Valoreaktiot: Fotosysteemi i & II

1. kun Fotosysteemi II absorboi valoa, primäärinen elektroni nappaa primäärisen elektronin vastaanottajan, kun elektroni kiihdyttää korkeampaan energiatasoon reaktiokeskuksessa Klorofyllissä (P680). Hapettunut klorofylli on nyt hyvin vahva hapettava aine; sen elektronin ”reikä” on täytettävä.
2. entsyymi ottaa elektroneja vedestä ja luovuttaa ne p680: lle korvaten ne elektronit, jotka klorofyllimolekyyli menetti absorboidessaan valoenergiaa. Tämä reaktio jakaa vesimolekyylin kahdeksi vetyioniksi ja happiatomiksi, joka yhdistyy välittömästi toisen happiatomin kanssa muodostaen O2: n. Tämä veden pilkkominen on vastuussa O2: n vapautumisesta ilmaan.
3. jokainen fotoeksitoitu elektroni (valon energisoima) siirtyy fotosysteemi II: n primaarisesta elektronin vastaanottajasta fotosysteemi I: een elektroninsiirtoketjun kautta. Tämä elektroninsiirtoketju on hyvin samanlainen kuin soluhengityksessä; kuitenkin kloroplastissa olevat kantajaproteiinit jne. ovat erilaisia kuin mitokondrioissa jne.
4. elektronien liikkuessa ketjua pitkin niiden eksergoninen ”putoaminen”alemmaksi energiatasolle valjastetaan tylakoidikalvolla tuottamaan ATP: tä (kemiosmoosin avulla). ATP: n tuottamista kloroplastissa kutsutaan fotofosforylaatioksi, koska prosessiin valjastettu energia tuli alun perin valosta. Tätä ATP: n valmistusprosessia kutsutaan ei-sykliseksi fotofosforylaatioksi. Tässä prosessissa syntyvä ATP antaa energiaa glukoosin synteesiin Calvinin syklin aikana (valosta riippumattomat reaktiot).
5. kun elektroni saavuttaa elektroninsiirtoketjun ”pohjan”, se täyttää fotosysteemi I: n (P700) reaktiokeskuksessa olevan klorofylli a-molekyylin elektronin ”reiän”. Reikä syntyi, kun valoenergia ajaa elektronin P700: sta fotosysteemi I: n primaariseen elektronisenseptoriin.
6. fotosysteemi I: n primaarinen elektronien vastaanottaja siirtää viritetyt elektronit toiselle elektroninsiirtoketjulle, joka välittää ne rautaa sisältävälle proteiinille. Entsyymireaktiossa proteiinista siirtyy elektroneja NADP+: lle, joka muodostaa NADPH: n (jolla on elektronien energian vuoksi suuri kemiallinen energia). NADPH on pelkistävä aine, jota tarvitaan glukoosin synteesissä Calvinin syklissä.

tietyissä olosuhteissa fotoeksitoidut elektronit ottavat syklisen elektronivirran, jossa käytetään fotosysteemi I: tä (P700), mutta ei fotosysteemi II: ta (P680). Tämä prosessi ei tuota NADPH: ta eikä O2: ta, mutta se tuottaa ATP: tä.Tätä kutsutaan sykliseksi fotofosforylaatioksi. Kloroplasti siirtyy tähän prosessiin, kun ATP: n tarjonta laskee ja NADPH: n taso nousee. Usein Calvinin kiertoon tarvittava ATP: n määrä ylittää sen, mitä syntyy ei-syklisessä fosfofosforylaatiossa. Ilman riittävää ATP, Calvin sykli hidastuu tai jopa pysähtyy. Kloroplasti jatkaa syklistä fotofosforylaatiota, kunnes ATP-tarjonta on täydentynyt. ATP: tä tuotetaan kemiosmoosin kautta sekä syklisessä että ei-syklisessä fosfofosforylaatiossa.