As características gerais de um mecanismo amplamente aceito para transferência de fotoelétrons, no qual duas reações de luz (reação de luz I e reação de luz II) ocorrem durante a transferência de elétrons da água para o dióxido de carbono, foram propostas por Robert Hill e Fay Bendall em 1960. Este mecanismo é baseado no potencial relativo (em volts) de vários cofactores da cadeia de transferência de electrões a serem oxidados ou reduzidos. As moléculas que na sua forma oxidada têm a mais forte afinidade por elétrons (ou seja, são agentes oxidantes fortes) têm um baixo potencial relativo. Em contraste, moléculas que na sua forma oxidada são difíceis de reduzir têm um alto potencial relativo uma vez que tenham aceitado elétrons. As moléculas com baixo potencial relativo são consideradas agentes oxidantes fortes, e aquelas com alto potencial relativo são consideradas agentes redutores fortes.
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Em diagramas que descrevem o estágio de reação de luz da fotossíntese, os passos fotoquímicos reais são tipicamente representados por duas setas verticais. Estas setas significam que os pigmentos especiais P680 e P700 recebem energia luminosa das moléculas de proteína clorofila colhedora de luz e são elevados em energia do seu estado de solo para estados excitados. No seu estado excitado, estes pigmentos são agentes redutores extremamente fortes que transferem rapidamente os electrões para o primeiro aceitante. Estes primeiros aceitadores também são agentes redutores fortes e passam rapidamente os electrões para portadores mais estáveis. Na reação leve II, o primeiro aceitante pode ser feofitina, que é uma molécula semelhante à clorofila que também tem um forte potencial redutor e transfere rapidamente os elétrons para o próximo aceitante. As quinonas especiais são as próximas na série. Estas moléculas são semelhantes à plastoquinona; recebem electrões da feofitina e passam-nos para os portadores de electrões intermediários, que incluem a piscina de plastoquinona e os citocromos b e f associados num complexo com uma proteína de enxofre de ferro.
Na reacção leve I, os electrões são passados para as proteínas de enxofre de ferro na membrana lamelar, após o que os electrões fluem para a ferredoxina, uma pequena proteína de enxofre de ferro solúvel em água. Quando NADP+ e uma enzima adequada estão presentes, duas moléculas de ferredoxina, carregando um electrão cada, transferem dois electrões para NADP+, que capta um próton (i.e., um ião de hidrogénio) e torna-se NADPH.
Cada vez que uma molécula P680 ou P700 desiste de um electrão, este regressa ao seu estado (não excitado), mas com uma carga positiva devido à perda do electrão. Estes iões com carga positiva são agentes oxidantes extremamente fortes que removem um electrão de um doador adequado. O P680+ de reação leve II é capaz de retirar elétrons da água na presença de catalisadores apropriados. Há boas evidências de que dois ou mais átomos de manganês complexados com proteínas estão envolvidos nesta catálise, retirando quatro elétrons de duas moléculas de água (com liberação de quatro íons de hidrogênio). O complexo manganês-proteína desiste desses elétrons um de cada vez através de um transportador não identificado para P680+, reduzindo-o para P680. Quando o manganês é removido selectivamente por tratamento químico, os tiacóides perdem a capacidade de oxidação da água, mas todas as outras partes do caminho dos electrões permanecem intactas.
Na reacção de luz I, P700+ recupera electrões de plastocianina, que por sua vez os recebe de portadores intermediários, incluindo a piscina de plastoquinona e moléculas de citocromo b e de citocromo f. A piscina de portadores intermediários pode receber elétrons da água através da reação de luz II e as quinonas. A transferência de electrões da água para a ferredoxina através das duas reacções de luz e dos portadores intermédios é chamada fluxo de electrões não cíclico. Alternativamente, os electrões podem ser transferidos apenas pela reacção de luz I, neste caso são reciclados da ferredoxina de volta para os portadores intermediários. Este processo é chamado fluxo cíclico de elétrons.