valoreaktioihin

Valoreaktiot ovat fotosynteesin ensimmäinen vaihe, jossa valoenergia muutetaan kemialliseksi energiaksi. Niiden tehtävä on tuottaa ATP:tä ja NADPH:tä, joita käytetään seuraavassa Calvin-syklissä hiilidioksidin sitomiseen sekä erilaisten biomolekyylien synteesiin. Valoreaktiot tapahtuvat kloroplastien tilakoidikalvojen sisäpuolella ja niitä esiintyy kasveissa, levissä sekä syanobakteereissa.

Käytössä ovat kaksi fotosystemiä, PSII ja PSI, sekä elektroninsiirtoketju. Veden fotolyysi tapahtuu PSII:ssa, jolloin happi vapautuu ilmakehään ja elektronit siirtyvät reitille PSII → plastoquinoni → cytochrome b6f → plastokyanin → PSI → NADP+-reduktaasi, joka muodostaa NADPH:tä. Samalla protonit pumpataan tilakoidikalvon sisäpuolelle, jolloin muodostuu protonigradientti. Tämä gradientti ohjaa ATP:n syntetisoitumisen ATP-synteasin kautta.

Lineaarinen, ei-syklinen elektronivirta tuottaa sekä ATP:tä että NADPH:tä, ja näiden suhde vastaa käytännössä Calvin-syklin tarvetta hiilen sitomisessa. Halutessa voidaan lisätä syklistä elektronivirtaa, jolloin ATP:n tuotantoa lisätään ilman NADPH:ta. O2 muodostuu veden oksygenaation sivutuotteena.

Valoreaktioiden tuotokset ATP ja NADPH siirretään seuraavaan vaiheeseen, Calvin-syklin hiilen sitomiseen. Lisäksi valoreaktioihin liittyy fotoprotektiota ja säätelyä, kun valo-olosuhteet sekä pigmenttien toiminta vaihtelevat.