Une opsine est une protéine présente dans la rétine qui est sensible à la lumière. De nombreuses opsines sont impliquées dans la transmission des signaux de la lumière pour devenir des images visuelles. D’autres types de ces protéines ont été découverts dans les années 1990. Ceux-ci ont des rôles non visuels, et souvent inconnus, en physiologie, à partir de 2010. Une opsine non visuelle de fonction connue est la mélanopsine, qui est impliquée dans la définition des rythmes circadiens.
La rétine est la couche interne de l’œil qui contient les cellules photoréceptrices. Ces cellules sont des types spécialisés de cellules nerveuses qui convertissent la lumière en une chaîne de réactions biologiques. Les plus connus sont les bâtonnets, qui fonctionnent dans la pénombre et donnent une vision en noir et blanc, et les cônes, qui sont responsables de la vision des couleurs.
Les différents types de cellules photoréceptrices ont différents types d’opsines. Les bâtonnets contiennent un composé appelé rhodopsine, qui est composé de la protéine opsine et d’un composé semblable à la vitamine A connu sous le nom de rétinien. Puisqu’il contient du rétinal, également connu sous le nom de rétinaldéhyde, il est connu comme une protéine de rétinylidène. La rétine réagit à la lumière vert-bleu en changeant de conformation, ce qui active un récepteur à la surface de la cellule. Cette activation déclenche alors une cascade de changements au sein de la cellule, et se traduit par une vision nocturne.
Les cellules coniques, également des protéines de rétinylidène, ont des opsines avec de légères variations structurelles par rapport à la rhodopsine, ce qui décale les longueurs d’onde de la lumière auxquelles elles vont absorber. Ces cellules contiennent l’un des trois types d’opsine, connue sous le nom de photopsine, qui absorbe la lumière à différentes longueurs d’onde. Ils absorbent le jaune-vert, le vert et le bleu-violet, et les signaux sont ensuite combinés par le cerveau pour donner une vue en couleur. Les cellules coniques sont moins sensibles à la lumière que les cellules bâtonnets.
La transmission d’informations visuelles au cerveau n’est qu’un type de signal relayé par les opsines. Un autre type est relayé par la mélanopsine, une opsine plus proche des opsines des invertébrés. Il réagit à la lumière et transmet un signal non visuel qui traduit le besoin de sommeil en un cycle lumière-obscurité de 24 heures, connu sous le nom de rythme circadien. Les personnes aveugles avec des rétines fonctionnelles peuvent toujours adhérer à ce cycle.
Les opsines sont répandues dans tout le règne animal et se trouvent même dans la peau des amphibiens. Plus de 1,000 XNUMX types d’opsine ont été identifiés à ce jour. On les trouve également dans les bactéries et ces protéines sont utilisées pour récupérer l’énergie de la lumière afin de convertir le dioxyde de carbone en sucres. On pense que les opsines de ces organismes primitifs ont évolué séparément de celles des créatures plus avancées.