Фотосинтез: цикл Кальвина

Цикл Кальвина, или светонезависимые реакции фотосинтеза, — это химические реакции, которые превращают углекислый газ и другие соединения в глюкозу. Эти реакции происходят в строме, заполненной жидкостью области хлоропласта вне тилакоидных мембран. В этих реакциях продукты светозависимых реакций (АТФ и НАДФН) подвергаются дальнейшим химическим процессам. Светонезависимые реакции имеют три фазы, которые в совокупности называются циклом Кальвина: фиксация углерода, восстановительные реакции и регенерация рибулозо-1,5-бисфосфата (RuBP). Цикл Кальвина, цикл Кальвина–Бенсона–Бассхема (ЦББ), восстановительный пентозофосфатный цикл или цикл С3 — это серия биохимических окислительно-восстановительных реакций, происходящих в строме хлоропластов фотосинтезирующих организмов. Цикл был открыт Мелвином Кальвином, Джеймсом Бассхемом и Эндрю Бенсоном в Калифорнийском университете в Беркли[3] с использованием радиоактивного изотопа углерода-14. Фотосинтез в клетке происходит в два этапа. На первом этапе светозависимые реакции улавливают энергию света и используют её для образования молекул АТФ и НАДФН, которые являются источниками энергии и транспортными молекулами. Цикл Кальвина использует энергию короткоживущих электронно-возбужденных переносчиков для превращения углекислого газа и воды в органические соединения[4], которые могут быть использованы организмом (и животными, которые ими питаются). Этот набор реакций также называется фиксацией углерода. Ключевым ферментом цикла является RuBisCO. В следующих биохимических уравнениях химические соединения (фосфаты и карбоновые кислоты) находятся в равновесии между своими различными ионизированными состояниями, определяемыми pH.