La réaction lumineuse
La réaction lumineuse est la façon dont la lumière du soleil est convertie en énergie chimique. Elle fait intervenir plusieurs complexes protéiques.
Les plantes et les algues contiennent deux complexes distincts de photosynthèse : les photosystèmes I et II. Ces deux photosystèmes contiennent des molécules de pigment différentes qui absorbent des longueurs d'onde spécifiques de la lumière. Ces molécules de pigment agissent comme un entonnoir ; les pigments absorbent la lumière du soleil et transfèrent l'énergie d'excitation à la molécule de pigment voisine jusqu'à ce qu'elle atteigne le fond de l'entonnoir : le centre réactionnel.
Le centre réactionnel est constitué de plusieurs molécules qui permettent la conversion de l'énergie d'excitation en un flux d'électrons. Les électrons sont propulsés hors d'une des molécules de chlorophylle du centre réactionnel et sont rapidement absorbés par les molécules voisines.
Dans le photosystème II, cet électron est utilisé pour réduire une molécule porteuse appelée plastoquinone. La plastoquinone absorbe deux électrons et deux protons et transfère les électrons au complexe suivant de la chaîne de transport d'électrons.
Le complexe responsable de l’évolution de l’oxygène se trouve juste à côté des deux chlorophylles du centre réactionnel du photosystème II. Cette structure catalyse la réaction de séparation de l’eau. La réaction de séparation de l’eau est essentielle pour remplacer l’électron de la chlorophylle et assurer le fonctionnement continu de la chaîne de transport d’électrons. Le complexe responsable de l’évolution de l’oxygène décompose l’eau en oxygène moléculaire, en protons et en électrons. Les protons se diffusent dans le lumen du thylakoïde et s’y accumulent. Pour deux molécules d'eau séparées, une molécule d'oxygène moléculaire est produite. L'oxygène est en quelque sorte le déchet de la photosynthèse.
Voici l'équation chimique de la réaction lumineuse :
2 H2O + 2 NADP+ + nADP + nPi → O2 + 2 NADPH + 2 H+ + nATP