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Biologia · Glossário

O que é Fixação de carbono?

Definição 14.8 Biologia universitária — 1.º ano · Capítulo 14 — Fotossíntese e autotrofia

O ciclo de Calvin no estroma fixa o CO2\mathrm{CO_2} em açúcar em três etapas. Fixação: a RuBisCO (ribulose-bisfosfato carboxilase/oxigenase) acrescenta CO2\mathrm{CO_2} à ribulose-1,5-bisfosfato (RuBP, cinco carbonos), e o produto de seis carbonos se parte de imediato em duas moléculas de 3-fosfoglicerato (3-PGA, três carbonos). Redução: cada 3-PGA é fosforilado pelo ATP e reduzido pelo NADPH a gliceraldeído-3-fosfato (G3P), o primeiro açúcar. Regeneração: cinco de cada seis G3P são rearranjados, ao custo de ATP, de volta em três RuBP, e um G3P deixa o ciclo como produto líquido. A estequiometria para um G3P (três carbonos) é

3 CO2+9 ATP+6 NADPH+6 H+→G3P+9 ADP+8 Pi+6 NADP+;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^+} ;

dois G3P fazem uma glicose: 18 18\, ATP e 12 NADPH12\,\mathrm{NADPH} por glicose.

O ciclo de Calvin para três moléculas de CO_2: três RuBP fixados em seis 3-PGA, reduzidos a seis G3P, dos quais um sai e cinco regeneram os três RuBP. O carbono se conserva em cada etapa (15 + 3 = 18 = 3 + 15).
O ciclo de Calvin para três moléculas de CO2\mathrm{CO_2}: três RuBP fixados em seis 3-PGA, reduzidos a seis G3P, dos quais um sai e cinco regeneram os três RuBP. O carbono se conserva em cada etapa (15+3=18=3+1515 + 3 = 18 = 3 + 15).
Melvin Calvin (1911–1997), que com Benson traçou o caminho do carbono do CO_2 ao açúcar com carbono radioativo e cromatografia em papel. Fotografia: Lawrence Berkeley Laboratory, domínio público.
Melvin Calvin (1911–1997), que com Benson traçou o caminho do carbono do CO2\mathrm{CO_2} ao açúcar com carbono radioativo e cromatografia em papel. Fotografia: Lawrence Berkeley Laboratory, domínio público.

Exemplos

Exemplo 14.7 (Fluxo cíclico e não cíclico)

O caminho linear da água ao NADPH dá, por O2\mathrm{O_2}, dois NADPH e cerca de três ATP; o ciclo de Calvin precisa de uma razão de exatamente três ATP para dois NADPH, e os demais trabalhos do cloroplasto precisam de mais ATP. Quando falta ATP, os elétrons da ferredoxina voltam à plastoquinona em vez de irem ao NADP+\mathrm{NADP^+} (fotofosforilação cíclica): o PSI sozinho, bombeando prótons e fabricando ATP sem oxigênio nem NADPH. Os dois modos são equilibrados conforme a demanda.

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