Ερευνητές του Πανεπιστημιακού νοσοκομείου του Βερολίνου και του Πανεπιστημίου Nanchang κατάφεραν για πρώτη φορά να απεικονίσουν τη μοριακή δομή και των τριών ανθρώπινων χρωματικών οψινών στην ενεργή τους κατάσταση.

Η σημαντική αυτή ανακάλυψη, που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό "Science", αποκαλύπτει πώς το ανθρώπινο μάτι αντιλαμβάνεται το μπλε, το πράσινο και το κόκκινο φως.

Η έγχρωμη όραση βασίζεται σε τρεις τύπους φωτοευαίσθητων πρωτεϊνών, τις οψίνες, οι οποίες βρίσκονται στα κωνία του αμφιβληστροειδούς. Παρότι ο άνθρωπος μπορεί να διακρίνει εκατοντάδες χιλιάδες αποχρώσεις, το σύστημα της όρασης λειτουργεί με τον συνδυασμό μόλις τριών βασικών αισθητήρων: εκείνων που ανταποκρίνονται στο μπλε, στο πράσινο και στο κόκκινο φως.

Κεντρικό ρόλο στη διαδικασία παίζει η ρετινάλη, ένα παράγωγο της βιταμίνης Α που βρίσκεται συνδεδεμένο με τις οψίνες. Όταν δέχεται φως, αλλάζει μορφή, προκαλώντας αλλαγή στη δομή της πρωτεΐνης.

Αυτή η μεταβολή ενεργοποιεί μια βιοχημική αλυσίδα σημάτων, τα οποία μεταφέρονται μέσω του νευρικού συστήματος στον εγκέφαλο και τελικά δημιουργούν την αίσθηση του χρώματος.

Η μελέτη ήταν ιδιαίτερα δύσκολη, καθώς οι χρωματικές οψίνες είναι σπάνιες και δύσκολο να απομονωθούν. Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν προηγμένες τεχνικές κρυο-ηλεκτρονικής μικροσκοπίας, ψύχοντας τα μόρια σε θερμοκρασίες περίπου -150 βαθμών Κελσίου, ώστε να διατηρήσουν τη φυσική τους ενεργή κατάσταση και να μελετήσουν τη δομή τους σε εξαιρετικά υψηλή ανάλυση.

Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι τρεις οψίνες διαφέρουν κυρίως στην περιοχή γύρω από τη ρετινάλη, γεγονός που εξηγεί γιατί κάθε μία είναι ευαίσθητη σε διαφορετικά μήκη κύματος φωτός.

Η οψίνη που ανιχνεύει το μπλε φως παρουσιάζει μεγαλύτερη ομοιότητα με τη ροδοψίνη των κυττάρων που επιτρέπουν τη νυχτερινή όραση, ενώ οι οψίνες για το πράσινο και το κόκκινο φως εμφανίζουν σημαντικές δομικές διαφορές.

Η ανακάλυψη δεν έχει μόνο σημασία για την κατανόηση της ανθρώπινης όρασης. Οι οψίνες ανήκουν στην οικογένεια των υποδοχέων που συνδέονται με G-πρωτεΐνες (GPCR), οι οποίοι συμμετέχουν σε πολλές λειτουργίες του οργανισμού και αποτελούν σημαντικούς στόχους για την ανάπτυξη φαρμάκων.

Η λεπτομερής γνώση της δομής τους μπορεί να βοηθήσει στην καλύτερη κατανόηση γενετικών μεταλλάξεων που συνδέονται με προβλήματα όρασης και οφθαλμικές παθήσεις.

Η ερευνητική ομάδα σχεδιάζει τώρα να μελετήσει τη μελανοψίνη, μια ακόμη φωτοευαίσθητη πρωτεΐνη του αμφιβληστροειδούς, η οποία δεν σχετίζεται με την αντίληψη των χρωμάτων αλλά με τη ρύθμιση του βιολογικού ρολογιού και του κύκλου ύπνου–αφύπνισης.

Προσθέστε το iatronet.gr στο Discover

Ειδήσεις υγείας σήμερα
Ενημέρωση των εκδρομέων για την ασφαλή κολύμβηση και την προστασία από τον καύσωνα στο λιμάνι του Πειραιά
Φόβος για τον καρκίνο: Πότε είναι φυσιολογικός και πότε χρειάζεται βοήθεια
Mονοκλωνικό αντίσωμα παρέχει ασφάλεια για την πρόληψη του RSV σε βρέφη