- Биофизический механизм восприятия света

Биофизический механизм восприятия света. 

   Свет, сфокусированный диоптрической системой на сетчатке, возбуждает фоторецепторы. Палочки и колбочки расположены на дне сетчатки, которые прилегают к сосудистой оболочке глаза, они непосредственно контактируют с пегментнвм эпителием. Общее число рецепторов глаза : 1,25 * 10⁸ и 10⁶ колбочек. Палочки состоят из внутреннего и наружного сегмента, диаметр 2мкм, а длинна 50-60 мкм причем наружный сегмент равен 20-30 мкм.  Внутри наружного сегмента находиться до 100 органелли, диаметр которых почти совпадает с диаметром наружного сегмента, а толщина лишь 15-18 нм, поэтому эти органеллы – диски. Мембрана, образующая диски, называется фоторецепторной и обладает рядом существующих отличий по сравнению с мембранами клеток, хотя основу составляют липиды и белки. Однако. Основным белковым компонентом дисковых мембран является особый белок-родопсин, составляющий до 90% всех белков мембраны и более 40 липидов, образующих дисковую мембрану приходится на полиненасыщенные жирные кислоты, которые обеспечивают гидрофобному биомолекулярному каркасу дополнительную подвижность, 75% поверхности мембраны дисков приходиться на мембраны, а 25 % на родопсин.

В каждой мембране соединяется 10^-9 молекул родопсина, которые пронизывают мембраны диска, большей частью выступаю в цитоплазму клетки наружного сегмента. Меньшая часть молекулы находиться внутри диска. Дипольные моменты молекул родопсина расположены в плоскости мембраны диска, обеспечивающие максимальное поглощение света. Кроме того, молекулам родопсина свойственно быстрое вращение вокруг собственной оси перпендикулярной плоскости мембраны. Таким образом мембрана диска имеет жидкокристалическую природу. Под действием излучения мембраны диска быстро разрушаются, поэтому предусмотрен механизм постоянного обновления фосфолипидов. Под действием света происходит обесцвечивание родопсина и откружение фосфолипидоф, которое происходит несмотря на высокую концентрацию витамина Е в цитоплазме, который является антиоксидантом. За 9 – 12 суток происходит полное обновление наружного сегмента палочек. Первичный механизм возбуждения палочек светом, связан с превращением родопсина, расположенного в мембране диска. Радожин состоит из двух связанных между собой белков: ретиналя и опсина. Под действием света, молекула родопсина подвергается фотоизомеризации, что является единственной реакцией, которая связанная со светоощущением. В темноте родожин находится 1 – 1 цисформе и образует прочную связь между ретиналем и опсином. Под действием света ретиналь переходит в трансформу, разрывая связь с опсином, при этом родопсин распадается. Т.о. фотоизомеризация происходит внутри молекулы родопсина и не связана с другими реакциями. Единственным следствием реакции изомеризации является комформационная перестройка молекулы родопсина. В темноте трансформа ретиналя переходит в цисформу и молекула родопина образуется вновь.

Этот процесс – реизомеризация. Основным следствием фотоизомеризации является сдвиг потенциала, возникшего в фоторецепторе.