Fotoreceptorový protein - Photoreceptor protein
Fotoreceptorové proteiny jsou citlivé na světlo bílkoviny podílí se na snímání a reakci na světlo u různých organismů. Některé příklady jsou rhodopsin v fotoreceptorové buňky obratlovců sítnice, fytochrom v rostlinách a bakteriorhodopsin a v některých bakteriofytochromy bakterie. Zprostředkovávají světelné reakce tak rozmanité jako Vizuální vnímání, fototropismus a fototaxe, stejně jako reakce na cykly světlo-tma, jako je cirkadiánní rytmus a další fotoperiodismy včetně kontroly doby kvetení rostlin a období páření u zvířat.
Struktura
Fotoreceptorové proteiny obvykle sestávají z a protein skupina a neproteinová fotopigment který reaguje na světlo prostřednictvím fotoizomerizace nebo fotoredukce, čímž iniciuje změnu receptorového proteinu, která spouští a signální transdukce kaskáda. Mezi pigmenty nacházející se ve fotoreceptorech patří sítnice (retinylidenové proteiny, například rhodopsin u zvířat), flavin (flavoproteiny, například kryptochrom u rostlin a živočichů) a bilin (biliproteiny, například fytochrom v rostlinách).
Fotoreceptory u zvířat
(Viz také: Fotoreceptorová buňka )
- Melanopsin: u sítnice obratlovců, zprostředkovává pupilární reflex, podílí se na regulaci cirkadiánních rytmů
- Fotopsin: příjem různých barev světla v kuželové buňky sítnice obratlovců
- Rhodopsin: příjem zeleného a modrého světla v tyčové buňky sítnice obratlovců
- Protein kináza C.: zprostředkovává deaktivaci fotoreceptorů a degeneraci sítnice[1]
- OPN5: citlivý na UV světlo[2]
Fotoreceptory v rostlinách
- UVR8: Příjem UV-B světla
- Kryptochrom: příjem modrého a UV-A světla
- Fototropin: vnímání modrého a UV-A světla (pro zprostředkování fototropismu a pohybu chloroplastů)
- Zeitlupe: unášení modrého světla z cirkadiánní hodiny
- Fytochrom: příjem červeného a daleko červeného světla
Všechny výše uvedené fotoreceptory umožňují rostlinám snímat světlo s vlnovými délkami v rozmezí od 280nm (UV-B) až 750 nm (daleko červené světlo). Rostliny mohou používat světlo s různými vlnovými délkami, protože jejich prostředí je podnětem k zahájení důležitých vývojových přechodů.[3]
V semenech rostlin je fotoreceptorový fytochrom zodpovědný za proces nazývaný fotomorfogeneze. K tomu dochází, když je semeno původně umístěné v prostředí úplné temnoty vystaveno světlu. Krátké vystavení elektromagnetickému záření, zejména tomu, jehož vlnová délka je v červeném a daleko červeném světle, má za následek aktivaci fotoreceptorového fytochromu v semeni. To zase vysílá signál cestou signální transdukce do jádra a spouští stovky genů odpovědných za růst a vývoj.[4]
Fotoreceptory ve fototaktických bičících
(Viz také: Přístroj na výrobu očních víček )
- Channelrhodopsin: v jednobuněčných řasách zprostředkovává fototaxi
- Chlamyopsin a volvoxopsin
- Flavoproteiny
Fotoreceptory v archaeách a bakteriích
Fotorecepce a přenos signálu
Odpovědi na fotorecepci
- Vizuální vnímání
- Fototropismus
- Fototaxe
- Cirkadiánní rytmus (biologické hodiny)
- Fotoperiodismus
Viz také
Reference
- ^ Smith, Dean P .; Ranganathan, Rama; Hardy, Robert W .; Marx, Julia; Tsuchida, Tammy; Zuker, Charles S. (1991). "Deaktivace fotoreceptorů a degenerace sítnice zprostředkovaná fotoreceptorově specifickou proteinovou kinázou C". Věda. 254 (5037): 1478–1484. Bibcode:1991Sci ... 254.1478S. doi:10.1126 / science.1962207. JSTOR 2879432. PMID 1962207. ProQuest 213560980.
- ^ Kojima, Daisuke; Mori, Suguru; Torii, Masaki; Wada, Akimori; Morishita, Rika; Fukada, Yoshitaka (17. října 2011). "UV citlivý fotoreceptorový protein OPN5 u lidí a myší". PLOS ONE. 6 (10): e26388. Bibcode:2011PLoSO ... 626388K. doi:10.1371 / journal.pone.0026388. PMC 3197025. PMID 22043319.
- ^ Galvão, Vinicius Costa; Fankhauser, Christian (říjen 2015). „Snímání světelného prostředí v rostlinách: fotoreceptory a rané kroky signalizace“. Aktuální názor v neurobiologii. 34: 46–53. doi:10.1016 / j.conb.2015.01.013. PMID 25638281. S2CID 12390801.
- ^ Briggs, Winslow R .; Olney, Margaret A. (1. ledna 2001). "Fotoreceptory v rostlinné fotomorfogenezi k dnešnímu dni. Pět fytochromů, dva kryptochromy, jeden fototropin a jeden superchrom". Fyziologie rostlin. 125 (1): 85–88. doi:10.1104 / pp.125.1.85. PMC 1539332. PMID 11154303.