Ciclo de Calvin y ciclo de Krebs: fases y funciones en el metabolismo celular

El Ciclo de Calvin: La Fijación del Carbono en la Fotosíntesis

El Ciclo de Calvin es la ruta metabólica cíclica mediante la cual los organismos fotoautótrofos (o fotosintetizadores) fijan el dióxido de carbono (CO₂). A lo largo de este ciclo, el CO₂ es reducido para formar una hexosa (un azúcar de seis carbonos), utilizando la energía del ATP y el poder reductor del NADPH, ambos producidos durante las fases lumínicas de la fotosíntesis.

Este proceso se desarrolla en el estroma de los cloroplastos en las células eucariotas vegetales y en el citoplasma de las células procariotas fotosintéticas.

Fases del Ciclo de Calvin

1. Fase de fijación: Se forma un intermediario inestable de seis carbonos que rápidamente se hidroliza, dando lugar a dos moléculas de 3-fosfoglicerato por cada molécula de CO₂ fijada.
2. Fase de reducción: Cada molécula de 3-fosfoglicerato formada en la fase anterior sufre dos reacciones consecutivas que requieren gasto energético en forma de ATP y NADPH.
3. Fase de regeneración: La ribulosa-1,5-bifosfato, que se ha consumido en la fase de fijación, se regenera en esta etapa. Para ello, de cada doce moléculas de triosa-fosfato generadas en la fase de reducción, diez se convierten en seis moléculas de ribulosa-1,5-bifosfato. Las dos moléculas restantes de triosa-fosfato pueden seguir dos destinos: permanecer en el estroma o pasar al citoplasma.

El Ciclo de Krebs: El Corazón de la Respiración Celular

El Ciclo de Krebs es una ruta metabólica cíclica mediante la cual el piruvato, que se genera en la glucólisis, se oxida completamente en condiciones aeróbicas, produciendo CO₂ y energía química (en forma de ATP, NADH y FADH₂).

Fases del Ciclo de Krebs

1. Condensación: El acetil-CoA se condensa con una molécula de cuatro carbonos, el oxalacetato, para formar citrato.
2. Isomerización: El citrato se isomeriza a isocitrato al desplazar su grupo hidroxilo a un carbono vecino, facilitando su posterior oxidación.
3. Descarboxilación oxidativa: El grupo hidroxilo del isocitrato se oxida a un grupo carbonilo, cediendo sus electrones al NAD⁺ para formar NADH.
4. Fosforilación a nivel de sustrato: El enlace tioéster se hidroliza de forma acoplada a la síntesis de GTP a partir de GDP y fosfato inorgánico. La coenzima A (CoA) se libera y se origina succinato.
5. Deshidrogenación: El succinato se deshidrogena a fumarato en una reacción acoplada a la reducción de FAD a FADH₂.
6. Hidratación: La adición de una molécula de H₂O al doble enlace del fumarato lo transforma en malato.
7. Oxidación y regeneración: El grupo hidroxilo del malato se oxida a un grupo carbonilo, se produce NADH y se regenera el oxalacetato que se ha consumido en la primera fase, dejándolo listo para un nuevo ciclo.