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Catena di trasporto degli elettroni

Catena di trasporto degli elettroni presentata come quattro strutture molecolari allineate in una riga, incorporate all'interno della membrana del tilacoide. Le molecole, in ordine da sinistra a destra, sono il fotosistema II, il plastochinone, il citocromo b6f, la plastocianina, il fotosistema I e l'ATP sintasi. Su entrambi i fotosistemi I e II, due raggi gialli procedono dalla parte superiore dell'immagine indicando l'energia luminosa dei fotoni. Lo spazio sopra la fila di molecole è chiamato "stroma del cloroplasto" e la parte inferiore è chiamata "lume del tilacoide". Due molecole d'acqua sono divise in una molecola di ossigeno, quattro protoni e 2 elettroni nel lume del tilacoide. Questi due elettroni sono energizzati dall'energia luminosa dei fotoni nelle clorofille del centro di reazione del fotosistema II e si spostano al plastochinone, al citocromo b6f, alla plastocianina e infine al fotosistema I, dove vengono nuovamente energizzati dall'energia della luce. All'estremità dello stroma del cloroplasto del fotosistema I sono attaccate la ferredossina e la ferredossina-NADP reduttasi. Questi due enzimi accettano i due elettroni e riducono NADP+ a NADPH. Infine, l'ATP sintasi utilizza i protoni accumulati nel lume del tilacoide per pompare l'enzima e fosforilare l'ADP in ATP.

Dal fotosistema II, gli elettroni vengono trasferiti al plastochinone che immette gli elettroni nella relativa catena di trasporto. L'energia degli elettroni viene utilizzata per spingere i protoni nel lume del tilacoide. La bassa energia degli elettroni viene poi trasferita al fotosistema I che utilizza l'energia solare per energizzare nuovamente gli elettroni e ridurre il NADP+ in NADPH.

Ogni trasportatore presente nella catena di trasporto è sia accettore che donatore di elettroni. Il plastochinone, ad esempio, viene ridotto dal centro di reazione perché ha un potenziale di riduzione maggiore del precedente elettrone donatore nel centro di reazione. Il successivo complesso, la pompa protonica del citocromo, possiede di nuovo un maggiore potenziale di riduzione. Questo comporta il movimento degli elettroni lungo la catena di trasporto e l'energia degli elettroni viene utilizzata per spingere gli elettroni nel lume del tilacoide.

L'equazione chimica della fase luminosa è la seguente:

2 H2O + 2 NADP+ + nADP + nPi → O2 + 2 NADPH + 2 H+ + nATP

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Articolo
Redox (ossidoriduzione)