Centocinquanta anni fa Max Schultze propose per primo la teoria duplex della visione, secondo la quale gli occhi dei vertebrati hanno due tipi di cellule fotorecettori con sensibilità diversa: bastoncelli per luce notturna e coni per luce intensa diurna e rilevamento del colore. Ora sappiamo che questa divisione è fondamentale non solo per i fotorecettori stessi ma per l’intera elaborazione retinica e visiva.
Ma perché allora i bastoncelli sono più sensibili alle variazioni di luminanza rispetto ai coni? E come si è evoluta per la prima volta la retina dalla teoria duplex?
Le cellule che assomigliano a coni sono molto antiche e compaiono per la prima volta tra gli cnidari; l’emergere dei bastoncelli è stato un passo fondamentale nell’evoluzione dell’occhio dei vertebrati. Molte proteine di trasduzione hanno isoforme differenti in coni e bastoncelli e altre sono espresse a livelli differenti. Inoltre bastoncelli e coni hanno un’anatomia diversa, solo bastoncelli infatti contenengono dischi membranosi racchiusi dalla membrana plasmatica. Queste differenze devono essere responsabili della differenza di sensibilità assoluta, ma quali sono essenziali?
Recenti ricerche che esprimono in particolare le proteine coniche nei bastoncelli o che cambiano il livello di espressione sembrano mostrare che molte delle differenze molecolari nell’attivazione e nel decadimento della risposta possono aver dato un piccolo contributo, mentre l’evoluzione procedeva gradualmente con aumenti incrementali della sensibilità. I dischi del segmento esterno dell’asta non erano essenziali e si sono sviluppati dopo il rilevamento di un singolo fotone. Questi esperimenti forniscono collettivamente una nuova comprensione dei due tipi di fotorecettori e aiutano a spiegare come la duplicazione genica e la formazione di proteine specifiche dei bastoncelli abbiano prodotto la retina duplex, che è rimasta notevolmente costante nella fisiologia dagli anfibi all’uomo.
Fonte: Pubmed
Titolo: Why are rods more sensitive than cones?
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