16.11: Conjugación, color y química de la visión

Introducción

La luz es uno de los recursos más importantes para la civilización, aporta energía a medida que pasa junto al sol. La luz influye en nuestra vida cotidiana. Los organismos vivos perciben la luz del ambiente por los fotorreceptores. La luz, ya que las ondas transportan energía, contiene energía por diferentes longitudes de onda. En visión, la luz es la entrada de estímulo. La energía de la luz entra en el ojo y estimula sus fotorreceptores.

Características Físicas de la Luz

[1]

La energía de la luz se puede determinar a partir de su longitud de onda. La energía de la luz aumenta de longitud de onda larga a longitud de onda corta. El espectro visible oscila entre 400 nm y 700 nm.

Químicos conversores de energía

La energía de la luz puede convertir la sustancia química a otras formas. La vitamina A, también conocida como retinol, vitaminas anti-ojo seco, es una nutrición requerida para la salud humana. El predecesor de la vitamina A está presente en la variedad de caroteno vegetal. La vitamina A es fundamental para la visión porque es necesaria por la retina del ojo. El retinol se puede convertir en retinal, y la retina es una sustancia química necesaria para la rodopsina. A medida que la luz entra al ojo, el 11-cis-retinal se isomeriza a la forma todo-"trans”.

Moléculas coloreadas

Los dobles enlaces conjugados en el betacaroteno producen el color naranja en las zanahorias. Los dobles enlaces conjugados en el licopeno producen el color rojo en los tomates.

ß caroteno

licopeno

Mecanismo de Visión

Ahora sabemos en la rodopsina, hay proteína y retinal. La proteína grande se llama opsina. La opsina no absorbe la luz visible, pero cuando se une con 11-cis-retinal por su cadena lateral de lisina a partir de rodopsina, la nueva molécula tiene una banda de absorción muy amplia en la región visible del espectro. [2] [3]

La reacción anterior muestra que la cadena lateral de lisina de la opsina reacciona con 11-cis-retinal cuando se estimula. Al eliminar el átomo de oxígeno de la retina y dos átomos de hidrógeno forman el grupo amino libre de la lisina, se forma el enlace que se muestra en la imagen de arriba, y se llama base Schiff.

Vía de transducción de señales

En los ojos humanos, bastones y conos reaccionan a la estimulación de la luz, y una serie de reacciones químicas ocurren en las células. Estas células reciben luz y transmiten señales a otras células receptoras. Esta cadena de proceso es la vía de transducción de señales de clase. La vía de transducción de señales es un mecanismo que describe las formas en que las células reaccionan y responden a la

La molécula cis-retinal puede absorber luz a una longitud de onda específica. Cuando la luz visible golpea el cis-retinal, el cis-retinal se somete a una isomerización, o cambio en la disposición molecular, a todo-trans-retinal. La nueva forma de trans-retinal no encaja tan bien en la proteína, por lo que comienza una serie de cambios de geometría en la proteína. El complejo resultante se refiere a una batrodopsina (hay otros intermedios en este proceso, pero los ignoraremos por ahora).

A medida que la proteína cambia su geometría, inicia una cascada de reacciones bioquímicas que dan como resultado cambios en la carga de manera que se acumula una gran diferencia de potencial a través de la membrana plasmática. Esta diferencia de potencial se pasa a lo largo de una célula nerviosa contigua como un impulso eléctrico. La célula nerviosa lleva este impulso al cerebro, donde se interpreta la información visual.

Referencias

1. Bioquímica, L. Stryer (W.H. Freeman and Co, San Francisco, 1975).
2. La guía de Cambridge para el mundo material, Rodney Cotterill (Cambridge University Press, Cambridge, 1985)