Reacciones de luz: Fotosistema I & II

1. Cuando el fotosistema II absorbe la luz, un electrón excitado a un nivel de energía más alto en el centro de reacción clorofila (P680) es capturado por el aceptor de electrones primario. La clorofila oxidada es ahora un agente oxidante muy fuerte; su «agujero» de electrones debe llenarse.
2. Una enzima extrae electrones del agua y los suministra a P680, reemplazando los electrones que la molécula de clorofila perdió cuando absorbió energía de luz. Esta reacción divide una molécula de agua en dos iones de hidrógeno y un átomo de oxígeno, que se combina inmediatamente con otro átomo de oxígeno para formar O2. Esta división del agua es responsable de la liberación de O2 al aire.
3. Cada electrón fotoexcitado (energizado por la luz) pasa del aceptor de electrones primario en el fotosistema II al fotosistema I a través de una cadena de transporte de electrones. Esta cadena de transporte de electrones es muy similar a la de la respiración celular; sin embargo, las proteínas transportadoras en el cloroplasto, ETC., son diferentes de las de la mitocondrial, ETC.
4. A medida que los electrones se mueven por la cadena, su «caída»exergónica a un nivel de energía más bajo es aprovechada por la membrana tilacoide para producir ATP (por quimiosmosis). La producción de ATP en el cloroplasto se llama fotofosforilación porque la energía aprovechada en el proceso proviene originalmente de la luz. Este proceso de producción de ATP se denomina fotofosforilación no cíclica. El ATP generado en este proceso proporcionará la energía para la síntesis de glucosa durante el ciclo de Calvin (reacciones independientes de la luz).
5. Cuando un electrón alcanza la» parte inferior «de la cadena de transporte de electrones, llena un» agujero » de electrones en la molécula de clorofila a en el centro de reacción del fotosistema I (P700). El agujero se creó cuando la energía de la luz impulsa un electrón desde P700 hasta el receptor de electrones primario del fotosistema I.
6. El receptor de electrones primario del fotosistema I pasa los electrones excitados a una segunda cadena de transporte de electrones que los transmite a una proteína que contiene hierro. Una reacción enzimática transfiere los electrones de la proteína al NADP+ que forma NADPH (que tiene una alta energía química debido a la energía de los electrones). NADPH es el agente reductor necesario para la síntesis de glucosa en el ciclo de Calvin.

Bajo ciertas condiciones, los electrones fotoexcitados toman un camino alternativo llamado flujo cíclico de electrones, que utiliza el fotosistema I (P700)pero no el fotosistema II (P680). Este proceso no produce NADPH ni O2, pero sí produce ATP.Esto se denomina fotofosforilación cíclica. El cloroplasto cambia a este proceso cuando el suministro de ATP disminuye y el nivel de NADPH aumenta. A menudo, la cantidad de ATP necesaria para impulsar el ciclo de Calvin excede lo que se produce en la fotofosforilación no cíclica. Sin un ATP suficiente, el ciclo de Calvin se ralentizará o incluso se detendrá. El cloroplasto continuará la fotofosforilación cíclica hasta que el suministro de ATP se haya reabastecido. El ATP se produce a través de quimiosmosis en fotofosforilación cíclica y no cíclica.