Das Opsin stellt eine Familie von Proteinen dar, die in der Lage sind, durch ihre Assoziation mit einem bestimmten Chromophor auf Lichtenergie zu reagieren : der Netzhaut oder einem Derivat davon, wodurch ein Hybridmolekül namens Rhodopsin gebildet wird . Diese Proteine sind in allen Lebewesen vorhanden und an der überwiegenden Mehrheit der Lichtempfindlichkeitsprozesse beteiligt .
Zwei Kategorien von Opsinen sind bekannt:
Opsin ist ein Membranprotein mit 7 Transmembranhelices. Es ist mit einem von Vitamin A abgeleiteten Apoprotein , dem Chromophor, verbunden, das entweder 11-cis-retinal oder 11-cis-3,4-dehydroretinal sein kann. In Rinder-Opsin erfolgt diese Bindung über Lysin 296, das sich in der letzten Transmembran-Helix befindet.
Opsin ändert sich die Absorptionswellenlänge des Chromophors mit dem es verbunden ist. Sobald Opsin durch Absorption eines Photons durch das Chromophor aktiviert ist, kann es außerdem einen zweiten Botenstoff (häufig ein G-Protein ) aktivieren und eine zelluläre Reaktion auslösen. Die Opsin gibt daher die Zellempfindlichkeit Licht .
Bei Tieren können sieben Hauptunterfamilien von Opsinen unterschieden werden, die vor der Trennung zwischen Protostomianern und Deuterostomianern unterschieden wurden .
└─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 PhotoisomérasesDie Unterfamilie der visuellen und nicht visuellen Opsine von Wirbeltieren unterschied sich nach Individualisierung des Phylums der Wirbeltiere und vor der Trennung in unterschiedliche Reihenfolge in 6 ganz unterschiedliche Kategorien.
└─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 RH1Fische zeigen eine Anpassung ihres Farbsehens an ihre Lichtumgebung, vom Tetrachromatismus bei Arten, die in seichtem Wasser leben, bis zum Verlust des Farbsehens für Arten in den Tiefen. Vögel, Reptilien und Therapsiden ("Säugetierreptilien") genießen meistens ein wahrscheinlich tetrachromatisches Sehen (die zusätzliche Farbe ist häufig die von Ultraviolett, die für verschiedene Rollen wie sexuelle Selektion , Kommunikation oder Erkennung verwendet wird), während das Sehen im Allgemeinen mit dem Verlust von dichromatisch wird Opsin bei aquatischen Säugetieren und nachtaktiven Säugetieren. Die meisten heutigen Säugetiere (Rinder, Pferde, Eckzähne, Feliden ( Affen der neuen Welt )) gelten heute als Dichromat, dh mit nur zwei Arten von Zapfen , während Tetrachromaten .
Bei Primaten fällt der Verlust mehrerer Gene von Rezeptoren, die mit Opsin olfaktorisch assoziiert sind, mit dem Erwerb von Photorezeptorgenen zusammen, die am trichromatischen Sehen beteiligt sind. Bei diesen Tieren die evolutionäre Tendenz zum Verschwinden der Schnauze und die Regression von Gesicht prognathism zum Nutzen der taktilen zur Reduzierung der Geruchsorgane verbunden und visuelles System (Anpassung an den täglichen arboreal Leben dank prehensile Hände und Füße, Entwicklung von Sehbereichen, die eine binokulare stereoskopische und bessere Koordination in der Dunkelheit des Waldes ermöglichen, und eine Trichromie, die mit der Entwicklung einer Ernährung verbunden ist, die ausschließlich insektenfressend für ein zunehmend alles fressendes Regime ist : Früchte, junge Triebe, Nüsse, Insekten mit einer Vielzahl von Größen und Konsistenz usw.). Dieses trichromatische Sehen (zusätzliches rot-grünes Sehen) wäre ein selektiver Vorteil , der es ermöglicht, alles zu unterscheiden, was nicht die gleiche Farbe wie das reife Laub hat (Früchte und junge Triebe der Vegetation).
Bei Haplorrhin- Primaten ( Affen und Menschen ) führt das Gen, das für das visuelle Pigment kodiert, das mittlere Wellenlängen absorbiert, durch Duplikation zu zwei Genen. Durch diese genetische Mutation erhalten sie eine Farbe, aber auch eine bessere Sehschärfe als andere Säugetiere.
Menschen haben die folgenden Photorezeptorproteine: