Rhodopsin, auch Sehpurpur genannt, ist ein pigmenthaltiges sensorisches Protein, das Licht in ein elektrisches Signal umwandelt. Rhodopsin kommt in einer Vielzahl von Organismen vor, von Wirbeltieren bis zu Bakterien.
Bei vielen sehenden Tieren, einschließlich Menschen, ist es für das Sehen bei schwachem Licht erforderlich und befindet sich in der Netzhaut des Auges, insbesondere innerhalb der dicht gepackten Scheiben, die das äußere Segment der photorezeptiven Stabzellen der Netzhaut bilden, die speziell angepasst sind für das Sehen bei schlechten Lichtverhältnissen.
Rhodopsin wurde 1876 von dem deutschen Physiologen Franz Christian Boll entdeckt, der feststellte, dass die normalerweise rotviolette Frosch-Netzhaut bei hellem Licht blass wurde. Das Verblassen der Farbe wurde später auf die Zerstörung von Rhodopsin durch einen Prozess zurückgeführt, der als Bleichen bekannt ist. Das Bleichen und die anschließende Regeneration von Rhodopsin sind wichtige Schritte im Sehzyklus – der Reihe biochemischer Reaktionen, die für das Sehen bei schlechten Lichtverhältnissen entscheidend sind.
Bleichen und Recycling
Strukturell wird Rhodopsin als Chromoprotein klassifiziert (Chromo bedeutet auf griechisch so viel wie). Es besteht aus Opsin (einem farblosen Protein) und 11-cis-Retinal (11-cis-Retinaldehyd), einem pigmentierten Molekül, das von Vitamin A abgeleitet ist wird in all-trans-retinal umgewandelt, was zu einer grundlegenden Änderung der Konfiguration des Rhodopsinmoleküls führt.
Die Änderung der Konfiguration löst eine Phototransduktionskaskade innerhalb des Stabes aus, wobei Licht in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, das dann entlang des Sehnervs zum visuellen Kortex im Gehirn übertragen wird. Die Änderung der Konfiguration führt auch dazu, dass Opsin von der Netzhaut dissoziiert, was zum Bleichen führt. Das Bleichen begrenzt den Grad der Stimulation der Stäbchen, verringert ihre Empfindlichkeit für helles Licht und ermöglicht es Zapfenzellen (die andere Art von Photorezeptor in der Retina), das Sehen in hellen Umgebungen zu vermitteln.
Rhodopsin in der Medizin
Das Rhodopsin-Protein wird durch das Rhodopsin-Gen kodiert, das als RHO (oder Rho) bezeichnet wird. Beim Menschen gehen Mutationen in RHO mit Retinitis pigmentosa und autosomal dominanter angeborener stationärer Nachtblindheit einher, bei denen es sich um erbliche Augenkrankheiten handelt.
In beiden Fällen kann sich das Auge nicht an die Dunkelheit anpassen, was zu einer deutlich verringerten Sehfähigkeit bei schwachem Licht führt. Retinitis pigmentosa beginnt typischerweise mit der Degeneration von Stäbchen und Nachtblindheit in der Jugend, mit der späteren Zerstörung von Zapfen und dem Verlust des Tagessichtvermögens.
Bei autosomal dominanter angeborener stationärer Nachtblindheit werden betroffene Personen mit schlechter Sicht bei schwachem Licht geboren, haben jedoch normalerweise eine normale Sicht bei Tag. Nachtblindheit verschlechtert sich normalerweise nicht mit der Zeit. Rhodopsin kann auch durch Umweltfaktoren beeinflusst werden, insbesondere durch Vitamin-A-Mangel, dessen Symptom Nachtblindheit ist. Der Zustand kann mit der Vitamin-A-Therapie umgekehrt werden.
Mein Name ist Anatoli Bauer und ich wohne im Norden an der Nordseeküste in Husum. Ich beschäftige mich leidenschaftlich gerne mit den Naturwissenschaften und interessiere mich vor allem für Physik und alles, was mit dem Weltraum und entfernten Planten zu tun hat.
