The gecko visual pigments—I. The thermosensitive property

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The gecko visual pigments—I. The thermosensitive property
Autor: Crescitelli, Frederick
Assuntos: Adaptation, Physiological ; Animals ; Digitonin ; In Vitro Techniques ; Isomerism ; Lizards ; Retinal Pigments - physiology ; Species Specificity ; Temperature ; Time Factors ; Vitamin A - metabolism
É parte de: Vision research (Oxford), 1974-03, Vol.14 (3), p.243-253
Notas: ObjectType-Article-1
SourceType-Scholarly Journals-1
ObjectType-Feature-2
content type line 23
Descrição: The photosensitive retinal pigments of geckos extracted into aqueous digitonin solutions are characterized by an especially high sensitivity to temperature. Unlike frog rhodopsin, these pigments are bleached when the temperature is raised from 5°C. Even an increase of 5–10°C, produces some bleaching. The effect of a step increase in temperature is to bleach away the pigment to some equilibrium level depending on the magnitude of the temperature increase. Restoring the temperature back to 5°C results in a rapid regeneration of photopigment, often completely reversible. The loss and regeneration of pigment density follows closely the change in temperature, being, in effect, a thermometric property. This behavior of the gecko pigments follows temperatures up to about 30°C. Above 30°C other effects apparently occur which remain to be studied in detail. The action of these mild temperatures has been hypothesized to be an attack on the opsin, changing its conformation in an easily reversible manner. No isomerization of the 11- cis retinal is conceived to occur. This hypothesis supports the idea of an effect of mild heat quite different from light and also different from the action of higher temperatures. The former is considered to lead to isomerization as a primary process while the latter is usually viewed as resulting in a denaturation of the visual protein. The unique thermal lability of the gecko photopigments suggests that these substances may be of special value in the study of certain chemical and biological problems in visual science. Les pigments photosensibles de geckos, extraits en solution aqueuse de digitonine, sont caractérisés par une sensibilitéspécialementélevéeàla température. Contrairementàla rhodopsine de grenouille, ces pigments sont décolorés par uneélévation de température au-dessus de 5°C. Meˆme l'élévation de 5°à10°C produit une certaine décoloration. Uneélévation paréchelons de la température a pour effet de décolorer le pigmentàun certain niveau d'équilibre dépendant de la grandeur de l'accroissement de température. Si la température redevient 5°C le pigment se régénère rapidement et souvent avec une complète réversibilité. La disparition et la régénération de la densitédu pigment suivent de près le changement de température, et sont en fait une propriététhermométrique. Ce comportement des pigments du gecko se continue jusqu'à30°C. Au-delàapparaissent d'autres effets qu'il resteàétudier en détail. On a fait l'hypothèse que l'action de ces températures modérées est une attaque de l'opsine, avec changement de conformation d'une manière réversible. On ne conçoit pas d'isomérisation du retinal 11- cis. Cette hypothèse suppose un effet des températures modérées tout-à-fait différent de celui de la lumière et aussi de l'action des températuresélevées. La lumière conduit, pense-t-on,àune isomérisation comme prosessus primaire, tandis qu'on se représente en général l'effet des températuresélevées comme une dénaturation de la protéine visuelle. Cette labilitéuniqueàla température des photopigments du gecko suggère que ces substances peuventeˆtre spécialement intéressantes pourétudier certains problèmes chimiques et biologiques dans la science visuelle. Die lichtempfindlichen Retinapigmente des Gecko, die in Digitoninlösung gewonnen werden, zeichnen sich durch hohe Temperaturempfindlichkeit aus. Ganz anders als beim Frosch werden diese Pigmente angebleicht, wenn die Temperatur 5°Cübersteigt. Auch ein Anstieg um 5°C auf 16°C wirkt ausbleichend. Ein stufenweiser Temperaturanstieg bleicht das Pigment so lange aus, bis ein Gleichgewichtszustand erreicht ist, der von der Grösse des Temperaturursprungs abhängt. Erniedrigt man die Temperatur wieder auf 5°C, so regeneriert das Photopigment schnell, häufig vollständig reversibel. Abbau und Regeneration des Pigments folgen eng dem Temperaturverlauf und wirken so wie ein Thermometer. Dieses Verhalten des Geckosehpigments gilt bis zu Temperaturen von ca. 30°C. Darüber treten andere Effekte auf, die noch detailliert untersucht werden müssen. Dieses Verhalten bei geringen Temperaturen könnte gegen das Opsin sprechen, dessen Strukturen sich in leicht reversibler Weiseändern. Danach würde keine Isomérisation des 11-cis-Retinens auftreten. Diese Hypothese unterstützt die Vorstellung, dass sich eine geringe Wärmezufuhr ganz anders als Licht auswirkt, und auch anders als bei höheren Temperaturen. Das erstere lässt die Isomérisation als Primärprozess betrachten, während das letztere gewöhnlich als Ergebnis der Denaturierung des Sehproteins gesehen wird. Die einmalige Labilität des Geckophotopigments lässt vermuten, dass diese Substanzen von besonderem Wert für die Untersuchung gewisser chemischer und biologischer Probleme beim Sehen sind. Cвeтoхyвcтвитeльныe пигмeнты ceтхaтки Гeккoнa, экcтpaгиpoвaнныe в вoдный pacтвop дигитoнинa, хapaктepизyютcя ocoбeннo выcoкoй хyвcтвитeльнocтью к тeмпepaтype. B oтлихe oт poдoпcинa лягyшки, эти пигмeнты выцвeтaют, ecли тeмпepaтypa пoвышaeтcя вышe 5°C. Дaжe yвeлихeниe нa 5°C, дo 10°C вызывaeт нeкoтopoe выщвeтaниe. Peзyльтaтoм кpyтoгo пoдьeмa тeмпepaтypы являeтcя выцвeхивaниe пигмeнтa дo нeкoтopoгo paвнoвecнoгo ypoвня, зaвиcящeгo oт cтeпeни пoвышeния тeмпepaтypы. Boзвpaщeниe к пpeжнeй тeмпepaтype, 5°C пpивoдит к быcтpoй и хacтo пoлнoй peгeнepaции фoтoпигмeнтa. Paзлoжeниe и peгeнepaция пигмeнтa cтpoгo cлeдyют зa измeнeниями тeмпepaтypы, бyдyхи, фaктихecки, тepмoмeтpихecким cвoйcтвoм. Taкoe пoвeдeниe пигмeнтoв Гeккoнa пpocлeживaeтcя дo тeмпepaтypы oкoлo 30°C. Пpи тeмпepaтype cвышe 30°C, пoвидимoмy, вoзникaют дpyгиe эффeкты, кoтopыe eщe нyждaютcя в дeтaльнoм изyхeнии. Дeйcтвиe этих yмepeнных тeмпepaтyp гипoтeтихecки пpипиcывaeтcя aтaкe нa oпcин, измeняюшeй лeгкo oбpaтимo eгo кoнфopмaцию. He пpeдпoлaгaeтця хтo пpи этoм пpoиcхoдит изoмepизaция 11-cis peтинaля. Этa гипoтeзa пoддepживaeт мыcль o тoм, хтo дeйcтвиe yмepeннoгo тeплa coвepшeннo paзлихнo oт дeйcтвия cвeтa, тaк жe кaк и oт дeйcтвия выcoких тeмпepaтyp. Пepвoe paccмaтpивaeтcя кaк вeдyщee к изoмepизaции кaк пepвихнoмy пpoцeccy, в тo вpeмя кaк пocлeднee oбыхнo paccмaтpивaeтcя кaк peзyльтaт дeнaypaции зpитeльнoгo бeлкa. Yникaльнaя тepмoлaбильнocть зpитeльных пигмeнтoв Гeккoнa пoзвoляeт пpeдпoлaгaть, хтo эти cyбcтaнции мoгyт имeть ocoбoe знaхeниe пpи изyхeнии нeкoтopых хнмихecких и биoлoгиecких пpoблeм нayки o зpeнии.
Editor: England: Elsevier Ltd
Idioma: Inglês

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Crescitelli, Frederick

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