5 obserwujących
56 notek
14k odsłon
  740   0

Fototransdukcja - czy istnieje darwinowski przepis na ewolucję oka?



image

5.Gdyby opisane wyżej reakcje były jedynymi zachodzącymi w komórce, to zasoby 11-cis-retinalu, cGMP i jonów sodu szybko by się wyczerpały. Coś (jakieś procesy) musi wyłączać białka, które były włączone i przywracać komórce jej stan pierwotny. Uczestniczy w tym kilka mechanizmów biochemicznych. Po pierwsze: w ciemnościach kanał jonowy oprócz jonów sodu wpuszcza jeszcze do komórki także jony wapnia. Są one wypompowywane z powrotem przez inne białko tak, żeby utrzymywała się stała koncentracja wapnia. Gdy opada poziom cGMP , za przyczyną zamknięcia kanału jonowego, obniża się również koncentracja jonów wapnia. Enzym fosfodiestraza, który niszczy GMP powodując spadek jego stężenia w komórce, spowalnia swoje działanie przy mniejszej koncentracji wapnia

6.Po drugie: gdy zaczyna się obniżać poziom wapnia, białko zwane cyklazą guanylową rozpoczyna ponowną syntezę cGMP.

7.Po trzecie: w trakcie tego procesu metarodopsyna II zostaje zmodyfikowana przez enzym zwany kinazą rodopsynową . Zmodyfikowana rodopsyna wiąże się wówczas z białkiem zwanym jako arestyna, które nie dopuszcza do aktywacji przez rodopsynę większej ilości transducyny

8.W komórce więc zachodzą reakcje zapobiegające wzmocnieniu sygnału wywołanego przez pojedynczy foton.

9.Trnas-retinal zostaje ostatecznie uwolniony z rodopsyny i musi ponownie być przemieniony w w 11-cis-retinal, następnie zostaje związany przez rodopsynę, wracając do punktu wyjściowego kolejnego cyklu procesu widzenia .

10.Aby to osiągnąć trans-retinal jest najpierw chemicznie przekształcany przez enzym w trans-retinol -formę posiadającą dwa dodatkowe atomy wodoru.

11.Drugi enzym następnie przekształca tą molekułę w 11-c-s-retinol.

12.W końcu trzeci enzym usuwa wcześniej dodane dwa atomy wodoru, tworząc 11-sic-retinal. Cykl się zamyka.




Rodopsyna jest białkiem fotoreceptorowym zlokalizowanym w komórkach pręcikowych siatkówki oka. Receptor ten bierze udział w kaskadach sygnalizacyjnych umożliwiających przekształcenie sygnału świetlnego w impuls nerwowy :

https://bioexploratorium.pl/wiki/Rodopsyna

image

Zawiłości rozwoju oka na poziomie genów. Czy geny odpowiedzialne za morfogenezę oka mogły wyewoluować stopniowo, po kolei za każdym razem je ulepszając jak w symulacji komputerowej Nilssona i Pelgera, a rzekome ewolucyjne prekursory oka zachowywać funkcję na każdym etapie ewolucji - dając przewagę selekcyjną?


Według scenariusza neodarwinowskiego ewolucji oka, komórki światłoczułe (u ssaków czopki i pręciki) wyewoluowały jako pierwsze. Jeżeli jednak założymy, że poszczególne etapy morfogenezy oka w jakiś sposób odzwierciedlają ewolucyjne powstawanie tego organu, to zauważymy, że mimo iż komórki światłoczułe rzeczywiście wykształcają się na początku rozwoju oka, to jednak niemal równocześnie z soczewką.

Upraszczanie do granic prostactwa!

Darwinowski scenariusz na podstawie symulacji ewolucji oka  na poziomie tkanek przeprowadzonej przez Nilssona i Pelgera:

image

Poszczególne etapy rozwoju oka podczas morfogenezy tego organu:

image

http://www.pum.edu.pl/__data/assets/file/0008/57995/WLA-I-ROK-Zmysly-2013.pdf (strony 26, 27 i 28).

1) Zagłębienia w cewie nerwowej (przyszłe przodomózgowie) – rowki wzrokowe

2) Pęcherzyki wzrokowe (po zamknięciu cewy nerwowej) na zewnętrznej powierzchni
zawiązka CUN

3) Koniec 4 tygodnia – światło pęcherzyka szerokie i łączy się ze światłem przedmózgowia

4) Początek 5 tygodnia – odcinek dystalny pęcherzyka wpukla się – kubek wzrokowy o podwójnej ścianie

5) Intensywne różnicowanie obu ścian. W-wa zewnętrzna cieńsza , w 6 tygodniu – melanina (warstwa barwnikowa siatkówki). W-wa wewnętrzna grubieje – wzrokowa część siatkówki (blaszka nerwowa).

6) Różnicowanie w polu środkowym ku obwodowi.

– Spongioblasy-komórki tkanki glejowej

– Neuroblasty – komórki nerwowe siatkówki
Najpóźniej ok. 7 m-ca życia ostatecznemu różnicowaniu ulegają komórki pręcikonośne
i czopkonośne.

image

Soczewka

1) Wraz z kubkiem wzrokowym – zawiązek soczewki.

2) 4/5 tydzień rozwoju – ektoderma pokrywowa – płytka soczewki, zagłębiając się do
światła kubka – pęcherzyk soczewki.

3) 5 tydzień – pęcherzyk soczewki zamyka się i oddziela się od ektodermy.

4) Koniec 6 tygodnia – komórki tylnego bieguna – włókna soczewki, wypełniają wnętrze
pęcherzyka soczewki.

5) Komórki bieguna przedniego – w-wa komórek sześciennych.

6) Komórki okolicy równikowej – zachowana zdolność do podziału (warstwa rozrodcza) – wzrost przez apozycję.

7) Brak własnych naczyń, odżywiana przez naczynia otaczające.

Ciało szkliste

8)Komórki zrębu siatkówki wysyłają cienkie wypustki.

9) Włókienka + galaretowata wydzielina komórek siatkówki – ciałko szkliste

10) Tętnica centralna siatkówki – tętnice ciała szklistego.


Jak więc widzimy prekursorowa soczewka, podczas morfogenezy oka, zaczyna się formować niemal równocześnie z siatkówką, to znaczy z receptorami światłoczułymi. Następnie siatkówka, a za nią soczewka, wpukla się do zagłębienia (oczodołu) w ciele. Soczewka jest wówczas niefunkcjonalna, występuje w postaci pęcherzyka i zaczyna się dopiero rozwijać do formy funkcjonalnej, kiedy siatkówka ‚zagnieździ’ się już na dnie oka.

Lubię to! Skomentuj30 Napisz notkę Zgłoś nadużycie

Więcej na ten temat

Komentarze

Inne tematy w dziale Technologie