11 Сурет

Ультракүлгін толқыны көздің түрлі қабаттарында толығымен жұтылу себепті родопсинды қоздыра алмайды, яғни көру сезімін тудырмайды. Егер ультракүлгін сәулесінің квантарының энергиясы жоғары болса, ондай сәуле көз құрылымын зақымдайды.

Родопсин жарықты сезгіш хромопротеидтерге жатады және ақуыздың бір түрі болып табылатын, өз ара байланысқан опсин мен ретиналдан құралған кешен. Шын мәнінде ретиналь альдегид тобына жататын, жарықты сезгіш- хромофор болып табылады. Ретиналь екі түрлі изомериялық пішінде болуы мүмкін, қарыңғы кезде, ол опсинмен бірігіп 11-цис-ретиналь деген түрде болса, родопсиннің жарық квантын жұтуы нәтижесінде ол опсинен ажырып, транс-ретиналь деген түрге ауысады, мұндай құбылыс фотоизомеризация деп аталады. Осының нәтижесінде (жұтылған жарық әсерінен) родопсин түссізденеді, мұны фотолиз құбылысы деп атайды.

Жұтылған жарық әсерінен ыдыраған родоспин қайта қалпына келеді және бұл құбылыс үздіксіз жүріп жатады. Арнаулы ретинальизомеразы ферменті арқылы транс-ретиналь қайтадан 11 -цис- ретинальға айналады және ол опсинге қосылып жаңа родопсинді түзейді. Егер көз торындағы жарық ағыныны тұрақты болса, онда родопсиннің ыдырауы мен оның қайта түзелуі тұрақты сипатта болады.

1967 ж. родопсиннің түрленуін алғаш зерттеген Д.Уолдқа Нобель сыйлығы берілді. Ол мұндай түрленудің бірнеше этаптан тұратындығын анықтады, алдымен родопсин жарық квантын жұтып  < 610^-12c кейін батородопсинге айналады, ол  310^-8c кейін люмиродопсинге айналады, осылайша бірнеше түрленуден соң транс-ретиналь пайда болады. Бұл түрлену төмендегі схемада берілген және түрленудің тек бірінші этапы ғана жарық кезеңінде жүрсе, қалғандары қараңғы кезеңде жүреді (12-сурет).

12-сурет

12-сурет

Д.Уолд өз зерттеуінде родопсинді қараңғы жағдайда бөліп алып, оны температурасы -140⁰С болатын сұйық азотта ұстаған, осы күйдегі родопсинге жарық түсіргенде және оның температурасын жоғарылатқанда, родопсиннің жұтылу спектрі өзгеріп отырған, бұл родопсиннің тізбекті түрде, бір түрден екінші түрге ауысқандығын, яғни түрленгендігін көрсетеді

Әр кезеңдегі конформер (батородопсин, люмиродопсин, метародопсин және т.б.) транс-ретиналь күйдегі ретиналь болғандықтан, оған жарық квантымен әсер етсек, ол бірден родопсинге айналады (арнаулы ферментсіз).

Осындай фотоизомериялық өзгерістің нәтижесінде таяқшадағы тыныштық потенциалы өзгеріп, әсер потенциалы пайда болады. Көз таяқшасындағы осындай құбылыстар тізбегі көру сезімін тудырады.

Шындығында, фоторецепторлық жасушалардағы мембраналық потенциалдың өзгерісі таяқшаның сыртқы бөлігінің (сегмент) плазмолеммасында орын алады, ал родопсиннің фотоизомеризациясы таяқшаның сыртқы бөлігінің (сегмент) дискі мембранасында байқалады. Мембрана қасиетінің өзгеруі, оның құрамындағы родопсиндегі өзгерістермен (ретиналдың, опсиннің өзгеруі) қабаттасып жүреді.

Енді осы құбылыстарды талдайық. Алдымен мына ерекшелікпен танысайық, фоторецепторлардағы тыныштық потенциалының пайда болуы механизмінде біраз өзгешеліктер бар. Таяқша жарық квантарын жұтпаған кезде, яғни қараңғылық кезеңінде, тыныштық потенциалы таяқшаның ішкі бөлігінде (сегмент) плазмолеммада К⁺ иондарының әсеріннен пайда болса, таяқшаның сыртқы бөлігіндегі(сегмент) потенциал Na⁺ иондарының әсерінен туындайды, яғни таяқшадағы тыныштық потенциалы осы екі түрлі иондардың әсерінен пайда болады деп саналады.

Көз таяқшасының сыртқы бөлігіндегі(сегмент) тыныштық потенциалының таңбасы өзгеше, ішкі орта «оң», ал сырты «теріс», ал таяқшаның ішкі бөлігінде(сегмент) керісінше, ішкі орта «теріс», ал сырты «оң» зарядталған. Бұл құбылыс, таяқшаның сыртқы бөлігінің (сегмент) Na⁺ иондарын өткізетін каналдарының циклды гуанозин монофосфатты(цГМФ) әсерінен ашық болуынан екендігі анықталды. Сондықтан тыныштық күйдегі мембрана қабатының натрий иондарын өткізу коэффициенті басқа иондарға қарағанда басым болады, осының әсерінен және электрохимиялық градиент есебінен сыртқы ортадағы натрий иондары ішке қарай диффузияланады (пассивті тасымал). Осылайша, көз таяқшасының сыртқы бөлігінің(сегмент) цитоплазмасында жиналған натрий иондары, екі бөлімді қосатын орта арқылы ішкі бөлімге тасымалданады. Жиналған натрий иондары, митохондрия жеткізген АТФ энергиясының есебінен сыртқы ортаға шығарылады (активті тасымалдау). Осылайша, Na⁺ ионының ішке, ал К⁺ ионының сыртқа қарай қозғалысы нәтижесінде таяқшада тыныштық потенциалы орнайды (13 сурет).