FOTOSÍNTESIS III. Fase Oscura: Ciclo de Calvin (Vía C3). Rubisco

Summary

En este video se explora la fase oscura de la fotosíntesis, también conocida como fase biosintética, en la que las plantas C3 convierten dióxido de carbono en materia orgánica utilizando la energía de la fase luminosa. El ciclo de Calvin se desglosa en dos fases: la fase de carboxilación, donde la enzima rubisco fija el CO2, y la fase de reducción, donde ATP y NADPH se utilizan para producir gliceraldehído-3-fosfato. Además, se abordan dos vías: la formación de hexosas, que genera glucosa y fructosa, y la regeneración de ribulosa-1,5-bifosfato, esencial para reiniciar el ciclo.

Takeaways

• 😀 La fase oscura de la fotosíntesis, también conocida como fase biosintética, utiliza la energía y el poder reductor de la fase luminosa para sintetizar materia orgánica a partir de inorgánica.
• 😀 El ciclo que se estudia es el ciclo de Calvin, que ocurre en el estroma del cloroplasto en las células eucariotas, y en el citoplasma de las bacterias fotosintéticas.
• 😀 Las plantas C3 realizan este ciclo, y reciben su nombre debido a que las moléculas más importantes en la ruta tienen tres átomos de carbono.
• 😀 El ciclo comienza con la fijación de seis moléculas de dióxido de carbono (CO2) en seis moléculas de ribulosa 1,5-bifosfato, mediante la acción de la enzima rubisco.
• 😀 La rubisco tiene dos funciones: una carboxilasa, que fija el CO2, y una oxidasa, que está relacionada con la fotorespiración, pero que no se aborda en este video.
• 😀 Las moléculas de ribulosa 1,5-bifosfato se transforman en moléculas de fosfoglicerato (3 carbonos), iniciando la fase de carboxilación del ciclo.
• 😀 En la fase de reducción, el ATP y NADPH obtenidos en la fase luminosa son utilizados para reducir las moléculas de fosfoglicerato, incrementando su energía.
• 😀 La fosfoglicerato quinasa y la gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa actúan en esta fase, convirtiendo el fosfoglicerato en gliceraldehído-3-fosfato.
• 😀 Durante el ciclo, se forman dos moléculas importantes: el gliceraldehído-3-fosfato y la dihidroxiacetona fosfato, que pueden interconvertirse gracias a la acción de una isomerasa.
• 😀 El ciclo se divide en dos vías: una para la formación de hexosas (como la glucosa) y otra para regenerar la ribulosa 1,5-bifosfato, asegurando que el ciclo pueda continuar.
• 😀 La fase de regeneración utiliza moléculas de gliceraldehído-3-fosfato, dihidroxiacetona fosfato, y otros compuestos intermedios para generar la ribulosa 1,5-bifosfato, permitiendo que el ciclo se repita.
• 😀 El resultado neto del ciclo es la producción de glucosa o fructosa-6-fosfato, que puede ser almacenada como almidón o utilizada en la glucólisis.

Q & A

¿Qué es la fase oscura de la fotosíntesis y qué ocurre en ella?

La fase oscura, también conocida como la fase biosintética, es la parte del proceso fotosintético donde se utiliza la energía y el poder reductor generados en la fase luminosa para sintetizar materia orgánica a partir de compuestos inorgánicos, como el dióxido de carbono.

¿Por qué se llama ciclo de Calvin y qué caracteriza a las plantas C3?

El ciclo de Calvin es un conjunto de reacciones metabólicas que ocurren en la fase oscura de la fotosíntesis. Las plantas C3 se caracterizan por seguir esta ruta, conocida también como la vía C3, porque sus moléculas clave participantes tienen tres átomos de carbono.

¿En qué parte de la célula ocurre el ciclo de Calvin y cómo varía según el tipo de organismo?

El ciclo de Calvin ocurre en el estroma del cloroplasto en células eucariotas. En las bacterias fotosintéticas, este proceso se realiza en el citoplasma.

¿Cuál es la función de la enzima rubisco en el ciclo de Calvin?

La rubisco es una enzima crucial en el ciclo de Calvin que fija el dióxido de carbono de la atmósfera al ribulosa-1,5-bifosfato, iniciando el proceso de carboxilación, que es la primera fase del ciclo.

¿Qué ocurre en la fase de carboxilación del ciclo de Calvin?

En la fase de carboxilación, el dióxido de carbono atmosférico se fija a seis moléculas de ribulosa-1,5-bifosfato por acción de la enzima rubisco, formando un compuesto inestable de seis átomos de carbono, que rápidamente se divide en 12 moléculas de fosfoglicerato.

¿Qué papel juega el ATP y el NADPH en la fase de reducción del ciclo de Calvin?

En la fase de reducción, el ATP y el NADPH obtenidos en la fase luminosa se utilizan para reducir el fosfoglicerato y aumentar su energía, convirtiéndolo en gliceraldehído-3-fosfato a través de varias reacciones enzimáticas.

¿Qué sucede con las moléculas de gliceraldehído-3-fosfato en el ciclo de Calvin?

Las moléculas de gliceraldehído-3-fosfato pueden isomerizarse en dihidroxiacetona fosfato y participar en la formación de glucosa o fructosa, o bien ser utilizadas para regenerar ribulosa-1,5-bifosfato.

¿Qué se entiende por la vía de formación de heosas dentro del ciclo de Calvin?

La vía de formación de heosas se refiere al proceso en el ciclo de Calvin en el que se utilizan tres moléculas de gliceraldehído-3-fosfato y tres de dihidroxiacetona fosfato para formar fructosa-1,6-bifosfato, que luego se convierte en fructosa-6-fosfato o glucosa-6-fosfato.

¿Qué es la fase de regeneración en el ciclo de Calvin?

La fase de regeneración tiene como objetivo regenerar ribulosa-1,5-bifosfato utilizando los compuestos sobrantes de la fase de reducción. Esto asegura que el ciclo pueda continuar y fijar más dióxido de carbono.

¿Cómo se regeneran las moléculas de ribulosa-1,5-bifosfato en el ciclo de Calvin?

La regeneración de ribulosa-1,5-bifosfato se logra a través de una serie de reacciones en las que se reorganizan los átomos de compuestos como gliceraldehído-3-fosfato y dihidroxiacetona fosfato, con la intervención de enzimas como aldolasa y transcetolasa.