Universo Plantado
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:
- Expor as algas ao CO₂ radioativo (C-14) por um curto período.
- Interromper bruscamente a reação química (resfriando ou adicionando solventes).
- 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.