ОПСИНЫ и ФОТОРЕЦЕПТОРЫ |
|
|---|---|
|
| |
|
Фоторецепторы колбочки характеризуются опсинами, специфичными для длинных (L), средних (М) или коротких (S) длин волн. Показано, что L и М колбочки обеспечивают высокую остроту зрения посредством пути миниатюрных ганглиолярных клеток Система S колбочек имеет свой собственный двухслойный тип ганглиолярных клеток и отдельный канал внутри таламокортикального пути. L и М колбочки составлют 88-94% от всей популяции колбочек, их соотношение 1:1 у обезьян, а у человека колеблется от 3.79:1 до 1.15:1. Их соотношение варьирует между 1:1 и 3:1 в центре и 3-4:1 на периферии.
S опсин на 40% гомологичен L или М опсину. У человека и макак S колбочки распределяются регулярными полугексональынми рядами и составляю 6-18% от всей популяции. S колбочки у человека отсутствуют в центральной 100µм ямке (fovea) с 15.5 недели развития.
|
Пространственная и временная экспрессия короткого, длинного/среднего или обоих опсинов в колбочках плода человека S опсиновый белок появляется вокруг fovea на 10.9 неделе развития, тогда как L/М опсин впервые появляется в ямке на 14-15 неделе. Поэтому белок и мРНК Ы опсина обнаруживаются значительно дальше к периферии сетчатки, чем L/М опсин. S колбочки покрывают 90% сетчатки к 19-й неделе. L/М колбочки обнаруживаются вне центральной части сетчатки на 21.5 неделе развития и достигают краев сетчатки к 34-37 неделе. Наблюдается короткий промежуток между экспрессией мРНК и трансляцией белка. Колбочки, содержащие S и L/М описны появляются вокруг ямки вкоре после начала экспрессии L/М опсинов и распространяются к периферии. Их количество снижается после рождения.
Регуляция экспрессии опсинов в сетчатке плодов приматов
Генетической базой "enhanced S syndrome" является мутация NR2E3 (или PNR) ядерного рецептора, чей лиганд неизвестен. Эти мутации вызывают большой сдвиг в соотношении S к L/M колбочкам и возможно супрессируют развитие палочек, так как их функция практически отсутствует в этих семьях. Это указывает на существание взаимодействия между специческим локальным фактором и рецептором, которое контролирует выбор фенотипа колбочек. Межклеточные взаимодействия также могут играть роль. Так как незрелые S колбочки имеют еудщвутвкшф отростки, то S колбочки могут использовать их для инструкции ближаших колбочек в отношении выбора ими типа опсина. Однако распределение L/M колбочек не обнаруживает зависимости экспрессии L/M опсина от положения Ы колболчек. Что делает эту гипотезу маловероятной.
Последовательные волны локальных факторов сначала детерминируют появление Ы колбочек, а затем L/M. Колбочки способны реагировать более чем на один тип сигнала и что они могут экспрессировать опсины обоих типов в ответ на воздействие двух сигналов в пограничной зоне Другой пограничной зоной является у человека край ямки (fovea), в которой S колбочки отсутствуют в течение всего периода развития.
Возможно также предположить, что колбочки, первоначально экспрессировавшие один тип опсина, начинают экспрессировать другой тип. Это подтверждено для сетчатки крыс. Тогда у человека колбочки сначала должны экспрессировать S опсин, а позднее переключаться на L/M опсин. Подсчеты показывают, что на 14-18 неделе развития сетчатка человека содержит в 3 раза больше S колбочек, чем сетчатка взрослых. При этом не обнаруживается массивного апоптоза. Если переключение и происходит, то довольно быстро, так как колбочек с двумя типами опсинов немного. Показано, что 3% М опсина достаточно для инициации УФЛ фототрансдукционного каскада в колбочках и передачи его во внутреннюю сетчатку. Следовательно, экспрессия более чем одного типа опсина не только совместима с жизнеспообностью, но и не препятсвует формированию функциональных синапсов в нейронами внутренней сетчатки.
|