El fotosistema es una unidad funcional y estructural de complejos proteicos que llevan a cabo las principales reacciones fotoquímicas de la fotosíntesis : absorción de luz , conversión de energía y transferencia de electrones . Los fotosistemas se localizan en la membrana tilacoidal de plantas, algas y cianobacterias (en plantas y algas se localizan en cloroplastos ), o en la membrana citoplasmática de bacterias fotosintéticas. En general, todos los fotosistemas se dividen en dos tipos: similar al fotosistema II y similar al fotosistema I.
En el centro del fotosistema se encuentra el centro de reacción , que es una enzima que utiliza la luz para reparar moléculas (crear electrones de alta energía). Este centro de reacción está rodeado de complejos captadores de luz , que proporcionan una absorción de luz más eficiente.
Hay dos tipos de centros de reacción del fotosistema: centro de reacción de tipo I como en el fotosistema I (presente en las bacterias verdes del azufre ) y centro de reacción de tipo II como en el fotosistema II (presente en las bacterias púrpuras no sulfurosas ). Ambos tipos de centros de reacción están presentes en los cloroplastos vegetales y las cianobacterias .
Cada fotosistema difiere en la longitud de onda de la luz en la que absorbe más activamente su pigmento principal, que dona electrones bajo la influencia de la luz (700 y 680 nm para los cloroplastos PSI y PSII ), el número y tipo de complejos captadores de luz, así como el aceptor terminal de electrones.
Los fotosistemas de tipo I utilizan proteínas similares a la ferredoxina con un grupo de hierro y azufre como aceptores terminales , mientras que los fotosistemas de tipo II transfieren electrones a un transportador de quinona soluble en membrana . Ambos tipos de centros de reacción están presentes en los cloroplastos y las cianobacterias de las plantas, donde trabajan juntos para formar una cadena de transporte de electrones única que hace posible obtener electrones del agua con la formación de oxígeno como subproducto.
En los eucariotas, el fotosistema consta de varias subunidades de proteínas (>20 o >30) que proporcionan un sitio de anclaje para una serie de cofactores. Los cofactores pueden ser pigmentos (p. ej., clorofila , feofitina , carotenoides ), quinonas y grupos de hierro y azufre [1] .
En las bacterias, los fotosistemas suelen fijarse directamente en la membrana celular o sus invaginaciones y constan de un centro de reacción desnudo rodeado de complejos captadores de luz y, a veces, de un pequeño número de subunidades adicionales [2] . En las bacterias moradas, el centro de reacción consta de tres subunidades: L (inglés ligero ) , M (inglés medio ) y H (inglés pesado ) . Las subunidades L y M llevan cromóforos, mientras que la subunidad H forma el dominio citoplasmático [3] . Rhodopseudomonas viridis tiene una subunidad adicional sin membrana, un citocromo de cuatro hemo (4Hcyt), ubicado en el lado del periplasma .
En las bacterias verdes del azufre , el centro de reacción consta de cinco subunidades: PscA-D. Las dos subunidades de PscA se dimerizan y mantienen unidos a los cofactores, y cada uno de ellos se une a una copia de PscD y PscC, que transporta el hemo. La subunidad PscB está ubicada en el centro del dímero y une dos grupos de hierro y azufre que donan electrones a la ferredoxina [4] .