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O Ciclo de Calvin (Fixação de Carbono)

1950
  • Melvin Calvin
  • Andrew Benson
  • James Bassham
Bioquímico estudando o Ciclo de Calvin e a enzima RuBisCO em um laboratório.

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

O ciclo de Calvin, ou reações independentes da luz, utiliza o ATP e o NADPH produzidos durante a fase dependente da luz para converter dióxido de carbono inorgânico em moléculas de açúcar orgânico. Esse processo ocorre no estroma do cloroplasto. A enzima chave, RuBisCO, catalisa a primeira etapa: a fixação do CO₂ em uma molécula orgânica, iniciando um ciclo que produz carboidratos.

O ciclo de Calvin ocorre em três etapas principais. A primeira é a fixação de carbono, onde a enzima RuBisCO liga uma molécula de CO2 a um açúcar de cinco carbonos, a ribulose-1,5-bisfosfato (RuBP). Isso cria um intermediário instável de seis carbonos que se divide imediatamente em duas moléculas de um composto de três carbonos, o 3-fosfoglicerato (3-PGA).

A segunda etapa é a redução. Utilizando a energia do ATP e o poder redutor do NADPH (ambos fornecidos pelas reações de luz), as moléculas de 3-PGA são convertidas em um açúcar de três carbonos, o gliceraldeído-3-fosfato (G3P). Esta é uma etapa que consome muita energia e que armazena efetivamente a energia luminosa em ligações químicas.

A terceira etapa é a regeneração. Para cada seis moléculas de G3P produzidas, uma sai do ciclo para ser usada pela planta na síntese de glicose e outras moléculas orgânicas. As outras cinco moléculas de G3P, juntamente com mais ATP, são usadas para regenerar as três moléculas de RuBP que iniciaram o ciclo. Isso garante que o processo seja sustentável e esteja pronto para fixar mais CO2.

UNESCO Nomenclature: 2402
Bioquímica

Tipo

Processo Bioquímico

Interrupção

Fundamentais

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Descoberta do carbono-14 radioativo por Martin Kamen e Sam Ruben, que foi usado como traçador.
  • development of paper chromatography by archer martin and richard synge
  • Compreensão do ATP e do NADPH a partir de reações dependentes da luz.
  • ff a lei dos fatores limitantes de Blackman, sugerindo um processo de duas etapas

Aplicações

  • Engenharia genética de culturas para melhorar a eficiência da RuBisCO
  • Entendendo o ciclo global do carbono
  • Desenvolvendo estratégias para aumentar a produtividade das colheitas
  • Modelagem das respostas das plantas ao aumento do CO2 atmosférico

Patentes:

NA

Ideias de Inovação Potencial

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Relacionado a: ciclo de Calvin, reações independentes da luz, fixação de carbono, RuBisCO, estroma, ATP, NADPH, G3P, ribulose-1,5-bisfosfato, ciclo do carbono.

Contexto histórico

O Ciclo de Calvin (Fixação de Carbono)

1930
1940
1950
1950
1954
1960
1967
1930
1930
1940
1950
1951
1958
1960
1970

(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

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