Фотосистема I
Молекулярно-биологические данные говорят в пользу того, что ФСI, вероятно, эволюционировала из фотосистемы зелёных серобактерий. Реакционные центры зелёных серобактерий, цианобактерий, водорослей и высших растений различаются, однако домены, выполняющие аналогичные функции, имеют схожее строение. Так, во всех трёх системах окислительно-восстановительный потенциал достаточен для восстановления ферредоксина. Все три электронотранспортные цепи содержат железо-серные белки. И наконец, все три фотосистемы представляют собой димер двух гидрофобных белков, на которых закреплены редокс-центры и пигменты интегральной антенны. В свою очередь, фотосистема зелёных серобактерий содержит те же самые кофакторы, что и электронотранспортная цепь фотосистемы I.
Фотосистема I
Вначале электрон неким образом перемещается от восстановленного ферредоксина на пул пластохинонов. Точный механизм этого процесса не известен. Полагают, что эту реакцию осуществляет особый фермент — ферредоксин-пластохинон-оксидоредуктаза. Затем от пластохинона через цитохром "b""f"-комплекс и пластоцианин электрон вновь попадает на ФСI. При этом происходит закачка протона в полость тилакоида и идёт синтез АТФ. В качестве наиболее вероятного кандидата на роль ферредоксин-пластохинон-оксидоредуктазы в последнее время рассматривают ферредоксин-НАДФ-редуктазу, которая может образовывать комплекс с цитохром-"b""f"-комплексом. Предположительно она может переносить электроны с ферредоксины напрямую на убихинон, связанный цитохром-"b""f"-комплексом через специальный гем "c". Большое количество данных также говорит в пользу образования суперкомплекса из цитохром-"b""f"-комплекса, ФСI, ферредоксин-НАДФ-редуктазы и трансмембранного белка PGRL1. Образование и распад такого комплекса, как полагают, переключает режим потока электрона с нециклического на циклический и обратно.