Ciclo de Calvin

Te explicamos qué es el ciclo de Calvin Benson y cuáles son sus características, sus etapas y su función. Además, su importancia y lo que produce.

¿Qué es el ciclo de Calvin?

El ciclo de Calvin es una serie de reacciones químicas que ocurren dentro de las células vegetales, como parte del proceso de fotosíntesis.

Las reacciones de este ciclo forman parte de la llamada “fase oscura” de la fotosíntesis (también conocida como “fase independiente de la luz”). En esta fase, se usan moléculas de alta energía producidas en la fase luminosa para formar carbohidratos a partir del dióxido de carbono (CO₂).

El ciclo de Calvin ayuda a los organismos autótrofos, como las plantas, a transformar el dióxido de carbono en glucosa (C6H12O6). Luego, este azúcar es utilizado como alimento. Una enzima llamada RuBisCo (ribulosa-1,5-bifosfato carboxilasa/oxigenasa) tiene un rol fundamental en este proceso.

El ciclo de Calvin debe su nombre a su descubridor, el estadounidense Melvin Calvin, lo que le valió el Premio Nobel de Química en 1961. Otros colaboradores importantes en el estudio fueron James Bassham y Andrew Benson, todos de la Universidad de California, Berkeley.

Ver además: Glucólisis

Características del ciclo de Calvin

El ciclo de Calvin tiene las siguientes características:

• Forma parte de las reacciones de fotosíntesis. El ciclo de Calvin constituye la segunda fase de la fotosíntesis.
• No necesita luz. Es conocido como “fase oscura” porque no necesita energía lumínica. Por lo tanto, ocurre tanto en presencia como ausencia de luz.
• Ocurre dentro de las células vegetales. Las reacciones del ciclo de Calvin suceden en compartimientos muy específicos dentro de las células de las plantas, llamados cloroplastos.
• Fija el carbono. La principal función del ciclo de Calvin es capturar el dióxido de carbono (CO₂) del aire e incorporarlo a moléculas orgánicas.

Etapas del ciclo de Calvin

El ciclo de Calvin se compone de tres etapas distintas: la fijación del carbono, la reducción y la regeneración de difosfato de ribulosa.

Etapa 1. Fijación del carbono

Durante la etapa inicial del ciclo de Calvin, la enzima RuBisCo ayuda a unir el dióxido de carbono a una molécula llamada ribulosa difosfato. Este proceso, conocido como “carboxilación”, da como resultado una sustancia denominada ácido 3-fosfoglicérico (PGA).

Etapa 2. Reducción

En la segunda etapa del ciclo de Calvin, el PGA se transforma en un azúcar llamado gliceraldehído-3-fosfato (GAP). Para eso, usa la energía de dos moléculas: NADPH y ATP, que se producen durante la fase de la fotosíntesis que necesita luz.

Etapa 3. Regeneración de difosfato de ribulosa

En la etapa final del ciclo de Calvin, después de que parte del gliceraldehído-3-fosfato (GAP) se ha usado para formar azúcar, el resto se convierte de nuevo en ribulosa-1,5-bisfosfato (RuBP). Esta molécula es importante porque permite que el ciclo continúe y pueda seguir capturando dióxido de carbono (CO₂).

Este proceso de regeneración de RuBP requiere energía, que la planta obtiene de las moléculas de la fase luminosa de la fotosíntesis.

Función del ciclo de Calvin

El ciclo de Calvin forma parte de la etapa oscura de la fotosíntesis. Este proceso tiene un rol fundamental en la vida de las plantas: generar glucosa, uno de los principales azúcares que funcionan como fuente de energía.

Esta ruta metabólica necesita seis moléculas de dióxido de carbono (CO2) para obtener una de glucosa. Además, se consume energía química en forma de ATP. Se trata de una molécula orgánica que funciona poniendo a disposición una gran cantidad de energía, que puede ser utilizada cuando se necesite.

¿Qué produce el ciclo de Calvin?

Los principales productos químicos del ciclo de Calvin son las dos moléculas de azúcar de tres carbonos, llamadas gliceraldehído-3-fosfato (G3P). El ciclo de Calvin fija un átomo de carbono en cada vuelta. Se necesitan tres vueltas y tres moléculas de dióxido de carbono (CO₂) para crear una molécula de G3P.

Luego, parte de este material se usa para activar la enzima RuBisCo, y otra parte para hacer glucosa.

Importancia del ciclo de Calvin

El ciclo de Calvin es la única ruta metabólica que utilizan los organismos autótrofos para incorporar la materia inorgánica y transformarla en alimento. Esto ocurre tanto en organismos fotosintéticos como quimiosintéticos. Es decir, tanto en aquellos que utilizan energía de la luz como en los que utilizan energía de reacciones químicas entre compuestos inorgánicos.

Este proceso es muy importante para los ecosistemas, porque en él las plantas almacenan energía. Luego, esa energía pasa a los animales herbívoros cuando comen las plantas, y luego a los animales carnívoros u omnívoros que comen a esos herbívoros.

Por otro lado, el ciclo de Calvin captura el dióxido de carbono (CO₂), un gas que puede causar el calentamiento de la Tierra si se encuentra en exceso en la atmósfera. Así, la actividad fotosintética de las plantas ayuda a reducir los gases que provocan el cambio climático.

Sigue con:

Referencias

• De Robertis, E. (2010).Fundamentos de biología celular y molecular (4º edición).El Ateneo.
• Alberts, B. et al. (2004). Biología molecular de la célula (4° edición). Omega.