If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Si estás detrás de un filtro de páginas web, por favor asegúrate de que los dominios *.kastatic.org y *.kasandbox.org estén desbloqueados.

Contenido principal

El ciclo de Calvin

Cómo los productos de las reacciones de luz, ATP y NADPH, se utilizan para fijar el carbono en los azúcares en la segunda etapa de la fotosíntesis.

Introducción

Tú, como todos los organismos de la Tierra, eres una forma de vida basada en carbono. Es decir, las moléculas complejas de tu increíble cuerpo se forman con base en esqueletos de carbono. Es posible que sepas que estás formado de carbono; sin embargo, ¿te has preguntado alguna vez de dónde proviene todo ese carbono?
Resulta que los átomos de carbono de tu cuerpo alguna vez fueron parte de las moléculas de dióxido de carbono (CO2) del aire. Los átomos de carbono acaban siendo parte de ti y de otras formas de vida gracias a la segunda etapa de la fotosíntesis, conocida como ciclo de Calvin (o las reacciones independientes de la luz).

Descripción general del ciclo de Calvin

En las plantas, el dióxido de carbono (CO2) entra al interior de las hojas a través de unos poros llamados estomas y se difunde hacia el estroma del cloroplasto, el sitio en el cual se producen las reacciones del ciclo de Calvin, donde se sintetiza el azúcar. Estas reacciones también se llaman reacciones independientes de la luz, porque la luz no las causa directamente.
En el ciclo de Calvin, los átomos de carbono del CO2 se fijan (se incorporan a moléculas orgánicas) y se utilizan para formar azúcares de tres carbonos. Este proceso es estimulado por el ATP y NADPH que provienen de las reacciones luminosas, y depende de ellos. A diferencia de las reacciones dependientes de la luz, que ocurren en la membrana tilacoidal, las reacciones del ciclo de Calvin ocurren en el estroma (espacio interior de los cloroplastos).
Crédito de la imagen: "Ciclo de Calvin: Figura 1", de OpenStax College, Conceptos de Biología CC BY 4.0

Reacciones del ciclo de Calvin

Las reacciones del ciclo de Calvin se pueden dividir en tres etapas principales: fijación de carbono, reducción y regeneración de la molécula de partida.
A continuación, un esquema general del ciclo:
  1. Fijación del carbono. Una molécula de CO2 se combina con una molécula aceptora de cinco carbonos, ribulosa-1,5-bifosfato (RuBP). Este paso produce un compuesto de seis carbonos que se divide para formar dos moléculas de un compuesto de tres carbonos, ácido 3-fosfoglicérico (3-PGA). Esta reacción es catalizada por la enzima RuBP carboxilasa/oxigenasa o RUBisCO.
  2. Reducción. En la segunda etapa, el ATP y NADPH se utilizan para convertir las moléculas de 3-PGA en moléculas de azúcar de tres carbonos, gliceraldehído-3-fosfato (G3P). Esta etapa se llama así, porque NADPH debe donar sus electrones o reducir a un intermediario de tres carbonos para formar el G3P.
  3. Regeneración. Algunas moléculas de G3P se van para formar glucosa, mientras que otras deben reciclarse para regenerar el aceptor RuBP. La regeneración necesita ATP e implica una compleja serie de reacciones, que a mi profesor de biología de la preparatoria le gustaba llamar “secuencia desordenada de carbohidratos”. 1
Para que un G3P salga del ciclo (y se dirija a la síntesis de glucosa), tres moléculas de CO2 deben entrar en el ciclo, lo que resulta en tres nuevos átomos de carbono fijo. Cuando tres moléculas de CO2 entran en el ciclo, se producen seis moléculas de G3P. Una sale del ciclo y se utiliza para formar glucosa, mientras que las otras cinco deben reciclarse para regenerar tres moléculas del aceptor RuBP.

Resumen de los reactivos y productos del ciclo de Calvin

Se necesitan tres vueltas del ciclo de Calvin para crear una molécula de G3P que pueda salir del ciclo para formar glucosa. Resumamos las cantidades de moléculas clave que entran y salen del ciclo de Calvin a medida que se crea una molécula de G3P neta. En tres vueltas del ciclo de Calvin:
  • Carbono. 3 moléculas de CO2 se combinan con 3 aceptores RuBP, lo cual forma 6 moléculas de gliceraldehído-3-fosfato (G3P).
    • 1 molécula de G3P sale del ciclo para formar glucosa.
    • 5 moléculas de G3P se reciclan, lo cual regenera 3 moléculas aceptoras de RuBP.
  • ATP. 9 moléculas de ATP se convierten en 9 ADP (6 durante la etapa de fijación y 3 durante la etapa de regeneración).
  • NADPH. 6 moléculas de NADPH se convierten en 6 moléculas de NADP+ (durante la etapa de reducción).
Una molécula de G3P contiene tres átomos de carbono fijo, por lo que toma dos G3P para formar una molécula de glucosa de seis carbonos. Se necesitarían seis vueltas del ciclo, o 6 CO2, 18 ATP y 12 NADPH, para producir una molécula de glucosa.

¿Quieres unirte a la conversación?

¿Sabes inglés? Haz clic aquí para ver más discusiones en el sitio en inglés de Khan Academy.