Opsin

De opsina constituie o familie de proteine capabile să reacționeze la energia luminii prin asocierea sa cu un cromofor special: retinian sau un derivat al acestuia, formând astfel o molecula hibrid numit rodopsina . Aceste proteine ​​sunt prezente în toate viețuitoarele și sunt implicate în marea majoritate a proceselor de fotosensibilitate .

Sunt cunoscute două categorii de opsini:

Structura și funcția opsinului

Opsina este o proteină membranară cu 7 spirale transmembranare. Este legat de o apoproteină derivată din vitamina A , cromoforul, care poate fi 11-cis-retinal sau 11-cis-3,4-dehidroretinal. La opsina bovină, această legare are loc prin lizina 296, situată în ultima helix transmembranar.

Opsina modifică lungimea de undă de absorbție a cromoforului cu care este asociat. În plus, odată ce opsina este activată prin absorbția unui foton de către cromofor, este capabilă să activeze un al doilea mesager (adesea o proteină G ) și să declanșeze un răspuns celular. Prin urmare, opsina conferă celulei sensibilitate la lumină .

Animal Opsins

Șapte subfamilii majore de opsine pot fi distinse la animale, care s-au diferențiat înainte de separarea dintre protostomieni și deuterostomieni .

└─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

Opsins de vertebrate

Subfamilia de opsine vizuale și non-vizuale ale vertebratelor s-a diferențiat în 6 categorii destul de distincte, după individualizarea filumului vertebratelor și înainte de separare în ordine distinctă.

└─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

Peștii prezintă o adaptare a vederii lor a culorilor cu mediul lor luminos, de la tetracromatism pentru speciile care trăiesc în apă puțin adâncă până la pierderea vederii culorilor pentru speciile din adâncuri. Păsările, reptilele și terpsidele („reptilele mamiferelor”) se bucură în cea mai mare parte de viziunea probabil tetracromatică (culoarea suplimentară fiind adesea cea a ultravioletului care este utilizată pentru diferite roluri, cum ar fi selecția sexuală , comunicare sau recunoaștere), în timp ce viziunea devine în general dicromatică cu pierderea opsin la mamifere acvatice și mamifere nocturne. Majoritatea mamiferelor moderne (bovide, ecvine, canini, felide ( maimuțele lumii noi )) sunt considerate astăzi dicromate, adică doar cu două tipuri de conuri , în timp ce tetracromate .


La primate , pierderea mai multor gene ale receptorilor olfactivi asociați cu opsina coincide cu achiziționarea genelor fotoreceptoare implicate în viziunea tricromatică. La aceste animale, tendința evolutivă către dispariția botului și regresia prognatismului facial este legată de reducerea aparatului olfactiv în beneficiul sistemului tactil și vizual (adaptarea la viața arboreală diurnă datorită mâinilor și picioarelor prensile, dezvoltarea zonelor vizuale care asigură stereoscopie binoculară și o mai bună coordonare în întunericul pădurii), și o Tricromatie legată de evoluția unei diete exclusiv insectivore la un regim din ce în ce mai omnivor  : fructe, lăstari tineri, nuci, insecte cu o mare varietate de dimensiuni și consistență etc.). Această viziune tricromatică (viziune roșu-verde suplimentară) ar reprezenta un avantaj selectiv, făcând posibilă distincția oricărui lucru care nu are aceeași culoare cu cea a frunzelor mature (fructe și lăstari tineri de vegetație).

La primatele haplorine ( maimuțe și oameni ), gena care codifică pigmentul vizual care absoarbe lungimi de undă medii dă naștere la două gene prin duplicare . Această mutație genetică îi face să câștige o culoare, dar și o acuitate vizuală mult mai bună decât cele ale altor mamifere.

Oamenii au următoarele proteine ​​fotoreceptoare:

Note și referințe

  1. (în) Palczewski K.-2000_ , Structura cristalină a rodopsinei: receptorul cuplat cu proteine ​​AG  " , Știință , vol.  289, nr .  5480, august 2000, p.  739-745 ( DOI  10.1126 / science.289.5480.739 ).
  2. Findlay, „  Familia de proteine ​​opsin  ”, Biochem. J. , voi.  238, 1986, p.  625-642.
  3. (în) Terakita A. , The opsins  " , Genome biology , vol.  5, n o  3, Martie 2005, p.  213.1-213.9 ( DOI  10.1186 / gb-2005-6-3-213 , citiți online ).
  4. .
  5. S. Yokoyama, „  Evoluția moleculară a pigmenților vizuali de vertebrate  ”, Progres în cercetarea retinei și a ochilor , vol.  19, nr .  4, 2000, p.  385-419.
  6. (în) Justin Marshall, Kentaro Arikawa, „  color vision Unconventional  ” , Current Biology , Vol.  24, n o  24,15 decembrie 2014, p.  1150-1154 ( DOI  10.1016 / j.cub.2014.10.025 ).
  7. (în) THE Newman, RA Robinson, "  Con pigmenti vizuali ai mamiferelor acvatice  " , Vis. Neuroști. , vol.  22, nr .  6,6 noiembrie 2005, p.  873-879 ( DOI  10.1017 / S0952523805226159 ).
  8. (în) Jacobs GH Neitz M., J. Neitz, "  Modificări ale genelor pigmentului conului S și lipsa viziunii culorilor la două specii de primate nocturne  " , Proc. R. Soc. Lond. B , vol.  263, nr .  13711996, p.  705–710 ( DOI  10.1098 / rspb.1996.0105 ).
  9. Rowe, Michael H (2002). „ Viziunea culorilor tricromatice la primate ”. Știri în științe fiziologice. 17 (3), 93-98.
  10. (în) Yoav Gilad, Victor Wiebe, Molly Przeworski, Doron Lancet, Svante Pääbo , „  Pierderea genelor receptorului olfactiv a coincis cu achiziționarea viziunii trichromatice complete în primate  ” , PLoS Biol , vol.  2,1996, p.  120-125 ( DOI  10.1371 / journal.pbio.0020005 ).
  11. Migrația înainte a orificiilor oculare asigură, de asemenea, o viziune binoculară stereoscopică mai bună . Cu toate acestea, în cadrul primatelor există o mare variabilitate a gradului de convergență orbitală și a dimensiunii câmpului binocular, dar se pare că această convergență și viziune binoculară corespund strămoșilor primatelor. Aceștia din urmă erau insectivori cu această viziune adaptată pentru a discerne mai bine camuflajul prăzii lor care locuiesc într-un mediu nocturn. Conform (en) Callum F. Ross, „  Influențe alometrice și funcționale asupra orientării orbitei primatelor și a originilor antropoidelor. J Hum Evol 29:  ” , Journal of Human Evolution , vol.  29, n o  3,Septembrie 1995, p.  201–227 ( DOI  10.1006 / jhev.1995.1057 ).
  12. Robert Boyd , Joan Silk, The Human Adventure. De la molecule la cultură , De Boeck Supérieur,2003, p.  264.
  13. Sharpe și colab. (2006). Avantajele și dezavantajele dicromatului uman. Journal of Vision , 6, 213-223. Adus de pe http://www.journalofvision.org/content/6/3/3.full.pdf+html
  14. (în) Kanwaljit S. Dulai, Miranda von Dornum, John D. și David Mollon Mr. Hunt, „  Duplicating in New World and Old World primates  ” , Genome Res. , vol.  9,1999, p.  629-638 ( DOI  10.1101 / gr.9.7.629 ).

Vezi și tu

Bibliografie

Articole similare