Qual é a primeira molécula que incorpora carbono atmosférico na fotossíntese? 🌿

Hoje vamos revisitar um marco histórico da ciência: a descoberta da primeira molécula que incorpora o CO₂ atmosférico durante a fotossíntese. Essa investigação, conduzida por Melvin Calvin e sua equipe, foi um dos principais motivos pelo qual ele recebeu o Prêmio Nobel de Química em 1961.

Nos anos 1930, já se sabia que o CO₂ atmosférico dava origem a carboidratos por meio da fotossíntese, mas o caminho bioquímico percorrido por esse carbono ainda era um mistério. A teoria da época sugeria que a energia luminosa era captada pela clorofila e convertida em energia química, formando compostos de alta energia , que por sua vez participariam da redução do CO₂.

Mas qual seria o primeiro composto formado após essa redução?

O desafio técnico da época

Na década de 30, a ferramenta principal para rastrear o carbono era o isótopo radioativo carbono-11, mas ele tinha um problema: era instável e de curta meia-vida. Foi apenas na década de 1940, com a descoberta do carbono-14 (mais estável), que o jogo virou.

O experimento do “pirulito” (lollipop)

Para resolver o mistério, a equipe de Calvin desenvolveu um sistema experimental conhecido como “lollipop”, que utilizava algas (Chlorella) como organismo modelo.

O procedimento consistia em:

  1. Expor as algas ao CO₂ radioativo (C-14) por um curto período.
  2. Interromper bruscamente a reação química (resfriando ou adicionando solventes).
  3. Separar os compostos formados via cromatografia.

Com 30 segundos de exposição, diversos compostos já estavam marcados, tornando difícil identificar qual havia sido formado primeiro.

A solução? Reduzir o tempo de exposição

Ao reduzirem o tempo de exposição para apenas 5 segundos, os pesquisadores conseguiram observar o predomínio de um único composto radioativo: o 3-fosfoglicerato (3-PGA).

Esse composto foi identificado como o primeiro produto estável da fixação do CO₂, revelando o início do que hoje conhecemos como o Ciclo de Calvin-Benson-Bassham. A enzima responsável por fixar o CO₂ nesse ciclo é a Rubisco, talvez a enzima mais abundante da Terra.

Um marco na história da biologia vegetal

A descoberta do 3-PGA como primeiro intermediário na fotossíntese não apenas respondeu a uma pergunta fundamental, como também abriu caminho para o entendimento completo das reações de fixação de carbono, que sustentam toda a vida na Terra.