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Dependiendo del contexto, el término fotorreceptor puede referirse a:

una neurona sensorial sensible a la luz que se encuentra en la capa posterior de la retina (esto se denomina célula fotorreceptora o neurona fotorreceptora );
la molécula que convierte la energía de la luz en una señal bioquímica dentro de la célula fotorreceptora;
una proteína que es fotorreceptora o activada por ciertas longitudes de onda de luz, incluso en bacterias, hongos y plantas; estos últimos tienen varios tipos diferentes de fotorreceptores ^{[ 1 ]} , incluidos los criptocromos .

Los criptocromos (que se encuentran en muchos animales y plantas) solo se activan con la luz azul o azul verdosa del espectro visible ^{[ 2 ]}^,^{[ 3 ]} , pero también son sensibles a un campo magnético o electromagnético .
Las observaciones realizadas en una planta modelo ( Arabidopsis thaliana ) sugieren que en las plantas los criptocromos actúan sinérgicamente con los fitocromos ^{[ 4 ]}^,^{[ 5 ]} .

Artículo principal: Criptocromo .

generales

En mamíferos y humanos

Estructura de conos y bastones.

Gracias a su capacidad de adaptación, las células fotorreceptoras pueden responder a intensidades de luz muy bajas que llegan al ojo ( en condiciones experimentales específicas, un solo fotón puede ser suficiente para estimularlas). Existen en dos formas:

los conos (5-10% de los fotorreceptores), con respuestas rápidas y sensibles según su tipo, en diferentes rangos de longitud de onda de la luz, por lo tanto permiten ver los colores, pero también tener una visión clara (gran agudeza visual). Pueden ser estimulados con un mínimo experimental de 100 fotones . Están compuestos principalmente por un pigmento fotosensible, la yodopsina , que está presente en tres tipos, caracterizando la longitud de onda de la luz que cada pigmento puede captar:
- los conos azules que contienen principalmente yodopsina “S” (400 nm a 500 nm con un pico a 470 nm );
- los conos verdes que contienen principalmente yodopsina “M” (450 nm a 650 nm con un pico a 530 nm );
- los conos rojos contienen principalmente yodopsina “L” (450 nm a 700 nm con un pico a 600 nm ).
Los bastones , más lentos y de mayor tamaño, de los que solo hay un tipo (pero que tiene más pigmentos fotorreceptores que el cono), permiten la visión nocturna pero no la visión en color . También permiten la visión periférica .

Propiedades funcionales de la neurona fotorreceptora en mamíferos

La respuesta analógica de los fotorreceptores a la potencia de la luz sigue aproximadamente una ley logarítmica , de modo que la comparación de diferentes respuestas mide las relaciones de potencia de la luz.

Transmiten esta actividad a través de sus sinapsis con células bipolares y horizontales, de modo que las actividades de estas células en la superficie de la retina forman una imagen de contrastes de luz. Esta señal luego se propaga hacia adelante desde las células bipolares a las células ganglionares . Las células horizontales y amacrinas juegan entonces un papel importante al propagar simultáneamente la señal lateralmente en la retina .

Entre las cianofíceas

Las cianofíceas son bacterias con capacidad fotosintética . Tienen los llamados fotorreceptores de cianobacteriocromo (CBCR). Estos últimos utilizan la fotoisomerización inducida por la luz de los cromóforos de bilina unidos para regular cierta expresión génica, el movimiento direccional y la comunicación célula-célula en las cianobacterias ^{[ 6 ]} .

Dentro de la superfamilia de fitocromos que reaccionan a un rango espectral muy amplio; desde el UV cercano hasta el rojo lejano (330 a 760 nm), los CBCR son sensores fotoconmutables ; reaccionan a la radiación lineal por un mecanismo basado en tetrapirrol ( bilina ) ^{[ 6 ]} . Algunos CBCR utilizan precursores cromóforos 181.182-dihidrobiliverdina o biliverdina en su mecanismo de detección de rojo lejano. Estos CBCR se denominan frCBCR . Casi todos los CBCR conocidos se unen a la ficocianobilina ( PCB), una ficobilina presente en todas las cianobacterias, pero lala ficobilina es mucho más rara en los fotótrofos eucariotas ^{[ 6 ]} . La estructura que explica la absorción del rojo lejano se estudió a partir de "JSC1_58120g3", un receptor frCBCR conocido en la cianobacteria termófila Leptolyngbya sp. JSC-1 ^{[ 6 ]} .

Estos CBCR son de interés para los sectores biomédico , optogenético , de imágenes de tejidos profundos y biotecnológico porque son activados por longitudes de onda "rojas lejanas": la parte del espectro de luz que se sumerge mejor y más profundamente en la carne humana y en la de otros mamíferos ^[⁶^] . Por lo tanto, los CBR podrían ser una fuente emergente de reactivos (de pequeño tamaño molecular), potencialmente interesantes para la biología sintética y otros usos ^[⁶^] .

Notas y referencias

↑ Uenaka, H., M. Wada y A. Kadota (2005) Cuatro fotorreceptores distintos contribuyen a la formación de ramas laterales inducidas por la luz en el musgo Physcomitrella patens. Planta 222, 623–631
↑ Henri Brugere , " Magnetorecepción, un nuevo capítulo en fisiología sensorial ", Boletín de la Academia Francesa de Veterinaria , n.° ¹ ,2009, pág. 117 ( ISSN 0001-4192 , DOI 10.4267/2042/47984 , leído en línea , consultado29 de octubre de 2020)
↑ « Scopus preview - Scopus - Welcome to Scopus » , en scopus.com (consulté le29 de octubre de 2020)
↑ Takeshi Usami , Nobuyoshi Mochizuki , Maki Kondo y Mikio Nishimura , « Criptocromos y fitocromos regulan sinérgicamente el enverdecimiento de la raíz de Arabidopsis bajo la luz azul », Plant and Cell Physiology , vol. 45, nº ¹² ,15 de diciembre de 2004, pág. 1798–1808 ( ISSN 1471-9053 y 0032-0781 , DOI 10.1093/pcp/pch205 , leer en línea , consultado30 de octubre de 2020)
↑ Usami, T., N. Mochizuki, M. Kondo, M. Nishimura y A. Nagatani (2004) Los criptocromos y los fitocromos regulan sinérgicamente el enverdecimiento de la raíz de Arabidopsis bajo luz azul. Fisiol de células vegetales. 45, 1798–1808
^ ^{a b c d e et f} (en) Marcus V. Moreno , Nathan C. Rockwell , Manuel Mora y Andrew J. Fisher , " Un linaje de cianobacteriocromo rojo lejano específico para los verdines " , Actas de la Academia Nacional de Ciencias ,26 de octubre de 2020, pág. 202016047 ( ISSN 0027-8424 y 1091-6490 , DOI 10.1073/pnas.2016047117 , leer en línea , consultado31 de octubre de 2020)

Véase también

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Artículos relacionados

Bibliografía

Prayag, AS (2017). Caracterización de la fotorrecepción no visual en humanos (Tesis de doctorado, Université de Lyon)

Enlaces externos

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