Κύκλος του Κάλβιν

Στη βιοχημεία, κύκλος του Κάλβιν (αγγλ. Calvin cycle) ονομάζεται μια σειρά χημικών αντιδράσεων που οδηγούν στη βιοσύνθεση υδατανθράκων, κυρίως εξόζων. Οι αντιδράσεις πραγματοποιούνται στην υδατώδη μήτρα των χλωροπλαστών και αποτελούν μέρος της φωτοσύνθεσης. Ο κύκλος των αντιδράσεων, που περιγράφηκε για πρώτη φορά -το 1950- από τον Αμερικανό βιοχημικό Μέλβιν Κάλβιν (προς τιμή του ονομάστηκε έτσι) και τους συνεργάτες του, και αποτελείται από τρία στάδια: δέσμευση άνθρακα - αναγωγή - αναγέννηση.

Κατά τον κύκλο του Κάλβιν, το διοξείδιο του άνθρακα (CO₂) που τα φυτά δεσμεύουν από την ατμόσφαιρα ενσωματώνεται με αντιδράσεις οξειδοαναγωγής σε περισσότερο πολύπλοκα οργανικά μόρια και τελικά σε υδατάνθρακες. Η ενέργεια για τη σειρά των αντιδράσεων αυτών παρέχεται από την ATP, ενώ η NADPH ενεργεί ως περιοριστικός παράγοντας. Υπόψη ότι τόσο η ATP όσο και η NADPH παράγονται κατά τη φωτοσύνθεση από ένζυμα που εντοπίζονται στο εσωτερικό των χλωροπλαστών.

Επειδή το φως δεν είναι απαραίτητο στην ολοκλήρωση των αντιδράσεων, ονομάζονται φωτοανεξάρτητες ή «σκοτεινές» αντιδράσεις, σε αντιδιαστολή με τις προηγούμενες αντιδράσεις της φωτοσύνθεσης που είναι φωτοεξαρτώμενες («φωτεινές» αντιδράσεις). Σε κάθε ολοκλήρωση του κύκλου δεσμεύεται ένα μόριο διοξειδίου του άνθρακα με παραγωγή δύο μορίων φωσφογλυκερικού οξέος (PGA). Απαιτούνται τρεις συνεχόμενες ολοκληρώσεις του κύκλου για την απελευθέρωση ενός μορίου φωσφογλυκεραλδεΰδης (PGAL) προκειμένου να ακολουθήσει η μεταβολική οδός της γλυκόζης, ενώ τα υπόλοιπα πέντε μόρια PGAL παραμένουν στον κύκλο.

Συνεπώς σε κάθε έξι ολοκληρώσεις του κύκλου παράγονται επαρκείς ποσότητες PGAL προκειμένου να παραχθεί ένα μόριο γλυκόζης.

Δείτε επίσης

• Φωτοσύνθεση
• Οδός C4
• Φυτά CAM