Что такое опсин?

Опсин - это белок в сетчатке, чувствительный к свету. Многие опсины участвуют в передаче сигналов от света, чтобы стать визуальными образами. Другие типы этих белков были открыты в 1990-х годах. Они имеют невизуальные и часто неизвестные роли в физиологии с 2010 года. Невизуальный опсин с известной функцией - это меланопсин , который участвует в установлении циркадных ритмов.

Сетчатка - это внутренний слой глаза, который содержит фоторецепторные клетки. Эти клетки представляют собой специализированные типы нервных клеток, которые превращают свет в цепь биологических реакций. Наиболее известными являются палочки, которые функционируют при слабом освещении и дают в результате черно-белое зрение, и колбочки, которые отвечают за цветное зрение.

Различные типы фоторецепторных клеток имеют разные типы опсинов. Стержневые клетки содержат соединение, называемое родопсин , которое состоит из белка опсина и соединения, подобного витамину А, известного как ретиналь . Поскольку он содержит ретиналь, также известный как ретинальдегид , он известен как ретинилиденовый белок . Сетчатка реагирует на зелено-синий свет, изменяя конформацию, и это активирует рецептор на поверхности клетки. Затем эта активация запускает каскад изменений внутри клетки и приводит к ночному видению.

Клетки конуса, также ретинилиденовые белки, имеют опсины с небольшими структурными отличиями от родопсина, и это смещает длины волн света, при которых они будут поглощать. Эти клетки имеют один из трех типов опсина, известный как фотопсин, который поглощает свет на разных длинах волн. Они поглощают желто-зеленый, зеленый и сине-фиолетовый, а затем сигналы объединяются мозгом, чтобы получить цветное изображение. Конусные клетки менее чувствительны к свету, чем палочковые.

Передача визуальной информации в мозг является только одним типом сигнала, передаваемого опсинами. Другой тип передается меланопсином , опсином, более похожим на опсины беспозвоночных. Он реагирует на свет и передает невизуальный сигнал, который переводит потребность во сне в 24-часовой цикл света и темноты, известный как циркадный ритм . Слепые люди с функционирующими сетчатками все еще могут придерживаться этого цикла.

Опсины широко распространены по всему животному царству и даже встречаются в коже амфибий. К настоящему времени выявлено более 1000 видов опсина. Они также содержатся в бактериях, и эти белки используются для сбора энергии от света для преобразования углекислого газа в сахара. Считается, что опсины в этих примитивных организмах развивались отдельно от таковых у более продвинутых существ.