A bioquímica por trás da capacidade de detecção e utilização da luz para enxergar
Essencial para a vida na terra, a luz solar nos confere energia térmica e luminosa, possibilitando o desenvolvimento de diversos processos biológicos baseados nesta fonte de energia.
A capacidade de detecção e utilização da luz são diferenciais evolutivos importantes, para os organismos que dependem dela, como os fotossintéticos, mas também desempenha um papel chave na obtenção de energia em organismos não fotossintéticos. A capacidade de percebê-la é importante para a locomoção podendo auxiliar na busca de ambientes mais adequados para a obtenção de alimento.
Como os microrganismos “enxergam”?
Eles não possuem a mesma capacidade de visão que os organismos mais complexos como os mamíferos, mas alguns conseguem distinguir entre “claro e escuro” o que configura uma grande vantagem frente aos que não possuem essa capacidade, dando a capacidade de enxergar diferentes tipos de alimentos e também de reconhecer “visualmente” outros organismos da mesma espécie, isso só é possível por conta dos “eyespots”.
Imagem: Eyespot observado na alga E. acus. Fonte: University of Minnesota, Duluth.
Os eyespots são estruturas captadoras de luz que funcionam como “olhos primitivos” e estão presentes em microrganismos como algas verdes e fungos. Sua aparência alaranjada se dá pela presença de pigmentos carotenoides, a mesma classe de pigmentos que dá cor à cenoura. Os carotenóides atuam como “refletores” da luz incidente, concentrando-a para que as proteínas fotorreceptoras atuem.
Proteínas fotorreceptoras
São o coração de todos os mecanismos de visão, incluindo o nosso! Apesar de nossas proteínas fotorreceptoras serem diferentes das proteínas dos microrganismos, a atuação é semelhante. O que faz destas proteínas especiais é a presença de um grupo cromóforo, molécula capaz de absorver a luz.
Existem dois tipos de proteínas fotorreceptoras, as flavoproteínas que possuem flavinas como molécula responsável pela “captação de luz” e as rodopsinas, que possuem a molécula de retinal como captadora da luz.
A “dança” do retinal
A proteína fotorreceptora atua como a chave de um portão, conforme sua estrutura espacial se altera, haverá liberação ou não de íons cálcio pela membrana celular, tais íons são essenciais para a transmissão de impulsos elétricos na célula, o que possibilita o movimento dos microrganismos e também a transmissão de impulsos para o cérebro, no caso dos mamíferos.
A mudança de conformação da proteína acontece graças a uma única rotação na molécula de retinal. Antes do estímulo luminoso a molécula de retinal se encontra na forma trans no interior na proteína.
Após o estímulo luminoso, haverá a rotação de uma única ligação, causando uma mudança na estrutura de toda a proteína, permitindo o fluxo de íons cálcio na membrana celular, fazendo com que os microrganismos andem e os humanos enxerguem!
Este processo é extremamente rápido e também ocorre no interior do nosso olho, tanto é que possuímos uma parte de nosso olho em homenagem ao retinal, a retina.
No dia de hoje, lembre-se desta molécula ao ler este texto!
Imagem: Molécula de retinal ligada ao aminoácido lisina no interior da proteína fotorreceptora, a incidência de luz causa a mudança de orientação na ligação entre os carbonos 13 e 14, alterando toda a proteína.
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