Was ist die Dunkelreaktion?

Die Dunkelreaktion, auch als Calvin-Zyklus bekannt, ist ein zentraler Bestandteil der Photosynthese, der in den Chloroplasten von Pflanzen, Algen und einigen Bakterien stattfindet. Sie ist der Prozess, durch den Kohlendioxid (CO₂) in organische Verbindungen umgewandelt wird, und zwar unabhängig von Licht. Die Dunkelreaktion nutzt die in der Lichtreaktion erzeugte Energie in Form von ATP und NADPH.

Hier sind die Hauptschritte der Dunkelreaktion:

1. **Kohlenstofffixierung**: Der Calvin-Zyklus beginnt mit der Fixierung von CO₂. Ein Enzym namens Ribulose-1,5-bisphosphat-Carboxylase/Oxygenase (RuBisCO) katalysiert die Reaktion zwischen CO₂ und Ribulose-1,5-bisphosphat (RuBP), einem fünf-Kohlenstoff-Zucker. Diese Reaktion führt zur Bildung eines instabilen sechs-Kohlenstoff-Zwischenprodukts, das sofort in zwei Moleküle 3-Phosphoglycerat (3-PGA) zerfällt.

2. **Reduktion**: Die 3-PGA-Moleküle werden dann phosphoryliert durch ATP und reduziert durch NADPH, die in der Lichtreaktion produziert wurden. Dies führt zur Bildung von Glycerinaldehyd-3-phosphat (G3P), einem drei-Kohlenstoff-Zucker. Ein Teil des G3P wird zur Synthese von Glukose und anderen Kohlenhydraten verwendet.

3. **Regeneration von RuBP**: Der letzte Schritt des Calvin-Zyklus besteht darin, RuBP aus G3P zu regenerieren, damit der Zyklus fortgesetzt werden kann. Dies geschieht durch eine Reihe von enzymatischen Reaktionen, die ATP verbrauchen. Für jede Runde des Zyklus werden drei Moleküle CO₂ fixiert, was zur Produktion von einem Molekül G3P führt, das aus dem Zyklus herausgenommen werden kann.

Der Calvin-Zyklus ist ein wiederkehrender Prozess, der kontinuierlich abläuft, solange genügend CO₂, ATP und NADPH vorhanden sind. Die Dunkelreaktion ist entscheidend für die Synthese von organischen Molekülen, die als Energiequelle für die Pflanze und letztlich für die gesamte Nahrungskette dienen.