1. Capture et transfert de l'énergie lumineuse :
La photosynthèse commence par l'absorption de l'énergie lumineuse par les molécules de chlorophylle présentes dans les chloroplastes des cellules végétales. Ces molécules de chlorophylle font partie de complexes protéiques spécialisés appelés photosystèmes. Lorsque la lumière frappe la chlorophylle, elle excite les électrons de la molécule, les faisant passer à un niveau d’énergie plus élevé.
2. Chaîne de transport d'électrons :
- Une fois excités, les électrons de haute énergie sont transmis à une série de porteurs d'électrons. Ces porteurs sont disposés dans une chaîne de transport d’électrons, similaire à la chaîne de transport d’électrons trouvée dans la respiration cellulaire.
- La chaîne de transport d'électrons est constituée de diverses protéines, telles que le complexe du cytochrome b6f, la plastocyanine et la ferrédoxine. Lorsque les électrons se déplacent dans la chaîne, ils libèrent de l’énergie qui est utilisée pour générer un gradient de protons à travers la membrane thylakoïde des chloroplastes.
3. Génération de gradient de protons :
- Lorsque les électrons traversent la chaîne de transport d'électrons, les protons sont pompés du stroma (espace interne des chloroplastes) vers la lumière des thylacoïdes (intérieur des membranes thylakoïdes).
- Cela crée un gradient de protons avec une concentration de protons plus élevée dans la lumière des thylakoïdes que dans le stroma. Le gradient de protons stocke de l’énergie potentielle qui sera ensuite utilisée pour synthétiser l’ATP.
4. Synthèse d'ATP :
- Le gradient de protons généré par le transport des électrons alimente la synthèse d'ATP (adénosine triphosphate), la monnaie énergétique universelle des cellules.
- Lorsque les protons reviennent de la lumière des thylakoïdes vers le stroma via l'ATP synthase, une enzyme intégrée dans la membrane des thylakoïdes, l'énergie libérée est utilisée pour convertir l'ADP (adénosine diphosphate) en ATP. Ce processus est connu sous le nom de photophosphorylation.
5. Réduction du NADP+ :
- Les électrons qui traversent la chaîne de transport d'électrons sont finalement utilisés pour réduire le NADP+ (nicotinamide adénine dinucléotide phosphate) en NADPH.
- Le NADPH, avec l'ATP, sert de source de pouvoir réducteur et d'énergie dans les réactions ultérieures du cycle de Calvin (les réactions de photosynthèse indépendantes de la lumière) où le dioxyde de carbone est converti en glucose et d'autres molécules organiques.
En résumé, les porteurs d’électrons sont cruciaux dans la photosynthèse car ils facilitent la capture de l’énergie lumineuse, la génération d’un gradient de protons, la synthèse d’ATP et la réduction du NADP+. Sans ces porteurs d’électrons et leur capacité à transférer des électrons, la conversion de l’énergie lumineuse en énergie chimique lors de la photosynthèse ne serait pas possible.
