Light-dependent reactions of photosynthesis takes place in the thylakoids of chloroplasts where light energy harvested from the sun drives the synthesis of ATP and NADPH. The major pathway of photosynthetic chain is the linear electron transport (LET), in which both photosystems (PSI and PSII) are involved, and ATP and NADPH are produced. However, ratio in production of those components is insufficient to cover the Calvin cycle energy requirements, depending on the metabolism of the cell. Moreover, disturbance in metabolism homeostasis, caused by environmental stress conditions, increases ATP demand, which cannot be covered by LET. Thus, in photosynthetic apparatus must exist alternative electron transport pathways, these include: cyclic electron transport (CET) mediated by NDH complex or PGR5/PGRL1 proteins, water-water cycle and PTOX enzyme. Activity of alternative pathways can optimize ratio in production of ATP/NADPH, appropriately to requirements, which allows to achieve redox balance and ATP contents.
Faza jasna fotosyntezy zachodzi w obrębie błon tylakoidowych chloroplastów, jej funkcją jest absorbcja światła i wykorzystanie jego energii do wytwarzania ATP i siły redukcyjnej NADPH. Główną ścieżką przepływu elektronów w łańcuchu fotosyntetycznym jest liniowy transport elektronów (LET), w którym uczestniczą oba fotosystemy (PSII, PSI). W trakcie LET produkowane są zarówno cząsteczki ATP jak i NADPH, jednak synteza tych związków jest niewystraczająca do pokrycia zapotrzebowania energetycznego cyklu Calvina. Ponadto, zaburzenia równowagi metabolicznej wynikające z warunków stresu środowiskowego, powodują zwiększenie zapotrzebowania na ATP, które nie może być w pełni pokryte przez LET. Dlatego też muszą istnieć alternatywne drogi przepływu elektronów. Należą do nich: cykliczny transport z udziałem kompleksu NDH lub kompleksu PGR5/PGRL1, cykl woda-woda, czy ścieżka z udziałem enzymu PTOX. Efektem aktywności alternatywnych dróg transportu elektronów jest utrzymanie optymalnego stosunku produkcji ATP/NADPH, wynikającego z aktualnego zapotrzebowania chloroplastu, co pozwala na regulowanie równowagi oksydoredukcyjnej i zawartości ATP.