Fotosistemul este o unitate funcțională și structurală de complexe proteice care efectuează reacțiile fotochimice primare ale fotosintezei : absorbția luminii , conversia energiei și transferul de electroni . Fotosistemele sunt situate în membrana tilacoidă a plantelor, algelor și cianobacteriilor (în plante și alge sunt localizate în cloroplaste ) sau în membrana citoplasmatică a bacteriilor fotosintetice. În general, toate fotosistemele sunt împărțite în două tipuri - similar cu fotosistemul II și similar cu fotosistemul I.
În centrul fotosistemului se află centrul de reacție , care este o enzimă care folosește lumina pentru a repara molecule (creează electroni de înaltă energie). Acest centru de reacție este înconjurat de complexe de captare a luminii , care asigură o absorbție mai eficientă a luminii.
Există două tipuri de centre de reacție fotosistemului: centru de reacție de tip I ca în fotosistemul I (prezent în bacteriile verzi cu sulf ) și centru de reacție de tip II ca în fotosistemul II (prezent în bacteriile violete fără sulf ). Ambele tipuri de centre de reacție sunt prezente în cloroplastele vegetale și cianobacteriile .
Fiecare fotosistem diferă prin lungimea de undă a luminii în care pigmentul său principal absoarbe cel mai activ, care donează electroni sub influența luminii (700 și 680 nm pentru cloroplastele PSI și PSII ), numărul și tipul de complexe de captare a luminii, precum și acceptorul terminal de electroni.
Fotosistemele de tip I folosesc proteine asemănătoare ferredoxinei cu un grup de fier-sulf ca acceptori terminali , în timp ce fotosistemele de tip II transferă electroni la un transportor de chinonă solubil în membrană . Ambele tipuri de centre de reacție sunt prezente în cloroplastele vegetale și cianobacteriile, unde lucrează împreună pentru a forma un lanț unic de transport de electroni care face posibilă obținerea de electroni din apă cu formarea de oxigen ca produs secundar.
La eucariote, fotosistemul constă din mai multe (>20 sau >30) subunități proteice care asigură un loc de ancorare pentru un număr de cofactori. Cofactorii pot fi pigmenți (de exemplu, clorofilă , feofitină , carotenoide ), chinone și clustere de fier-sulf [1] .
La bacterii, fotosistemele sunt de obicei fixate direct în membrana celulară sau în invaginările acesteia și constau dintr-un centru de reacție gol, înconjurat de complexe de captare a luminii și uneori un număr mic de subunități suplimentare [2] . La bacteriile violet, centrul de reacție este format din trei subunități: L ( ing. ușoară ), M ( ing. mediu ) și H ( ing. grea ). Subunitățile L și M poartă cromofori, în timp ce subunitatea H formează domeniul citoplasmatic [3] . Rhodopseudomonas viridis are o subunitate suplimentară nemembranară, un citocrom cu patru hemi (4Hcyt), situat pe partea periplasmei .
În bacteriile cu sulf verde , centrul de reacție este format din cinci subunități: PscA-D. Cele două subunități PscA dimerizează și țin cofactorii împreună, fiecare dintre ele legând o copie a PscD și PscC, care poartă hemul. Subunitatea PscB este situată în centrul dimerului și leagă două grupuri de fier-sulf care donează electroni ferredoxinei [4] .