Metabolismo de la visión I

Question 1

¿Cuál es el rango visible que podemos detectar?

Answer 1

Entre 380-750 nm

Question 2

¿Quiénes son capaces de absorber la luz?

Answer 2

Encontramos una proteína denominada rodopsina (en los bastones) que se conforma por el 11-cis-retinal + opsina. La rodopsina corresponde al pigmento de los bastones, quién absorbe el foton de luz es el 11-cis-retinal.

Question 3

¿Cómo somos capaces de absorber distintas longitudes de onda?

Answer 3

El pigmento que contiene el 11-cis-retinal + opsina, varia su entorno de aa de la proteína, según el entorno de aa se acomoda el 11-cis-retinal en una nube pi lo que permite variar la longitud de onda que puede absorber.

Question 4

¿La luz incide directamente sobre los receptores?

Answer 4

No, debe atravesar una capa de celulas para llegar a las celulas que contienen a los fotorreceptores.
La luz pasa por el iris, luego el cristalino y por el humor vitreo y acuoso, impacta sobre la retina allí atraviesa la capa de celulas ganglionares, nuclear y plexiforme hasta donde se encuentran los receptores.

Question 5

¿Qué sería la capa de celulas que atraviesa la luz?

Answer 5

Son neuronas especializadas que integran la señal emitida por los conos y bastones, y la envían al SNC.

Question 6

¿Qué son las células ganglionares?

Answer 6

Los las neuronas que constituyen el nervio óptico.

Question 7

Describa la estructura de los bastones

Answer 7

Los bastones son los receptores que entonan los blancos y negros. Presentan un segmento interno donde se encuentra el soma propiamente dicho de la celula, y un segmento externo, conformado por una serie de discos aplanados de membrana que contienen a la rodopsina.

Question 8

¿Cómo se forman los discos?

Answer 8

Corresponden a invaginaciones de la MP, a medida que la MP se invagina va adquieriendo mayor longitud hasta consguir el largo de la célula, y luego se desconecta de la MP.
La parte interna de los discos tendra contenido similar al extracelular, y la parte externa en contacto con el citoplásma.

Question 9

¿Cómo se reemplazan los discos?

Answer 9

A medida que los discos envejecen estos ascienciden a los largo del segmento externo y son fagocitados por las células del epitelio pigmentario. Esto es necesario ya que los discos se estan formando constantemente.

Question 10

¿Qué sucede con el fotorreceptor cuando incide la luz?

Answer 10

Se produce la hiperpolarización de la célula, frente a un cambio en el potencial de membrana proporcional a la luz que recibe.

Question 11

¿Dónde se ubica la rodopsina?

Answer 11

En los discos

Question 12

¿Por qué se produce la despolarización de la membrana? Describa el proceso brevemente

Answer 12

La incidencia de la luz en la rodopsina causa la transformación de 11-cis-retinal en todo trans-reinal, eso genera el cierre de canales de calcio cGMP dependientes, lo cual causa la hiperpolarización de la célula.
Cuando hay cGMP el canal se encuentra abierto.

Question 13

Describa la estructura de la rodopsina

Answer 13

Es una proteína 7TM, posee 7 pasos transmembrana, el dominio N-terminal esta hacia el espacio interdiscal y el dominio C-terminal hacia el citoplasma.
El retinal se une covalentemente a la opsina por el residuo de Lys, generando una base de Schiff que puede encontrarse protonada o no.

Question 14

¿Qué sucede cuando el retinal absrobe luz?¿Se encuentra expuesta al agua?

Answer 14

Se transforma en trans-retinal por un movimiento atomico que genera que la molécula se vuelva lineal, dentro del paquete de 7TM que es la rodopsina.
El retinal no se encuentra expuesto, sino que se esta protegido en el centro de lo que es la rodopsina

Question 15

¿Qué proteínas ayudan en el ciclo de la vision?

Answer 15

• Transducina
• Rodopsina quinasa
• Arrestina

Question 16

¿Con qué vitamina se encuentra asociado el retinal?

Answer 16

A la vitamina A (11-trans-retinol), puede ser incorporada a través de la dieta.

Question 17

¿Qué relacion existe con los beta-carotenos?

Answer 17

Los beta-carotenos pueden se escindidos y dar dos moleculas iguales, al escindirse en el enlace del centro se obtiene retinol.
El retinol por medio de oxidación puede dar 11-trans-retinal.
El trans-retinal a traves de una retinal isomerasa vuelve a formar 11-cis-retinal.

Question 18

Describa el ciclo de la fotorrecepción, sin mencionar su finalización.

Answer 18

El 11-CIS-RETINAL se incorpora a la opsina, para dar la RODOPSINA. El retinal absorbe un fotón en picosegundos (ps) o menos, se convierte en BATORRODOPSINA, proteína recién estimulada. Luego van a suceder fenómenos de relajación de la proteína y una vez que absorbe la luz se transforma en METARRODOPSINA II, rodopsina activa. Cuando se degrada como todo en TRANS-RETINAL signifca que perdio su union con la opsina.

Question 19

¿Cómo se da la amplificación de la señal?

Answer 19

Una vez que incide la luz y tengo la rodopsina excitada, esta es reconocida por la transducina.
La transducina es una proteina, simil a GPCR, con una subunidad α, β, γ. Cuando reconoce la rodopsina excitada se favorece el intercambio de GDP por GTP de la subunidad α y se disocia de la subunidad β-γ. La subunidad α-GTP es reconocida por la subunidad γ de la fosfodiesterasa (PDE), cuando interaccionan, se libera la PDE y queda activa para disminuir la cc de cGMP.
Por cada rodopsina excitada, se favorece el intercambio de GDP por GTP de varias transducinas, es decir, se van a activar muchas PDE y en consecuencia, disminuye mucho el cGMP lo que permite el cierre de canales de calcio cGMP dependientes y causa la hiperpolarización de la célula.

Question 20

¿Cómo finaliza la señal de la rodopsina excitada?

Answer 20

La subunidad α de la transducina tiene cierta actividad de GTPasa, entonces luego de un tiempo, actúa hidrolizando el GTP de Tα y causa la disociacion de la subunidad γ de la PDE, la transducina se reconstruye. La subunidad γ vuelve a unirse a la PDE y la inhibe.
Por otro lado, se desencadenan procesos que activan una guanilato ciclasa, dando como resultado el aumento de cGMP, con consecuente apertuda de canales de calcio.

Question 21

¿Qué mecanismos para atenuar la señal conoce? Solo mencionelos

Answer 21

• Acción GTPasa de la subunidad Tα, vuelve a inhibir la PDE
• Activación de la guanilato ciclasa, aumentan los niveles de cGMP
• Fosforilacion de la rodopsina excitada, por la rodopsina quinasa y luego secuestrada por la arrestina

Question 22

Describa el mecanismo de atenuación de la señal por parte de la GTPasa

Answer 22

La subunidad α de la transducina, posee cierta actividad GTPasa. Entonces cuando hidrolice el GTP se deshace el complejo que la subunidad α de la transducina formaba con la subunidad γ de la fosfodiesterasa.
La subunidad γ vuelve a unirse a la subunidad α-β de la enzima. Quedando la PDE inhibida = no se sigue disminuyendo la cc de cGMP.
La subunidad α de la transducina vuelve a interaccionar con la subunidad β-γ de la proteina, no sigue activando a PDE.

Question 23

Describa el mecanismo de atenuación por fosforilación de la rodopsina excitada

Answer 23

Cuando la rodopsina se encuentra en su forma excitada, se vuelve sustrato de la proteina rodopsina quinasa que fosforila a la proteína en residuos de Ser/Thr en el C-terminal cuando hay bajas cc de calcio en el interior. Los residuos de la rodopsina fosforilados son reconocidos luego por una arrestina, la cual evita que la transducina se una para que intercambie GDP por GTP. De esta manera, dejan de activarse PDE = deja de disminuir la cc de cGMP.

La rodopsina fosforilada es sustrato de una fosfatasa que permite recuperar y reciclar a la arrestina para futuros ciclos de fotorrecepción.

Question 24

Describa el mecanismo de atenuación por activación de la guanilato ciclasa

Answer 24

La disminución del calcio intracelular permite activar una proteína recuperina que activa la guanilato ciclasa, esta enzima convierte el GTP en cGMP. Esto permite estimular la apertura de los canales cGMP dependientes.

Question 25

Mencione las acciones del calcio más importantes en la fototransducción

Son 5 funciones

Answer 25

Frente a una disminución en la cc de calcio intracelular:
1. Estimula la activación de la guanilato ciclasa
2. La disminución del calcio permite que la rodopsina quinasa se active, lo que lleva a que sea sustrato de la arrestina por fosforilación
3. Favorece la afinidad del los canales CNG por el cGMP.
4. Inhibe la liberación de glutamato de la terminal sináptica.
5. Inhibe la acción de la PDE