LAS MOLLAS MOLÉÉCULASCULASDE LA VISIDE LA VISIÓÓNN

Huelva,2 de mayo de 2013

Luis Franco Vera

lenteiris

diafragma cámara oscura

retina

placa

“Con la sola excepción de lo espiritual, todos los procesos vitales tienen una base material y son, en parte, Biología Molecular”

Sir Cyril Hinshelwood Premio Nobel de Química 1956

LAS MOLÉCULAS DE LA VISIÓN

• Anatomía del ojo humano• Células fotorreceptoras• La transducción de la señal• La visión del color• La transmisión del impulso nervioso• Apéndice: la visión en los animales

LAS MOLÉCULAS DE LA VISIÓN

• Anatomía del ojo humano• Células fotorreceptoras• La transducción de la señal• La visión del color• La transmisión del impulso nervioso• Apéndice: la visión en los animales

Luz

Esclerótica

Coroides

Nervio óptico

Eje óptico

Eje visual

LUZ

Célulasfotorreceptoras

LAS MOLÉCULAS DE LA VISIÓN

• Anatomía del ojo humano• Células fotorreceptoras• La transducción de la señal• La visión del color• La transmisión del impulso nervioso• Apéndice: la visión en los animales

membrana plasmática

discos

mitocondrias

núcleo

terminalsináptica

seg

men

to in

tern

ose

gm

ento

ext

ern

o

800 discos

108 moléculas de rodopsina

Retinal

11-cis-retinal

todo trans-Retinal

luz

Rodopsina (11-cis-retinal)

Batorrodopsina(todo-trans-retinal)

luz

ps

Rodopsina (11-cis-retinal)

Batorrodopsina(todo-trans-retinal)

Lumirrodopsina(todo-trans-retinal)

Metarrodopsina I(todo-trans-retinal)

Metarrodopsina II(todo-trans-retinal)

Opsina

todo-trans-retinal

todo-trans-retinol

11-cis-retinalluz

ps

ns

µs

ms

s

LAS MOLÉCULAS DE LA VISIÓN

• Anatomía del ojo humano• Células fotorreceptoras• La transducción de la señal• La visión del color• La transmisión del impulso nervioso• Apéndice: la visión en los animales

GDP

Pi

GTP GDP + Pi

GTP cGMP GMP

GTPasa

GC PDE

Robert J. Lefkowitz Brian K. Kobilka

Premio Nobel de Química 2012 por sus estudios sobre los receptores acoplados a proteínas G

Rodopsina Metarrodopsina II

Citoplasma

Espacio intradiscal

membrana plasmática

discos

mitocondrias

núcleo

terminalsináptica

OscuridadCa2+

Na+

Ca2+

Na+

Ca2+

Na+

cGMP

-30 mV

α

β

γ

GDP Transducina

Este ciclo se puede repetir

hasta 500 veces

Ca2+

Na+

Ca2+

Na+

Ca2+

Na+

cGMP

Ca2+

Na+

Ca2+

Na+

Ca2+

Na+x

x

x

-30 mV -70 mV

Oscuridad Luz

membrana plasmática

discos

mitocondrias

núcleo

terminalsináptica

LAS MOLÉCULAS DE LA VISIÓN

• Anatomía del ojo humano• Células fotorreceptoras• La transducción de la señal• La visión del color• La transmisión del impulso nervioso• Apéndice: la visión en los animales

Premio Nobel de Fisiología o Medicina 1967 por sus descubrimientos sobre los procesos visuales fisiológicos y

químicos primarios del ojo

George Wald (1906-1997)

COMPARACIÓN CONOS-BASTONES

PROPIEDAD CONOS BASTONES

Número total 4-6 millones 90-120 millones

Captación de luz Tricromática Monocromática

Localización Centrados en la fóvea Toda la retina

Densidad máxima 150.000 por mm2 160.000 por mm2

Tiempo de adaptación 200 ms 800 ms

Respuesta a la luz 1 fotón: transporte de 10.000 iones Na+

1 fotón: transporte de 1.000.000 iones Na+

LAS MOLÉCULAS DE LA VISIÓN

• Anatomía del ojo humano• Células fotorreceptoras• La transducción de la señal• La visión del color• La transmisión del impulso nervioso• Apéndice: la visión en los animales

Na+ intracelular: 12 mM

extracelular: 150 mMK+ intracelular: 140 mM

extracelular: 4 mM

mV

+30

0

-70

1 ms

Estímulo

Luz

Esclerótica

Coroides

Nervio óptico

LAS MOLÉCULAS DE LA VISIÓN

• Anatomía del ojo humano• Células fotorreceptoras• La transducción de la señal• La visión del color• La transmisión del impulso nervioso• Apéndice: la visión en los animales

La visión del color por los animales

•Perros, gatos, toros…•Aves•Peces•Insectos

Odontodactylus scyllarus

Estomatópodos (crustáceos marinos)

Squilla mantis10.000 omatidios12 fotorreceptores

Hombre

Abeja

La agudeza visual de los animales

•Tener vista de lince•Campo visual de los depredadores

en felinos, 460.000 por mm2

en felinos, 250.000 por mm2

La visión nocturna en los animales

Huelva, 2 de mayo de 2013

Luis Franco Vera

LAS MOLLAS MOLÉÉCULAS DE LA VISICULAS DE LA VISIÓÓNN

Historia de la composición del cuerpo humano

Juan de Valverde de Hamusco, 1556

Luz

Esclerótica

Coroides

Nervio óptico

120º 200º

Humanos

La difusión del neurotransmisor tarda 0.5 ms