lichtunabhängigen

Lichtunabhängige Reaktionen sind Reaktionsphasen der Fotosynthese, die kein direktes Licht benötigen. In Pflanzen, Algen und fotosynthetisch aktiven Bakterien finden sie überwiegend im Stroma der Chloroplasten statt. Sie verwenden ATP und NADPH, die in den lichtabhängigen Reaktionen erzeugt wurden, um CO2 zu organischen Verbindungen zu fixieren.

Die bekannteste Form dieser Reaktionen ist der Calvin-Zyklus, auch Calvin-Benson-Bassham-Zyklus genannt. Im ersten Schritt wird CO2 durch das Enzym RuBisCO an Ribulose-1,5-bisphosphat (RuBP) gebunden, wodurch zwei Moleküle 3-Phosphoglycerat (3-PGA) entstehen. Diese 3-PGA-Moleküle werden unter Verbrauch von ATP und NADPH zu Glycerinaldehyd-3-phosphat (G3P) reduziert. Ein Teil des G3P dient der Synthese von Glukose und anderen Kohlenhydraten, während der Großteil der Zwischenprodukte zur Regeneration von RuBP verwendet wird, damit der Zyklus fortgeführt werden kann.

Die Reaktionen finden typischerweise unabhängig von direkter Lichteinwirkung statt, benötigen jedoch Energielieferanten aus lichtabhängigen Reaktionen. In CAM- und einigen C3-/C4-Pflanzen können zeitliche oder räumliche Trennungen der Abläufe auftreten, sodass CO2-fixierende Schritte unterschiedlich koordiniert werden. Historisch wurden lichtunabhängige Reaktionen auch als „Dunkelreaktionen“ bezeichnet, doch dieser Begriff ist irreführend, da sie auch bei Licht stattfinden können.

Bedeutung: Die lichtunabhängigen Reaktionen wandeln anorganisches CO2 in organische Verbindungen wie Glukose um und liefern zentrale Bausteine für treibende Stoffwechselwege in nahezu allen photosynthetisch aktiven Organismen.