Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Шеперд Г. -> "Нейро-биология Том 1" -> 155

Нейро-биология Том 1 - Шеперд Г.

Шеперд Г. Нейро-биология Том 1 — М.: Мир, 1987. — 455 c.
Скачать (прямая ссылка): neyrobiologiyat11987.djvu
Предыдущая << 1 .. 149 150 151 152 153 154 < 155 > 156 157 158 159 160 161 .. 168 >> Следующая

17. Зрение
421
ника, так и жертвы. Эта функция требует, чтобы рецепторы составляли экран, на котором могло бы воспроизводиться движение объекта. Различение формы объектов, позволяющее их узнавать и манипулировать ими, требует фокусировки зрительного изображения и развития вспомогательных структур для этой цели. Многие животные могут различать поляризацию диффузного света и использовать ее для ориентации и навигации. Поскольку большинство животных имеет билатеральную организацию, информацию от двух глаз им нужно объединять; некоторые животные используют это для восприятия глубины. Наконец, некоторые виды животных имеют механизмы для различения длин волн в пределах видимого спектра и, следовательно, могут воспринимать цвета.
Нервные механизмы, лежащие в основе этих функций, при* влекают большое внимание нейробиологов по целому ряду причин. Во-первых, хотя другие чувства, например обоняние, у большинства животных играют доминирующую роль, обеспечивая восприятие сигналов, запускающих пищевое и брачное поведение, зрение часто играет критическую роль в осуществлении этих форм поведения. Во-вторых, значение зрения возрастает у высших беспозвоночных и позвоночных, особенно у насекомых и млекопитающих. В-третьих, зрение играет ни с чем не сравнимую роль в жизни людей; чем больше мы узнаём о зрении, тем больше узнаем о себе, а также, надеемся, тем больше узнаем о способах предупреждать или излечивать болезни, которые могут привести к слепоте. Наконец, свет — это-стимул, который можно измерять легко и точно, что дает экспериментатору большие преимущества при анализе нервных механизмов. Таким образом, работа на зрительной системе не только позволяет нам понять зрение, но и доставляет нам одну из лучших моделей функциональной организации нервной системы.
Из перечня табл. 17.1 очевидно, что возникающих вопросов опять больше, чем можно надлежащим образом рассмотреть в одной главе. Мы начнем с основных особенностей фоторецепции, а затем рассмотрим ряд зрительных систем беспозвоночных и позвоночных, которые особенно хорошо изучены.
Механизмы фоторецепции
В нескольких местах этой книги мы упоминаем о ряде механизмов, которые настолько эффективны,, что оказались приспособленными для использования самыми разнообразными клетками и организмами. Таковы по своей природе цикл Кребса для энергетического метаболизма, комплекс актин — миозин для мышечного сокращения и синапс для нервной передачи. То
422
///, Сенсорные системы
А 1Ьдоретимь 11-трв«с-рвтинаяь0
Родопсин ^ П-цис-ретиналь ^
Поглощение"
Прелюмиродопсин 11-/пра*с-ретиналь
света
'sh hsJ н*Выцветание >isH HSV Опсин
Интермедиаты
5к /
11- цис-ретиналь ,,
Интермедиаты
тлранс-ретиналь N-b
Дополнительный
полипептид
1 Тцис-ретиналь
.итоплазматическая
поверхность
Мембрана
v Опсин "
(B)NH24
Внутридисковое пространство
Рис. 17.2. А. Превращения родопсина при поглощении кванта света (Wald, in: Gordon, 1972, с изменениями). Б. Предполагаемая организация полипептида родопсина в мембране диска фоторецептора (Hubbel, Fung, in: Hubbel, Bownds, 1979).
же самое применимо и к фоторецепции. Мы уже отмечали, что излучения узкой полосы видимого спектра имеют энергию, как раз достаточную для поглощения молекулами, но не такую большую, чтобы их разрушить. Теперь нужна молекула, способная переводить световую энергию в максимально возможное количество свободной химической энергии. Наиболее эффективно это делают молекулы, принадлежащие к классу так называемых каротиноидов, представителем которого является витамин А.
Как объяснил Дж. Уолд (G. Wald), удостоенный за свои исследования фотопигментов Нобелевской премии, в этих молекулах имеются участки с линейными цепочками, которые легко подвергаются геометрической изомеризации. Одна из таких молекул—П-цыс-ретиналь, у которого длинная часть цепочки изогнута и скручена в очень нестабильную конфигурацию. Когда поглощается фотон, совершается переход через несколько промежуточных состояний к более стабильному
1 Ьтраяс-изомеру с выделением свободной энергии (рис. 17.2А). Эта энергия может потом использоваться внутри клетки как сигнал для фоторецепторов.
11-г{аоретиналь в норме связан с бесцветным белком опси-ном, образуя соединение, называемое родопсином; последний в той или иной модификации служит почти универсальным
17. Зрение
423
молекулярным медиатором фоторецепции у животных. Воздействие света помимо изомеризации ведет к отщеплению рети-наля от опсина. При этом молекула теряет цвет, в связи с чем эффект называют выцветанием. Восстановление родопсина осуществляется путем ферментативного ресинтеза, требующего биохимической энергии в форме высокоэнергетических фосфатных связей (АТР).
Предыдущая << 1 .. 149 150 151 152 153 154 < 155 > 156 157 158 159 160 161 .. 168 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed