Зрительный пигмент

Зрительный пигмент — это структурно-функциональная единица светочувствительной мембраны фоторецепторов сетчатки глаза (палочек и колбочек). Молекула зрительного пигмента состоит из двух ключевых компонентов:

Хромофора, который поглощает свет. В его роли выступает альдегид витамина A₁ (ретиналь) или A₃ (дегидроретиналь).
Опсина — комплекса белка и фосфолипидов, который определяет спектральные свойства пигмента.

Различные комбинации опсинов (палочковых или колбочковых) и ретиналей образуют разные зрительные пигменты, которые отличаются по спектру поглощения света. Наиболее изученные из них:

Родопсин — основной палочковый зрительный пигмент, отвечающий за сумеречное зрение.
Йодопсин — общее название для колбочковых пигментов, обеспечивающих цветовое зрение. У человека, например, существует три типа йодопсинов с максимумами поглощения в синей (около 420 нм), зелёной (около 530 нм) и жёлто-красной (около 560 нм) областях спектра.
Порфиропсин — палочковый пигмент с максимумом поглощения около 522 нм, встречающийся у некоторых животных.

Различия в спектрах поглощения пигментов у разных видов носят адаптивный характер и связаны со структурными особенностями их опсинов. Например:

У глубоководных рыб максимум поглощения родопсина часто сдвинут в синюю часть спектра (470 — 480 нм), так как именно этот свет лучше всего проникает на большие глубины.
У многих дневных птиц и рептилий в колбочках присутствуют цветные масляные капли, которые действуют как фильтры, дополнительно tuning тонкую настройку спектральной чувствительности.

Современный контекст

Современные исследования значительно расширили понимание зрительных пигментов. Установлено, что у разных групп животных (например, у некоторых птиц, рептилий и рыб) может быть не три, а четыре или даже пять типов колбочковых опсинов, что обеспечивает тетрахроматическое или пентахроматическое зрение — способность различать больше цветовых оттенков, чем человек. Кроме того, открыты зрительные пигменты, чувствительные к ультрафиолетовому свету (например, у многих насекомых, птиц и некоторых млекопитающих, включая грызунов). Механизм фототрансдукции — каскад биохимических реакций, запускаемый при поглощении света хромофором, — изучен на молекулярном уровне и служит классической моделью для понимания работы G-белковых рецепторов в целом.