광합성의 라이트 리액션(light reactions)은 식물의 엽록체(chloroplasts) 내에서 일어나는 과정 중 하나로, 태양 에너지를 화학 에너지로 변환하는 초기 과정입니다. 이 단계에서 라이트 에너지가 엽록체 내에서 흡수되고 이를 이용하여 ATP와 NADPH를 생성합니다. 라이트 리액션은 다음과 같은 주요 단계로 구성됩니다.
포토시스테마 I와 포토시스테마 II
라이트 리액션은 포토시스테마 I(PSI)와 포토시스테마 II(PSII) 두 개의 주요 포토시스테마에서 시작됩니다. PSII는 물 분자를 분해하여 산소(O2)와 고 에너지 전자를 생성하는 역할을 합니다. 이 고 에너지 전자는 PSII에서 PSI로 전달됩니다. PSI는 태양 에너지를 흡수하고 고 에너지 전자를 생성합니다. 이러한 전자들은 다음 단계인 전자 전달 체인을 통해 이동됩니다.
전자 전달 체인
PSII에서 생성된 고 에너지 전자들은 전자 전달 체인을 통해 PSI로 이동합니다. 전자 전달 체인은 페리독신(protein complexes)과 플라보도닌(cofactors) 등의 단백질과 화학 물질로 이루어져 있습니다. 이 과정에서 전자들은 에너지를 전달하고 프로톤(수소 이온) 그라데이션을 만들어냅니다. 이 그라데이션은 ATP 생성에 필수적입니다.
ATP 생성
전자 전달 체인에서 고 에너지 전자들의 이동은 ATP 합성을 가능하게 합니다. 전자 전달 체인에서 프로톤 그라데이션을 만들어내고, 이 그라데이션을 이용하여 ATP 합성이 수행됩니다. ATP 합성 과정은 포토토포스필레이션(phosphorylation)이라고도 불립니다.
NADPH 생성
라이트 리액션에서 생성된 고 에너지 전자들은 PSI에서 NADP+와 결합하여 NADPH를 생성합니다. NADPH는 다크 리액션(칼빈 주기)에서 이산화탄소(CO2)를 당분으로 전환하는 데 사용됩니다.
라이트 리액션은 광합성 과정의 초기에 위치하며, 태양 에너지를 화학 에너지로 변환하여 ATP와 NADPH를 생성합니다. 이러한 화학 에너지 저장체들은 다크 리액션에서 이산화탄소를 당분으로 전환하는 데 사용되며, 이로써 식물은 에너지 및 유기물을 생산하여 성장하고 생존합니다.