Ciclo di Calvin

ciclo di Calvin

Serie ciclica di reazioni che avviene nello stroma delle piante e comporta la riduzione del carbonio. Tale ciclo, che prende il nome dallo scienziato statunitense che l’ha osservato per primo, Melvin Calvin, avviene nella fase oscura (ossia in mancanza di luce) della fotosintesi clorofilliana. Come nel ciclo di Krebs, il composto iniziale viene rigenerato a ogni giro. Tale composto, iniziale e finale, è il ribulosio-1,5-difosfato (RuDP), uno zucchero a cinque atomi di carbonio legato a due gruppi fosfato.

Il legame dell’anidride carbonica al RuDP dà l’avvio al ciclo di Calvin. Tale legame comporta la formazione di un composto instabile a 6 atomi di carbonio, che si decompone in due molecole a 3 atomi di carbonio, il 3-fosfoglicerato (PGA). Proprio per il fatto che tale molecola ha tre atomi di carbonio, il ciclo di Calvin è conosciuto anche come via del C3. Questa reazione è catalizzata da un enzima specifico, la RuDP-carbossilasi, nota come rubisco. Ogni passaggio del ciclo di Calvin è catalizzato da un enzima specifico e a ogni giro completo si ha la riduzione di una molecola di anidride carbonica e la formazione di una molecola di RuDP; tre giri del ciclo fanno entrare tre molecole di anidride carbonica, sufficienti per ottenere uno zucchero a tre atomi di carbonio, la gliceraldeide 3-fosfato. Ricapitolando, occorrono sei giri completi del ciclo per produrre l’equivalente di una molecola di zucchero a sei atomi di carbonio. Sei molecole di ribulosio-1,5-difosfato si legano a sei molecole di anidride carbonica, producendo sei molecole di un composto intermedio che si scinde immediatamente dando origine a dodici molecole di acido fosfoglicerico (PGA), composto a tre atomi di carbonio. Nelle successive due tappe queste molecole sono ridotte a dodici molecole di gliceraldeide 3-fosfato. Dieci di queste molecole a tre atomi di carbonio si combinano e si riassemblano per riformare sei molecole di RuDP mentre le due molecole ‘in più’ rappresentano il guadagno netto. Usando questa molecola come punto di partenza, la cellula può sintetizzare una certa varietà di zuccheri, amminoacidi e acidi grassi.

→ Bioenergetica