Proteína fotorreceptora - Photoreceptor protein
Las proteínas fotorreceptoras son proteínas sensibles a la luz que participan en la detección y respuesta a la luz en una variedad de organismos. Algunos ejemplos son la rodopsina en las células fotorreceptoras de la retina de los vertebrados , el fitocromo en las plantas y la bacteriorrodopsina y los bacteriofitocromos en algunas bacterias . Intervienen en respuestas a la luz tan variadas como la percepción visual , el fototropismo y la fototaxis , así como las respuestas a los ciclos de luz y oscuridad como el ritmo circadiano y otros fotoperiodismos, incluido el control de los tiempos de floración en las plantas y las estaciones de apareamiento en los animales.
Estructura
Las proteínas fotorreceptoras consisten típicamente en una proteína unida a un fotopigmento no proteico que reacciona a la luz mediante fotoisomerización o fotorreducción , iniciando así un cambio de la proteína receptora que desencadena una cascada de transducción de señales . Los pigmentos que se encuentran en los fotorreceptores incluyen retinal ( proteínas de retinilideno , por ejemplo, rodopsina en animales), flavina ( flavoproteínas , por ejemplo, criptocromo en plantas y animales) y bilina ( biliproteínas , por ejemplo, fitocromo en plantas). La proteína vegetal UVR8 es excepcional entre los fotorreceptores porque no contiene fotopigmento externo. En cambio, UVR8 absorbe la luz a través de residuos de triptófano dentro de su secuencia de codificación de proteínas .
Fotorreceptores en animales
(Ver también: célula fotorreceptora )
- Melanopsina : en la retina de vertebrados, media el reflejo pupilar, involucrado en la regulación de los ritmos circadianos.
- Fotopsina : recepción de varios colores de luz en las células cónicas de la retina de vertebrados.
- Rodopsina : recepción de luz verde-azul en los bastoncillos de la retina de vertebrados
- Proteína quinasa C : media la desactivación de fotorreceptores y la degeneración de la retina
- OPN5 : sensible a la luz ultravioleta
Fotorreceptores en plantas
- UVR8 : recepción de luz UV-B
- Criptocromo : recepción de luz azul y UV-A
- Fototropina : percepción de luz azul y UV-A (para mediar el fototropismo y el movimiento del cloroplasto)
- Zeitlupe : arrastre de luz azul del reloj circadiano
- Fitocromo : recepción de luz roja y roja lejana
Todos los fotorreceptores enumerados anteriormente permiten que las plantas detecten la luz con longitudes de onda que van desde 280 nm (UV-B) a 750 nm (luz roja lejana). Las plantas utilizan la luz de diferentes longitudes de onda como señales ambientales tanto para alterar su posición como para desencadenar importantes transiciones de desarrollo. La longitud de onda más prominente responsable de los mecanismos de las plantas es la luz azul, que puede desencadenar el alargamiento celular, la orientación de las plantas y la floración. Uno de los procesos más importantes regulados por fotorreceptores se conoce como fotomorfogénesis . Cuando una semilla germina bajo tierra en ausencia de luz, su tallo se alarga rápidamente hacia arriba. Cuando atraviesa la superficie del suelo, los fotorreceptores perciben la luz. Los fotorreceptores activados provocan un cambio en el programa de desarrollo; la planta comienza a producir clorofila y pasa a un crecimiento fotosintético.
Fotorreceptores en flagelados fototácticos
(Ver también: Aparato de manchas oculares )
- Canalrodopsina : en algas unicelulares, media la fototaxis
- Clamiopsina y volvoxopsina
- Flavoproteínas
Fotorreceptores en arqueas y bacterias
Fotorrecepción y transducción de señales
Respuestas a la fotorrecepción
- Percepción visual
- Fototropismo
- Fototaxis
- Ritmo circadiano (reloj corporal)
- Fotoperiodismo