Molekul pigmen yang diatur dalam fotosistem menangkap sinar matahari dalam kloroplas. Fotosistem adalah kelompok pigmen penyerap cahaya dengan beberapa terkait molekul-proton (ion hidrogen) memompa, enzim, koenzim, dan sitokrom.
Setiap fotosistem mengandung sekitar 200 molekul pigmen hijau yang disebut klorofil dan sekitar 50 molekul keluarga lain pigmen yang disebut karotenoid.
Di tengah reaksi dari fotosistem, energi sinar matahari diubah menjadi energi kimia. Pusat ini kadang-kadang disebut antena pemanen cahaya. Ada dua fotosistem dalam membran tilakoid, yang ditunjuk fotosistem I dan fotosistem II.
Pusat-pusat reaksi fotosistem ini P700 dan P680 masing-masing. Energi yang ditangkap dalam pusat-pusat reaksi mendorong kemiosmosis, dan energi kemiosmosis merangsang produksi ATP dalam kloroplas.
Fotosistem adalah suatu unit yang mampu menangkap energi cahaya Matahari yang terdiri dari klorofil a, kompleks antena, dan akseptor elektron. Di dalam kloroplas terdapat beberapa macam klorofil dan pigmen lain, seperti klorofil a yang berwarna hijau muda, klorofil b berwarna hijau tua, dan karoten yang berwarna kuning sampai jingga. Pigmen-pigmen tersebut mengelompok dalam membran tilakoid dan membentuk perangkat pigmen yang berperan penting dalam fotosintesis.
Fotosistem sendiri dapat dibedakan menjadi dua, yaitu fotosistem I dan fotosistem II. Pada fotosistem I ini penyerapan energi cahaya dilakukan oleh klorofil a yang sensitif terhadap cahaya dengan panjang gelombang 700 nm sehingga klorofil a disebut juga P700. Energi yang diperoleh P700 ditransfer dari kompleks antena. Pada fotosistem II penyerapan energi cahaya dilakukan oleh klorofil a yang sensitif terhadap panjang gelombang 680 nm sehingga disebut P680. P680 yang teroksidasi merupakan agen pengoksidasi yang lebih kuat daripada P700. Dengan potensial redoks yang lebih besar, akan cukup elektron negatif untuk memperoleh elektron dari molekul-molekul air.
Pengertian
Fotosistem adalah sistem molekul klorofil dan pigmen asesori (tambahan) membentuk satu kesatuan unit. Beberapa ratus klorofi l a, klorofi l b, dan karotenoid membentuk suatu kumpulan sebagai “pengumpul cahaya” yang disebut kompleks antena Sebelum sampai ke pusat reaksi, energi dari partikel-partikel cahaya (foton) akan dipindahkan dari satu molekul pigmen ke molekul pigmen yang lain. Pusat reaksi merupakan molekul klorofi l pada fotosistem, yang berfungsi sebagai tempat terjadinya reaksi kimiawi (reaksi cahaya) fotosintesis pertama kalinya. Setiap fotosistem menangkap cahaya dan memindahkan energi yang dihasilkan ke pusat reaksi, yaitu suatu kompleks klorofil dan protein-protein yang berperan langsung dalam fotosintesis.
Pada tumbuhan, terdapat dua pusat reaksi fotosintesis yang berbeda, yakni fotosistem I dan fotosistem II. Keduanya dibedakan berdasarkan kemampuannya dalam menyerap cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda. Perbedaan kemampuan tersebut disebabkan oleh perbedaan kombinasi antara klorofil a dan klorofil b. Perbedaan kombinasi antara klorofil a dan klorofil b berpengaruh terhadap panjang gelombang yang diterima oleh klorofil.
Fotosistem I terdiri atas klorofil a dan pigmen tambahan yang menyerap kuat energi cahaya dengan panjang gelombang 700 nm sehingga sering disebut P700. Sementara itu, fotosistem II tersusun atas klorofil a yang menyerap kuat energi cahaya dengan panjang gelombang 680 nm sehingga sering disebut P680. Ketika suatu molekul pigmen menyerap energi cahaya, energi itu dilewatkan dari suatu molekul pigmen ke molekul pigmen lainnya hingga mencapai pusat reaksi. Setelah energi sampai di P700 atau di P680 pada pusat reaksi, sebuah elektron kemudian dilepaskan menuju tingkat energi lebih tinggi. Elektron berenergi ini akan disumbangkan ke akseptor elektron.
Apa Itu Pusat Reaksi?
Pada inti dari fotosistem terletak pusat reaksi, yang merupakan enzim yang menggunakan cahaya untuk mengurangi molekul. Dalam fotosistem, ini pusat reaksi dikelilingi oleh kompleks pemanen cahaya yang meningkatkan penyerapan cahaya dan mentransfer energi ke pusat reaksi.
Pemanen cahaya dan pusat reaksi kompleks adalah kompleks protein membran yang terbuat dari beberapa protein subunit dan mengandung banyak kofaktor.
Dalam membran fotosintesis, pusat-pusat reaksi memberikan kekuatan pendorong untuk elektron bioenergi dan rantai transfer proton. Ketika cahaya diserap oleh pusat reaksi (baik secara langsung maupun lewat pigmen antena berdekatan), serangkaian reaksi oksidasi-reduksi dimulai, yang mengarah ke pengurangan akseptor terminal.
Dua keluarga dari pusat-pusat reaksi di fotosistem ada: tipe I pusat reaksi (seperti fotosistem I (P700) dalam kloroplas dan bakteri hijau sulfur) dan jenis pusat-pusat reaksi II (seperti fotosistem II (P680) dalam kloroplas dan non-sulfur bakteri ungu).
Setiap fotosistem dapat diidentifikasi dengan panjang gelombang cahaya untuk yang paling reaktif (700 dan 680 nanometer, masing-masing untuk PSI dan PSII dalam kloroplas), jumlah dan jenis-panen kompleks cahaya hadir dan jenis terminal akseptor elektron digunakan.
Tipe I fotosistem menggunakan seperti ferredoxin protein klaster besi-sulfur sebagai terminal akseptor elektron, sedangkan tipe II fotosistem pada akhirnya antar jemput elektron ke terminal akseptor elektron kuinon.
Kita harus mencatat bahwa kedua jenis pusat reaksi yang hadir dalam kloroplas dan cyanobacteria, bekerja sama untuk membentuk rantai fotosintesis yang unik mampu mengekstrak elektron dari air, menciptakan oksigen sebagai produk sampingan.