logo

Пользовательского поиска

Sunday 27th of May 2018

Открытие физиков кардинально изменяет традиционное понимание зрительного восприятия

Печать E-mail
Актуальные темы - Вглубь живой материи
Автор: Administrator   
26.06.2011 19:18

 

 

2

Поглощение фотона (синусоидальная волна) хромофором (оранжевый) приводит к возбужденному состоянию, при котором электронная плотность (e) смещается к лизину (К) N-конца родопсина, что вызывает поляризацию соседних остатков триптофана (Trp, или W) и тирозина (Tyr, или Y) и изменяет Н-связи. Возникающее в результате вращение этих поляризованных остатков и сдвиг Н-связей, как представляется, играют главную роль в инициировании активации родопсина. (Фото: обложка журнала Chemistry and Biology, cell.com/chemistry-biology)


Открытие группы ученых во главе с физиком из Сиракузского университета (Syracuse University, SU) проливает новый свет на то, как инициируется зрительный процесс. В течение почти 50 лет ученые считали, что световые сигналы не могут инициировать зрительное восприятие, если специальные молекулы световых рецепторов в клетках сетчатки сначала не изменили свою форму в ходе процесса, называемого изомеризацией. Однако группа исследователей из SU, включавшая ученых из Колумбийского университета (Columbia University), продемонстрировала, что зрительные сигналы могут быть инициированы в отсутствии изомеризации.


«Мы показали, что хромофорам (поглощающим свет веществам в фоторецепторах сетчатки) не нужно менять форму, чтобы вызвать зрительный сигнал», - говорит Кеннет Фостер (Kenneth Foster), профессор физики Колледжа Искусств и Наук SU. «Изменение формы, являющееся результатом изомеризации, на самом деле – второй этап этого процесса. Исторически сложилось так, что ученые сосредоточили свое внимание на изомеризации, не понимая, что существует более ранний и более важный этап».

Хромофоры поглощают свет после его попадания в глаз, вызывая чрезвычайно быструю серию сложных молекулярных изменений, позволяющих световым сигналам быть переданными, и проинтерпретированными, в мозг, в результате чего мы можем зрительно воспринимать окружающий нас мир. Зрительные хромофоры состоят из ретиналя (альдегида витамина А), который, связываясь с белком опсином, образует родопсин.

Группа Фостера установила, что зрительный процесс инициируется перераспределением электронов хромофора, которое происходит в течение первых фемтосекунд (одна квадриллионная доля секунды) после того, как свет попадает в глаз. Эксперименты показали, что поглощение хромофором фотона света вызывает перемещение электронов от его «свободного» конца к месту, где он связан с опсином. Движение электронов вызывает изменение электрического поля, окружающего хромофор. Это изменение улавливается высокочувствительными к электрическим явлениям аминокислотами. В свою очередь, аминокислоты дают сигнал остальной части молекулы родопсина инициировать зрительный процесс.

«Мы установили, что полное блокирование изомеризации хромофора не исключало зрительного восприятия на наших модельных организмах», - говорит Фостер. «Этот сигнал вызывается электронным взаимодействием, а не геометрическим изменением структуры хромофора, как предполагалось ранее. Мы считаем, что это универсальный механизм, активирующий родопсины всех организмов – от бактерий до млекопитающих».

Это открытие стало возможным благодаря новым технологиям и научной информации, недоступной 50 лет назад, когда ученые только начинали понимать, как мы видим, считает Фостер. «Пятьдесят лет назад ученые мало знали о структуре родопсина», - говорит ученый. «Достижения в технологиях позволили ученым определить структуру родопсина на уровне аминокислот, что дало нам возможность разработать чувствительные эксперименты для проверки нашей гипотезы».

Статья об исследовании опубликована в журнале Chemistry and Biology, а ее анонс помещен на обложке его номера от 24.06.2011 г.

Исследование финансировалось Национальным институтом здравоохранения (National Institutes of Health) США.

 

 

По материалам

Physicist's discovery alters conventional understanding of sight

 

3Аннотация к статье Evidence from Chlamydomonas on the Photoactivation of Rhodopsins without Isomerization of Their Chromophore

 

 

© «Открытие физиков кардинально изменяет традиционное понимание зрительного восприятия». Полная или частичная перепечатка материала разрешается при обязательной незакрытой от индексации, незапрещенной для следования робота активной гиперссылке на сайт LifeSciencesToday.

 

 

 

 

Related Articles:
 
OZON.ru

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday232
mod_vvisit_counterYesterday851
mod_vvisit_counterThis week232
mod_vvisit_counterLast week4585
mod_vvisit_counterThis month17307
mod_vvisit_counterLast month17905
mod_vvisit_counterAll days4000689

We have: 8 guests, 2 bots online
Your IP: 54.156.76.187
 , 
Today: Май 27, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.