Les réactions dépendantes de lumière comprennent une première étape de la photosynthèse, en convertissant l'énergie lumineuse en énergie chimique utilisable pour les réactions ultérieures de lumière indépendantes lorsque le dioxyde de carbone est fixé dans des molécules organiques. Cette énergie chimique stockée dans la liaison phosphate à haute énergie de l'ATP. L'utilisation de la lumière pour former ces liaisons phosphate est souvent désigné comme photophosphorylation.
Photosynthèse
La photosynthèse est le processus par lequel les plantes, certains protistes et certaines bactéries synthétisent des molécules organiques complexes en utilisant la lumière, l'eau et le dioxyde de carbone. Le but principal de la photosynthèse est de fabriquer de la nourriture pour l'organisme sous forme de glucose. Étant donné que ces organismes créent leur propre nourriture, ils sont souvent appelés autotrophes, par opposition à hétérotrophes, comme les animaux qui obtiennent leur nourriture provenant d'autres organismes ou de leur environnement.
chloroplastes
Chez les organismes eucaryotes tels que les plantes et les algues, les réactions dépendantes légères se produisent sur les membranes thylacoïdes dans un organite cellulaire spécialisé appelé le chloroplaste. Les membranes thylacoïdes forment un espace clos appelé la lumière, où les protons peuvent être concentrées et utilisées pour créer de l'énergie chimique. Les réactions indépendantes de lumière se produisent dans la région du chloroplaste en dehors des membranes thylacoïdes appelé le stroma. les bactéries photosynthétiques ne disposent pas d'un tel organite spécialisé, et conduisent à la place des réactions dépendantes de lumière sur les replis de la membrane plasmique.
photosystèmes
L'énergie lumineuse est exploitée par un arrangement complexe de pigments appelés photosystèmes. Les bactéries possèdent un seul photosystème appelé photosystème II. Eucaryotes emploient Photosystème II et un photosystème supplémentaire appelé photosystème I. Chaque photosystème propose la chlorophylle comme pigment primaire, bien que des pigments supplémentaires sont également présents. Il existe deux différences importantes entre les photosystèmes. Premièrement, les deux photosystèmes optimall absorbent la lumière à différentes longueurs d'onde: 680 nanomètres pour photosystème II et 700 nanomètres pour photosystème I. Deuxièmement, les électrons perdus par la chlorophylle dans chaque photosystème sont remplacés à partir de différentes sources.
Chlorophylle
Chlorophyllienne excite un électron d'énergie lumineuse et ces électrons sont ensuite transmis hors du photosystème à une chaîne de transport d'électrons. L'électron perdu par la chlorophylle dans photosystème II est remplacé à partir d'une molécule d'eau. Tous les quatre électrons dénudés à partir des molécules d'eau convertit deux molécules d'eau dans une molécule d'oxygène et quatre protons. La chlorophylle dans le photosystème I reconstitue les électrons de l'étape finale de la chaîne de transport d'électrons.
Chain Electron Transport
Avec les systèmes photosynthétiques, les molécules de support pour la chaîne de transport d'électrons sont noyées dans la membrane. Cette chaîne se compose d'une série de réactions d'oxydoréduction qui créent un gradient de protons à l'intérieur de la lumière. Les protons se déplacent à travers la membrane de la lumière à travers le stroma des canaux dans la membrane formée par une enzyme appelée l'ATP synthase. Cette enzyme accouple le flux de protons pour la fixation d'un groupe phosphate à une molécule d'adénosine diphosphate (ADP) pour former l'ATP (adénosine triphosphate). ATP est ensuite utilisé pour fournir une grande partie de l'énergie chimique nécessaire pour fixer le carbone.
Cyclique et non cyclique photophosphorylation
Comme un examen, dans les eucaryotes, photosystème II utilise la lumière pour dépouiller les électrons des molécules d'eau, énergiser, et les transmettre à une chaîne de transport d'électrons pour la synthèse de l'ATP. L'électron passe ensuite sur photosystème I, qui redynamise l'électron. Dans photophosphorylation non cyclique, les électrons sont ensuite utilisés pour transformer NADP + en NADPH (nicotinamide adénine dinucléotide phosphate). Ceci est un second produit des réactions dépendantes légères nécessaires pour les réactions qui fixent le carbone. En photophosphorylation cyclique, photosystème I transfère ses électrons ré-alimenté de nouveau dans la chaîne de transport d'électrons, ce qui entraîne l'ATP supplémentaire, mais pas NADPH.