sono necessari sei ATP per formare i tre RuBP, il prodotto di sei cicli di Calvin.
Prodotti e molecole del ciclo di Calvin
Il ciclo di Calvin produce una molecola di glucosio a sei atomi di carbonio in sei giri e rigenera tre RuBP che saranno nuovamente catalizzati dall'enzima RuBisCo con molecole di CO.2 per la ripartenza del ciclo di Calvin.
Il ciclo di Calvin richiede sei molecole di CO2, 18 ATP e 12 NADPH prodotti nella fase leggera della fotosintesi per produrre una molecola di glucosio e rigenerare tre molecole di RuBP.
