Martin Kamen
El descubrimiento del carbono-14 ocurrió en Berkeley cuando Kamen y Sam Ruben bombardearon grafito en el ciclotrón (un acelerador de partículas circular que, mediante la aplicación combinada de un campo eléctrico oscilante y otro magnético consigue acelerar los iones haciéndolos girar en órbitas de radio y energía crecientes) con la esperanza de producir un isótopo radiactivo del carbono que se podría utilizar como trazalíneas para investigar las reacciones químicas de la fotosíntesis. Su experimento dio lugar a la producción del carbono-14.
Vía de 4 carbonos
Para superar las limitaciones asociadas con la reacción secundaria de Rubisco en condiciones de bajo contenido de CO y alto O en la atmósfera, las plantas C4 han desarrollado un mecanismo eficaz para concentrar el CO en el sitio de Rubisco, creando condiciones favorables para la función de esta enzima. En lugar de la fijación directa de Rubisco en el ciclo de Calvin, el CO se asimila en las células del mesófilo en forma de un ácido orgánico de cuatro carbonos, que luego se transporta a las células de la vaina del haz vascular, donde se descarboxila, liberando CO. El requisito previo anatómico para la inyección de CO es que existe un mayor número de células mesófilas (alrededor de 5-7 por célula de la vaina). Así, el CO, previamente fijado en cinco celdas, entra en una sola. En las células de la vaina, el CO entra en el ciclo de Calvin normal, donde Rubisco se vuelve a fijar y se utiliza para la síntesis de carbohidratos. Debido al gradiente constante de metabolitos, así como a la pared de las células de revestimiento impermeable al CO, la concentración de CO en el sitio de carboxilación de Rubisco, incluso con los estomas cerrados, aumenta 14 veces en comparación con la concentración de equilibrio de CO en agua (de 5μmol/L a 70μmol/L respectivamente). A concentraciones tan altas de CO en el sitio de carboxilación, la reacción de oxigenasa se suprime en gran medida, aumenta la eficiencia de la fotosíntesis y disminuyen las pérdidas de energía debido a la fotorrespiración.