Calvin-cyclusstappen en diagram

De Calvin-cyclus is een set van lichtonafhankelijke redoxreacties die zich voordoen tijdens fotosynthese en koolstoffixatie om koolstofdioxide om te zetten in de suikerglucose. Deze reacties vinden plaats in het stroma van de chloroplast, het met vloeistof gevulde gebied tussen de thylakoïde membraan en binnenmembraan van het organel. Hier is een blik op de redoxreacties die optreden tijdens de Calvin-cyclus.

Andere namen voor de Calvincyclus

Misschien kent u de Calvincyclus onder een andere naam. De reeks reacties staat ook bekend als de donkere reacties, C3-cyclus, Calvin-Benson-Bassham (CBB) -cyclus of reductieve pentosefosfaatcyclus. De cyclus werd in 1950 ontdekt door Melvin Calvin, James Bassham en Andrew Benson aan de University of California, Berkeley. Ze gebruikten radioactieve koolstof-14 om het pad van koolstofatomen in koolstoffixatie te volgen.

Overzicht van de Calvincyclus

Diagram van de Calvincyclus. Atomen worden weergegeven door de volgende kleuren: zwart = koolstof, wit = waterstof, rood = zuurstof, roze = fosfor.

Mike Jones/Wikimedia Commons/CC BY-SA

De Calvincyclus maakt deel uit van de fotosynthese, die in twee fasen plaatsvindt. In de eerste fase gebruiken chemische reacties energie uit licht om ATP en NADPH te produceren. In de tweede fase (Calvin-cyclus of donkerreacties) worden koolstofdioxide en water omgezet in organische moleculen, zoals: glucose . Hoewel de Calvincyclus de 'donkerreacties' mag worden genoemd, vinden deze reacties niet echt plaats in het donker of 's nachts. De reacties vereisen verminderde NADP, die afkomstig is van een lichtafhankelijke reactie. De Calvincyclus bestaat uit:

Koolstoffixatie- Kooldioxide (CO_twee) wordt omgezet om glyceraldehyde 3-fosfaat (G3P) te produceren. Het enzym RuBisCO katalyseert de carboxylatie van een 5-koolstofverbinding om een ​​6-koolstofverbinding te maken die in tweeën splitst om twee 3-fosfoglyceraat (3-PGA) moleculen te vormen. Het enzym fosfoglyceraatkinase katalyseert de fosforylering van 3-PGA om 1,3-bifosfoglyceraat (1,3BPGA) te vormen.Reductie reacties- Het enzym glyceraldehyde 3-fosfaatdehydrogenase katalyseert de reductie van 1,3BPGA door NADPH.Ribulose 1,5-bisfosfaat (RuBP) regeneratie- Aan het einde van de regeneratie is de nettowinst van de reeks reacties één G3P-molecuul per 3 koolstofdioxidemoleculen.

Calvin Cycle Chemische vergelijking

De algemene chemische vergelijking voor de Calvincyclus is:

• 3 CO_twee+ 6 NADPH + 5 H_tweeO + 9 ATP → glyceraldehyde-3-fosfaat (G3P) + 2 H⁺+ 6 NADP⁺+ 9 ADP + 8 Pi (Pi = anorganisch fosfaat)

Er zijn zes runs van de cyclus nodig om één glucosemolecuul te produceren. Overtollig G3P geproduceerd door de reacties kan worden gebruikt om een ​​verscheidenheid aan koolhydraten te vormen, afhankelijk van de behoeften van de plant.

Opmerking over lichtonafhankelijkheid

Hoewel de stappen van de Calvin-cyclus geen licht nodig hebben, vindt het proces alleen plaats als er licht beschikbaar is (dag). Waarom? Omdat het een verspilling van energie is omdat er geen elektronenstroom is zonder licht. De enzymen die de Calvin-cyclus aandrijven, worden daarom gereguleerd om lichtafhankelijk te zijn, ook al vereisen de chemische reacties zelf geen fotonen.

'S Nachts zetten planten zetmeel om in sucrose en geven het af aan het floëem. CAM-planten slaan appelzuur 's nachts op en geven het overdag af. Deze reacties worden ook wel 'donkere reacties' genoemd.

bronnen

• Bassham J, Benson A, Calvin M (1950). 'Het pad van koolstof in fotosynthese'. J Biol Chem 185 (2): 781-7. PMID 14774424.