Opsin

Las opsinas constituyen una familia de proteínas capaces de reaccionar a la energía lumínica mediante su asociación con un cromóforo particular: la retina o un derivado de la misma, formando así una molécula híbrida denominada rodopsina . Estas proteínas están presentes en todos los seres vivos y participan en la gran mayoría de los procesos de fotosensibilidad .

Son bien conocidas dos categorías de opsinas:

Estructura y función de la opsina

La opsina es una proteína de membrana con 7 hélices transmembrana. Está vinculado a una apoproteína derivada de la vitamina A , el cromóforo, que puede ser 11-cis-retinal o 11-cis-3,4-dehidroretinal. En la opsina bovina, esta unión se produce a través de la lisina 296, ubicada en la última hélice transmembrana.

La opsina cambia la longitud de onda de absorción del cromóforo con el que está asociada. Además, una vez que la opsina es activada por la absorción de un fotón por el cromóforo, puede activar un segundo mensajero (a menudo una proteína G ) y desencadenar una respuesta celular. Por tanto, la opsina da a la célula sensibilidad a la luz .

Opsinas animales

Hay siete subfamilias principales de opsinas en animales, que se diferenciaban antes de la separación entre protostomianos y deuterostomianos .

└─o ├─o Mélanopsines / Opsines couplées à Gq └─o ├─o │ ├─o Encephalopsines / tmt-opsines │ │ │ └─o Opsines visuelles et non-Visuelles des vertébrés └─o ├─o Opsines couplées à Go └─o ├─o Neuropsines └─o ├─o Peropsines │ └─o Photoisomérases

Opsinas de vertebrados

La subfamilia de opsinas visuales y no visuales de vertebrados se diferenciaron en 6 categorías bastante distintas, después de la individualización del filo de vertebrados y antes de la separación en un orden distinto.

└─o Pigment ancestral des Vertébrés ├─o │ ├─o Pigments P │ │ │ └─o Pigments M/LWS └─o ├─o Pigments SWS1 └─o ├─o Pigments SWS2 └─o ├─o Pigments RH2 │ └─o Pigments RH1

Los peces exhiben una adaptación de su visión del color con su entorno de luz, desde el tetracromatismo para las especies que viven en aguas poco profundas hasta la pérdida de la visión del color para las especies en las profundidades. Las aves, reptiles y terápsidos ("reptiles mamíferos") disfrutan en su mayoría de una visión probablemente tetracromática (el color adicional suele ser el del ultravioleta, que se utiliza para diferentes funciones, como la selección sexual , la comunicación o el reconocimiento), mientras que la visión generalmente se vuelve dicromática con pérdida de opsina en mamíferos acuáticos y mamíferos nocturnos. La mayoría de los mamíferos modernos (bóvidos, equinos, caninos, felinos, ( monos del nuevo mundo )) se consideran hoy dicromáticos, es decir, con solo dos tipos de conos , mientras que tetracromáticos .


En primates , la pérdida de varios genes de receptores olfativos asociados a opsina coincide con la adquisición de genes fotorreceptores implicados en la visión tricromática. En estos animales, la tendencia evolutiva hacia la desaparición del hocico y la regresión del prognatismo facial está ligada a la reducción del aparato olfativo en beneficio del sistema táctil y visual (adaptación a la vida arbórea diurna gracias a manos y pies prensiles, desarrollo de áreas visuales binoculares que brindan estereoscópico y una mejor coordinación en la oscuridad del bosque), y una Tricromacia vinculada a la evolución de una dieta exclusivamente insectívora a un régimen cada vez más omnívoro  : frutos, brotes jóvenes, nueces, insectos con una amplia variedad de tamaño. y consistencia, etc.). Esta visión tricromática (visión adicional rojo-verde) sería una ventaja selectiva que permitiría distinguir todo aquello que no tenga el mismo color que el del follaje maduro (frutos y brotes jóvenes de vegetación).

En primates haplorrhine ( monos y humanos ), el gen que codifica el pigmento visual que absorbe longitudes de onda medias da lugar a dos genes por duplicación . Esta mutación genética les hace ganar un color pero también una agudeza visual mucho mejor que los de otros mamíferos.

Los seres humanos tenemos las siguientes proteínas fotorreceptoras:

Notas y referencias

  1. (En) Palczewski K.-2000_ , Estructura cristalina de la rodopsina: receptor acoplado a proteínas AG  " , Science , vol.  289, n o  5480, agosto 2000, p.  739-745 ( DOI  10.1126 / science.289.5480.739 ).
  2. Findlay, “  La familia de proteínas de opsina  ”, Biochem. J. , vol.  238, 1986, p.  625-642.
  3. (en) Terakita A. , Las opsinas  " , Biología del genoma , vol.  5, n o  3, Marzo de 2005, p.  213.1-213.9 ( DOI  10.1186 / gb-2005-6-3-213 , leer en línea ).
  4. .
  5. S. Yokoyama, "  Evolución molecular de pigmentos visuales de vertebrados  ", Progreso en la investigación de la retina y los ojos , vol.  19, n o  4, 2000, p.  385-419.
  6. (en) Justin Marshall, Kentaro Arikawa, "  visión de color no convencional  " , Biología actual , vol.  24, n o  24,15 de diciembre de 2014, p.  1150-1154 ( DOI  10.1016 / j.cub.2014.10.025 ).
  7. (en) THE Newman, RA Robinson, "  Pigmentos visuales de cono de mamíferos acuáticos  " , Vis. Neurosci. , vol.  22, n o  6,6 de noviembre de 2005, p.  873-879 ( DOI  10.1017 / S0952523805226159 ).
  8. (en) Jacobs GH Neitz M., J. Neitz, "  Cambios en los genes del pigmento del cono S y la falta de visión del color en dos especies de primates nocturnos  " , Proc. R. Soc. Lond. B , vol.  263, n o  13711996, p.  705–710 ( DOI  10.1098 / rspb.1996.0105 ).
  9. Rowe, Michael H (2002). " Visión tricromática del color en primates ". Actualidad en Ciencias Fisiológicas. 17 (3), 93-98.
  10. (en) Yoav Gilad, Victor Wiebe, Molly Przeworski, Doron Lancet, Svante Pääbo , "La  pérdida de genes receptores olfativos coincidió con la adquisición de visión tricromática completa en primates  " , PLoS Biol , vol.  2,1996, p.  120-125 ( DOI  10.1371 / journal.pbio.0020005 ).
  11. La migración hacia adelante de las cuencas de los ojos también asegura una mejor visión binocular estereoscópica . Sin embargo, dentro de los primates existe una gran variabilidad en el grado de convergencia orbital y el tamaño del campo binocular, pero parece que esta convergencia y visión binocular corresponden a los ancestros de los primates. Estos últimos eran insectívoros con esta visión adaptada para discernir mejor el camuflaje de su presa habitando un ambiente nocturno. Según (en) Callum F. Ross, “  Influencias alométricas y funcionales en la orientación de la órbita de los primates y los orígenes de los antropoideos. J Hum Evol 29:  ” , Revista de Evolución Humana , vol.  29, n o  3,Septiembre de 1995, p.  201–227 ( DOI  10.1006 / jhev.1995.1057 ).
  12. Robert Boyd , Joan Silk, La aventura humana. De las moléculas a la cultura , De Boeck Supérieur,2003, p.  264.
  13. Sharpe y col. (2006). Ventajas y desventajas de la dicromacia humana. Journal of Vision , 6, 213-223. Obtenido de http://www.journalofvision.org/content/6/3/3.full.pdf+html
  14. (en) Kanwaljit S. Dulai, Miranda von Dornum, John D. y David Mollon Mr. Hunt, "  Duplicación en primates del Nuevo y del Viejo Mundo  " , Genome Res. , vol.  9,1999, p.  629-638 ( DOI  10.1101 / gr.9.7.629 ).

Ver también

Bibliografía

Artículos relacionados