University of Zagreb. Faculty of Science. Department of Chemistry.
Abstract
Vid je jedno od pet osjetila pomoću kojeg živi organizmi primaju informacije iz svoje okoline. Ljudima je vid najbitnije osjetilo jer pomoću njega primaju gotovo 80% ukupnih informacija iz okoline. Od apsorpcije fotona u mrežnici oka do stvaranja slike u vidnoj kori mozga, dolazi do niza (bio)kemijskih reakcija koje započinju brzom i efikasnom fotokemijskom reakcijom. Te reakcije odvijaju se u specijaliziranim senzornim neuronima: štapićima i čunjićima. Štapići su dovoljno osjetljivi da mogu detektirati i jedan jedini foton, ali ne mogu razlikovati boje, dok se čunjići aktiviraju pri jačem intenzitetu svjetlosti te omogućavaju raspoznavanje boja. Kromofor zadužen za apsorpciju fotona u vidljivom dijelu spektra elektromagnetskog zračenja je 11-cis-retinal. 11-cis-Retinal s apoproteinom opsinom tvori protoniranu Schiffovu bazu koja se naziva rodopsin i nalazi se u štapićima. U čunjićima je 11-cis-retinal vezan na drugačiji apoprotein, što uzrokuje promjenu valne duljine apsorpcijskog maksimuma, a to je ključno za raspoznavanje boja. Prva reakcija u procesu vida je fotoizomerizacija 11-cis-retinala u trans-retinal (stereoizomer koji ima sve dvostruke veze u trans konfiguraciji). Promjena konfiguracije 11-cis-retinala uzrokuje značajnu promjenu geometrije cijele molekule rodopsina. Rodopsin pripada skupini receptora spregnutih s G-proteinom te fotoizomerizacijom započinje enzimska kaskada. Aktivni rodopsin aktivira G-protein transducin, koji u aktivnom obliku pojačava aktivnost cGMP-fosfodiesteraze, što dovodi do smanjenja koncentracije cGMP-a u stanici. Smanjena koncentracija cGMP-a uzrokuje zatvaranje ionskih kanala za ione Na+ i Ca2+, dolazi do hiperpolarizacije membrane i otpuštanja neurotransmitera u sinaptičkom dijelu senzornih neurona te prijenosa živčanog signala. Stanica ima niz načina pomoću kojih kontrolira trajanje prijenosa vizualnog signala i stanje u stanici kad signala više nema. Budući da u prvoj reakciji fotoizomerizacije nastaje trans-retinal, potrebno ga je nakon prijenosa signala ponovno prevesti u 11-cis-retinal i vezati na opsin, kako bi se dobio funkcionalni rodopsin spreman za novi krug detekcije vizualnog signala. Ta regeneracija 11-cis-retinala događa se u retinoidnom ciklusu nakon detekcije i prijenosa vizualnog signala. Nakon retinoidnog ciklusa stanica je spremna za detekciju novog vizualnog signala
