De Calvin-cyclus is een set van lichtonafhankelijk redoxreacties die optreden tijdens fotosynthese en koolstoffixatie om kooldioxide om te zetten in de suikerglucose. Deze reacties treden op in het stroma van de chloroplast, het met vloeistof gevulde gebied tussen de thylakoid membraan en binnenmembraan van de organel. Hier is een blik op de redoxreacties die optreden tijdens de Calvin-cyclus.
U kent de Calvin-cyclus misschien onder een andere naam. De reeks reacties staat ook bekend als de donkere reacties, C3-cyclus, Calvin-Benson-Bassham (CBB) -cyclus of reductieve pentose-fosfaatcyclus. De cyclus werd in 1950 ontdekt door Melvin Calvin, James Bassham en Andrew Benson aan de University of California, Berkeley. Ze gebruikten radioactieve koolstof-14 om het pad van koolstofatomen in koolstoffixatie te volgen.
De Calvin-cyclus maakt deel uit van fotosynthese, die in twee fasen plaatsvindt. In de eerste fase gebruiken chemische reacties energie uit licht om ATP en NADPH te produceren. In de tweede fase (Calvincyclus of donkere reacties) worden kooldioxide en water omgezet in organische moleculen, zoals
glucose. Hoewel de Calvin-cyclus de 'donkere reacties' kan worden genoemd, komen deze reacties niet echt voor in het donker of 's nachts. De reacties vereisen verminderde NADP, die voortkomt uit een lichtafhankelijke reactie. De Calvin-cyclus bestaat uit:Er zijn zes runs van de cyclus nodig om één glucosemolecuul te produceren. Het overschot aan G3P dat door de reacties wordt geproduceerd, kan worden gebruikt om een verscheidenheid aan koolhydraten te vormen, afhankelijk van de behoeften van de plant.
Hoewel de stappen van de Calvin-cyclus geen licht nodig hebben, vindt het proces alleen plaats wanneer er licht beschikbaar is (overdag). Waarom? Omdat het een verspilling van energie is, omdat er geen elektronenstroom is zonder licht. De enzymen die de Calvin-cyclus aandrijven, worden daarom gereguleerd om lichtafhankelijk te zijn, hoewel de chemische reacties zelf geen fotonen vereisen.
'S Nachts zetten planten zetmeel om in sucrose en geven het af in het floëem. CAM-planten slaan 's nachts appelzuur op en geven het gedurende de dag af. Deze reacties worden ook wel 'donkere reacties' genoemd.