4. ábra: a szem szerkezete.A kép forrása: Chirstie (ref. 4) és a megadott forrás szerint szerzői jogkorlátozott (azaz nem a szerző saját munkája).
a szem szerkezete: a szemen belüli terület (lásd a 4.ábrát), amely fényt és színt érzékel, az úgynevezett Retina. A detektáló sejtek két típusa, a rudak és a kúpok, a lencsén keresztül érkező információkat dolgozzák fel, és a látóidegen keresztül továbbítják az agyba. A rúdsejtek (amelyek körülbelül 100 millióan vannak) érzékelik a szembe jutó könnyedség mértékét, érzékenységük pedig a jelen lévő rodopszin mennyiségétől függ, amely maga a sejtekben keletkezik. A Rodopszint azonban elpusztítjafehérítés fény hatására, ezért a rúdsejtek csak gyenge fényviszonyok mellett működnek, mivel nagy megvilágításban ennek a fényérzékeny pigmentnek a csökkentett szintje rendkívül alacsony érzékenységhez vezet. A kúpsejtek (amelyekből körülbelül 3 millió van) szintén érzékenyek a fényszintre, de a pigment Jodopsin használatával magas megvilágításig megtartják funkciójukat.A színérzékelés a retinán belül jelen lévő három kúpsejt függvénye: közöttük lefedik a látható spektrumot. Ez azért van, mert minden típus érzékeny a különböző hullámhossz-tartományra, maximális értéke pedig a vörös (hosszú), a zöld (közepes) vagy a kék (rövid).
5. ábra: a (balról) piros, zöld és kék kúpos cellák Maximumai. A kép forrása: Chirstie (ref. 4) és a szerzői jog a megadott forrás szerint korlátozott (azaz nem a szerző saját műve).
a rodopszin mechanizmusa a Rúdsejtekben: a fehérje rodopszin tartalmazza a protonáltretinális-Schiff báziskomplexét, amely természetesen a hét transzmembrán a-helikalreceptor által alkotott membránközi zsebben fekszik. Az arod-sejt külső szegmensében sok lapos rodopszin korong található, amelyek fényérzékeléskor foto-izomer változáson mennek keresztül rodopszin (11-cisz) nak nek all-transz retina. A fotoizomerizációs kaszkád után, amely 5 rövid életű intermediátumon keresztül történik (1.folyamatábra), a transz retina diffundál, és visszaalakul 11-ciszretinálissá, mielőtt újra belépne a ciklusba. Ez a folyamat redukcióval megy végreall-transz retinol majd oxidáció/izomerizáció sötétben. PhotoexcitedRhodopsin (4.az 5 intermedierek) kiváltja egy enzimatikus kaszkád processresulting a hidrolízis GMP. Ez viszont bezárja a kation-specifikus csatornákat a rúdsejtmembránon belül, amelyek természetesen nyitottak a na beáramlására+sötétben, és a hiperpolarizáció hatása miatt a belső szinatikus test idegjelet küld a Retina más neuronjainak. Végül a fény által indukált kalciumszint csökkenése elősegíti a gerjesztett idegsejtek passzív, “sötét” állapotba való visszatérését, és a ciklus a fény észlelése után újraindul. A kúpsejtek fotoreceptorai szintén hét a-helicalreceptor, kromoforuk 11-cisz-retina. A detektálási tartomány zöldtől pirosig változik, mivel a három nem poláros hidroxiltartalmú maradékot a nearretinal egymás után helyettesíti polárisakkal.
bal-6. ábra: a 11-cisz retina helyzete a Rodopszinon belül. A kép forrása: Stryer (ref. 6) és a szerzői jog a megadott forrás szerint korlátozott (azaz nem a szerző saját műve).
Jobb-Folyamatábra1: A rodopszin ciklus 5 intermedierje.
honnan származik a rodopszin?
az emberek nem tudják előállítanihodopszin, ehelyett külső forrást, b-karotint használnak az élelmiszerekben annak szintéziséhez:
 |
2. folyamatábra: a rodopszin szintézise új kép =7. ábra: A B-karotin (felső), a VitaminA (középső) és a 11-cisz retina (alsó) szerkezete. |
hogyan különbözik a halobaktériumokban található bakteriorhodopszin mechanizmusa az emberi szem rúdsejtjeiben található rodopszin mechanizmusától?: Ezúttal a protonált retina-Schiff basecomplex természetesen blokkolja a csatornát a membránon keresztül, amelyet egyébként két szomszédos kamra képez. A protonált transz komplex protont adományoz az Asp-85-nek, amely ezután lehetővé teszi ugyanazon proton kilépését az extracelluláris oldalra. A 13-cisz szerkezetre történő fotoizomerizáció lehetővé teszi, hogy a Schiff-bázis protont vegyen fel az ASP-96 maradékból a citoszolos oldalon. A cisz-forma transz-re történő átirányítása után az izomerizáció és a protonpumpálás ciklusa folytatódik.
