¿Qué es Fijación del carbono? — Biología

Definición 14.8 Biología universitaria — primer año · Capítulo 14 — Fotosíntesis y autotrofía

El ciclo de Calvin del estroma fija el $\mathrm{CO_2}$ en azúcar en tres etapas. Fijación: la RuBisCO (ribulosa bisfosfato carboxilasa/oxigenasa) añade $\mathrm{CO_2}$ a la ribulosa-1,5-bisfosfato (RuBP, cinco carbonos), y el producto de seis carbonos se escinde al instante en dos moléculas de 3-fosfoglicerato (3-PGA, tres carbonos). Reducción: cada 3-PGA se fosforila con ATP y se reduce con NADPH a gliceraldehído-3-fosfato (G3P), el primer azúcar. Regeneración: cinco de cada seis G3P se reorganizan, a costa de ATP, para volver a dar tres RuBP, y un G3P abandona el ciclo como producto neto. La estequiometría para un G3P (tres carbonos) es

3\,\mathrm{CO_2} + 9\,\mathrm{ATP} + 6\,\mathrm{NADPH} + 6\,\mathrm{H^+} \to \text{G3P} + 9\,\mathrm{ADP} + 8\,\mathrm{P_i} + 6\,\mathrm{NADP^+} ;

dos G3P dan una glucosa: $18\,$ ATP y $12\,\mathrm{NADPH}$ por glucosa.

El ciclo de Calvin para tres moléculas de CO_2: tres RuBP fijados en seis 3-PGA, reducidos a seis G3P, de los cuales uno sale y cinco regeneran los tres RuBP. El carbono se conserva en cada paso (15 + 3 = 18 = 3 + 15). — El ciclo de Calvin para tres moléculas de $\mathrm{CO_2}$ : tres RuBP fijados en seis 3-PGA, reducidos a seis G3P, de los cuales uno sale y cinco regeneran los tres RuBP. El carbono se conserva en cada paso ( $15 + 3 = 18 = 3 + 15$ ).

Melvin Calvin (1911–1997), que con Benson siguió el camino del carbono desde el CO_2 hasta el azúcar con carbono radiactivo y cromatografía en papel. Fotografía: Lawrence Berkeley Laboratory, dominio público. — Melvin Calvin (1911–1997), que con Benson siguió el camino del carbono desde el $\mathrm{CO_2}$ hasta el azúcar con carbono radiactivo y cromatografía en papel. Fotografía: Lawrence Berkeley Laboratory, dominio público.

Ejemplos

Ejemplo 14.7 (Flujo cíclico y no cíclico)

El camino lineal del agua al NADPH da, por cada $\mathrm{O_2}$ , dos NADPH y unos tres ATP; el ciclo de Calvin necesita exactamente una proporción de tres ATP por dos NADPH, y los demás trabajos del cloroplasto necesitan más ATP. Cuando escasea el ATP, los electrones de la ferredoxina vuelven a la plastoquinona en vez de ir al $\mathrm{NADP^+}$ (fotofosforilación cíclica): el PSI solo, bombeando protones y fabricando ATP sin oxígeno ni NADPH. Los dos modos se equilibran según la demanda.

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Ejemplos

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