Cycle de CalvinLe cycle de Calvin (aussi connu comme le cycle de Calvin-Benson-Bassham) est une série de réactions biochimiques des organismes photosynthétiques ayant lieu dans le stroma des chloroplastes chez les eucaryotes ou dans le cytoplasme chez les procaryotes. Il a été découvert par Melvin Calvin, Andy Benson et à l’université de Californie à Berkeley. Durant la photosynthèse, l’énergie de la lumière est convertie en énergie chimique conservée dans l’ATP et le NADPH.
Photorespirationvignette| Représentation simplifiée de la photorespiration et du cycle de Calvin. vignette| Schéma de la photorespiration à travers les organites impliqués. La photorespiration est l'ensemble des réactions mises en œuvre par les organismes photosynthétiques à la suite de l'activité oxygénase de la Rubisco. En effet, cette enzyme intervient le plus souvent à travers son activité carboxylase, par laquelle une molécule de dioxyde de carbone est fixée sur du ribulose-1,5-bisphosphate pour donner deux molécules de 3-phosphoglycérate qui sont métabolisées par le cycle de Calvin.
Fixation du carbone en C3upright=.75|vignette|3-phosphoglycérate. La fixation du carbone en est une voie métabolique de fixation du carbone parmi les trois voies de la photosynthèse, les deux autres étant la fixation du carbone en et le métabolisme acide crassulacéen (CAM). On l'appelle ainsi en référence au , molécule à trois atomes de carbone formée par condensation du dioxyde de carbone sur du ribulose-1,5-bisphosphate par l'enzyme Rubisco : {| align="left" | 220px | + + → 2 | 180px |- align="center" valign="middle" | D-ribulose-1,5-bisphosphate | | 3-phospho-D-glycérate |- align="center" valign="middle" | colspan="3" bgcolor="ffffd0" | Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygénase (Rubisco) – |} Cette réaction a lieu dans toutes les plantes comme première étape du cycle de Calvin.
Fixation du carbone en C4upright=.75|vignette|L-malate,acide dicarboxylique . upright=.75|vignette|L-aspartate,acide dicarboxylique. La fixation du carbone en est l'un des trois modes de fixation du carbone des êtres vivants, parallèlement à la fixation du carbone en C3 et au métabolisme acide crassulacéen (CAM). On l'appelle ainsi en référence à l'oxaloacétate, molécule comportant quatre atomes de carbone formée dès la première étape du processus chez un petit groupe de plantes souvent désignées collectivement comme « plantes en ».
Feuillevignette|redresse=1.5|Feuille simple captant la lumière du soleil (cf. Colocasia) vignette|redresse=1.5|Tous les végétaux renferment des pigments photosynthétiques : chlorophylles (pigments verts), caroténoïdes (pigment orangés, bleus et rouges). Les pigments chlorophylliens, de loin les plus abondants, possèdent deux bandes d'absorption (bleu et rouge) dans le spectre lumineux, ce qui se traduit par une valeur maximale de la réflectance autour du vert, d'où la couleur verte des plantes grâce à la présence de lacunes aérifères dont les cavités d'air renvoient ce rayonnement dans toutes les directions.
Métabolisme acide crassulacéenvignette|upright=1.4|La nuit : fixation de en oxaloacétate (OA) grâce à la PEP carboxylase (PEPc) ; OA est réduit en malate (M) puis stocké sous forme d' acide malique (AM). Le jour : reconversion d'AM en M, utilisé dans le cycle de Calvin (CC). Le métabolisme acide crassulacéen (CAM, pour crassulacean acid metabolism) est un type de photosynthèse qui permet à certaines plantes terrestres chlorophylliennes de fixer le carbone.
Ribulose-1,5-bisphosphateLe ribulose-1,5-bisphosphate (RuBP), encore appelé ribulose-1,5-diphosphate, est un métabolite du cycle de Calvin, produit pendant la phase obscure de la photosynthèse. C'est sur le RuBP que se fixe une molécule de dioxyde de carbone sous l'effet de la Rubisco, l'enzyme clé de la fixation du carbone atmosphérique : le se fixe sur une molécule à cinq atomes de carbone pour former deux molécules organiques à trois atomes de carbone chacune, ce qui représente un gain net d'un atome de carbone organique au cours de cette réaction, à la base de la croissance des organismes photosynthétiques.
Fixation du carboneLa fixation du carbone est un processus à l'œuvre chez les organismes dits autotrophes, qui convertissent le carbone inorganique — typiquement, le dioxyde de carbone — en composés organiques tels que des glucides. La photosynthèse en est l'exemple le plus emblématique, caractérisant les organismes dits photoautotrophes ; la chimiosynthèse est une autre forme de fixation du carbone susceptible d'avoir lieu même en l'absence de lumière — on parle alors de lithotrophie pour qualifier les organismes qui utilisent l'énergie des oxydations inorganiques pour produire leur matière vivante.
Carboxysomeupright=1.5|vignette|[A] Microscopie électronique de cellules de Halothiobacillus neapolitanus dont les carboxysomes sont indiqués par des flèches.[B] Vue de carboxysomes intacts isolés d’H. neapolitanus ; la barre d'échelle indique une longueur de . vignette|Représentation d'un carboxysome montrant les hexamères en bleu (les différentes teintes de bleu indiquent des hexamères de nature et de fonction différentes), les pentamères en magenta et les enzymes encapsulées en vert.
Anhydrase carboniqueL'anhydrase carbonique est une enzyme présente à la surface plasmique intracellulaire (liée à l'échangeur anionique AE1 Cl/HCO3) des globules rouges (ou hématies ou encore érythrocytes) qui transforme le en et inversement. La plupart des anhydrases carboniques contiennent un atome de zinc. C'est une des enzymes les plus rapides connues. Équation : + − + . Dans les reins, elle sert à libérer les protons . Dans les os compacts, l'anhydrase carbonique permet de maintenir les lacunes de Howship dans un milieu acide (pH=4,5) grâce à un apport en H+ Catégorie:EC 4.
Dérivé réactif de l'oxygèneLes dérivés réactifs de l'oxygène (DRO) ou espèces réactives de l'oxygène (ERO), ou ROS, sont des espèces chimiques oxygénées telles que des radicaux libres, des ions oxygénés et des peroxydes, rendus chimiquement très réactifs par la présence d'électrons de valence non appariés. Il peut s'agir par exemple de l'anion superoxyde , de l'oxygène singulet , du peroxyde d'hydrogène , ou encore de l'ozone . Les DRO peuvent être d'origine exogène ou bien endogène, apparaissant comme sous-produits du métabolisme normal de l'oxygène et jouant alors un rôle important dans la communication entre les cellules.
BiologieLa biologie (du grec bios « la vie » et logos, « discours ») est la science du vivant. Elle recouvre une partie des sciences de la nature et de l'histoire naturelle des êtres vivants. La vie se présentant sous de nombreuses formes et à des échelles très différentes, la biologie s'étend du niveau moléculaire, à celui de la cellule, puis de l'organisme, jusqu'au niveau de la population et de l'écosystème. vignette|Portrait de Jean-Baptiste Lamarck, 1893.
Stroma (cytologie)vignette|Représentation simplifiée d'un chloroplaste situant le stroma, en jaune clair, entre la membrane interne du chloroplaste et la membrane des thylakoïdes. En cytologie, le stroma est le fluide incolore qui entoure les thylakoïdes dans les chloroplastes des cellules végétales. C'est en son sein que se déroule la fixation du carbone par le cycle de Calvin de la photosynthèse ainsi que la transcription et la traduction du plastome, c'est-à-dire du matériel génétique des chloroplastes, ces derniers possédant leurs propres ribosomes.
Glycéraldéhyde-3-phosphateLe glycéraldéhyde-3-phosphate, également appelé 3-phosphoglycéraldéhyde et couramment abrégé en G3P ou GAP (ou PGAL par les anglophones), est un composé organique intervenant de façon centrale dans plusieurs voies métaboliques de la plupart des êtres vivants. Il s'agit d'un ester phosphorique du glycéraldéhyde, dont seul l'énantiomère D-glycéraldéhyde-3-phosphate est biologiquement actif. C'est un métabolite essentiel de la glycolyse, et il intervient également dans la phase non-oxydative de la voie des pentoses phosphates.
Acide 3-phosphoglycériqueL’acide 3-phosphoglycérique — ou 3-phosphoglycérate sous forme déprotonée, abrégée en 3PG — est un composé organique important en biochimie. Seul l'énantiomère 3-phospho-D-glycérate est biologiquement actif. Il intervient selon les cas comme métabolite de la glycolyse en relation avec la chaîne respiratoire ou comme intermédiaire du cycle de Calvin en relation avec la photosynthèse.
AnthocerotophytaLes anthocérotes (Anthocerotophyta ou Anthocerotae) sont un embranchement de plantes terrestres (embryophytes) aux caractères ancestraux. Avec les hépatiques et les mousses (ie. parfois appelées bryophytes sensu stricto), on les regroupe sous le nom de bryophytes (sensu lato, ce groupe étant paraphylétique, il a été abandonné par les cladistes mais conservé comme grade évolutif par les systématiciens évolutionnistes). Les Anthocérotes ont été retrouvés sous forme de fossiles au Crétacé supérieur.
StomateUn stomate est un orifice de petite taille présent dans l'épiderme des organes aériens des Embryophytes (sur la face inférieure des feuilles le plus souvent). Il permet les échanges gazeux entre la plante et l'air ambiant (dioxygène, dioxyde de carbone, vapeur d'eau...) ainsi que la régulation de l'évapotranspiration et de la pression osmotique. Sur la feuille, on parle de « face adaxiale » pour celle dont la cuticule présente peu de stomates, et de « face abaxiale » pour celle qui présente de nombreux stomates.
Arabidopsis thalianaL’Arabette des dames ou Arabette de Thalius (Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.) est une espèce de plantes appartenant à la famille des Brassicacées. Elle est souvent considérée comme une « mauvaise herbe » poussant au bord des routes. Cette petite plante annuelle, originaire d'Europe, d'Asie et du nord-ouest de l'Afrique, a un cycle de vie rapide (six semaines de graine à graines), elle est résistante et peut s'autoféconder. A. thaliana a un génome relativement petit d'environ 135 millions de paires de bases (Mbp).
PyrénoïdeLe pyrénoïde est une structure cellulaire interne aux plastes de certaines lignées végétales, qui concentre les enzymes responsables de la photosynthèse, notamment la RubisCO (qui fixe le dioxyde de carbone) et l'anhydrase carbonique (qui concentre le dioxyde de carbone à proximité de la RubisCO). Des grains d'amidon, ou une gaine d'amidon, viennent s'accoler à l'extérieur du pyrénoïde. Le terme pyrénoïde vient du grec ancien : πυρήν (purên, « noyau ») et du suffixe « -oïde ».
