بروتين مستقبل الضوء

📅 آخر تحديث: ٢٢ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٢ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

البروتينات المستقبلة للضوء هي بروتينات حساسة للضوء تشارك في استشعار الضوء والاستجابة له في العديد من الكائنات الحية. من أمثلتها الرودوبسين في الخلايا المستقبلة للضوء في شبكية الفقاريات ، والفيتوكروم في النباتات، والبكتيريورودوبسين والبكتيريوفيتوكرومات في بعض أنواع البكتيريا . وتتوسط هذه البروتينات استجابات ضوئية متنوعة، كالإدراك البصري ، والانتحاء الضوئي ، والانجذاب الضوئي ، بالإضافة إلى الاستجابات لدورات الضوء والظلام، مثل الإيقاع اليومي، وغيرها من آليات الاستجابة الضوئية، بما في ذلك تنظيم مواعيد الإزهار في النباتات ومواسم التزاوج في الحيوانات.

بناء

تتكون بروتينات المستقبلات الضوئية عادةً من بروتين مرتبط بصبغة غير بروتينية (تُسمى أحيانًا بالصبغة الضوئية ، مع العلم أن مصطلح الصبغة الضوئية قد يُشير أيضًا إلى المستقبل الضوئي ككل). تتفاعل الصبغة مع الضوء عبر عملية التماثل الضوئي أو الاختزال الضوئي ، مما يُحفز تغييرًا في بروتين المستقبل، وبالتالي يُطلق سلسلة من تفاعلات نقل الإشارة . تشمل الصبغات الموجودة في المستقبلات الضوئية: الريتينال ( بروتينات الريتينيليدين ، مثل الرودوبسين في الحيوانات)، [ 1 ] والفلافين ( بروتينات الفلافين ، مثل الكريبتوكروم في النباتات والحيوانات) ، [ 2 ] والبيلين ( بروتينات البيلين ، مثل الفيتوكروم في النباتات). [ 3 ] يُعد بروتين UVR8 النباتي استثنائيًا بين المستقبلات الضوئية، إذ لا يحتوي على صبغة خارجية. بدلًا من ذلك، يمتص UVR8 الضوء من خلال بقايا التربتوفان الموجودة ضمن تسلسل ترميز البروتين الخاص به . [ 4 ]

المستقبلات الضوئية في الحيوانات

المستقبلات الضوئية في النباتات

تُمكّن جميع المستقبلات الضوئية المذكورة أعلاه النباتات من استشعار الضوء بأطوال موجية تتراوح بين 280 نانومتر (الأشعة فوق البنفسجية ب) و750 نانومتر (الضوء الأحمر البعيد). تستخدم النباتات الضوء بأطوال موجية مختلفة كإشارات بيئية لتغيير مواقعها وتحفيز تحولات نمائية مهمة. [ 7 ] يُعد الضوء الأزرق الطول الموجي الأبرز المسؤول عن آليات النبات، إذ يُمكنه تحفيز استطالة الخلايا، وتوجيه النبات، والإزهار. [ 8 ] تُعرف إحدى أهم العمليات التي تُنظمها المستقبلات الضوئية باسم التكوين الضوئي . فعندما تنبت البذرة تحت الأرض في غياب الضوء، يستطيل ساقها بسرعة إلى الأعلى. وعندما يخترق سطح التربة، تستشعر المستقبلات الضوئية الضوء. تُسبب المستقبلات الضوئية المُنشطة تغييرًا في البرنامج النمائي؛ إذ يبدأ النبات بإنتاج الكلوروفيل ويتحول إلى النمو الضوئي. [ 9 ]  

المستقبلات الضوئية في السوطيات الضوئية

(انظر أيضًا: جهاز البقعة العينية )

المستقبلات الضوئية في العتائق والبكتيريا

الاستقبال الضوئي ونقل الإشارة

الاستجابات للاستقبال الضوئي

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "الرودوبسين | الكيمياء الحيوية" . موسوعة بريتانيكا . تم الاسترجاع في 21 يناير 2021 .
  2. ↑ لين، تشينتاو؛ تودو، تاكيشي (29 أبريل 2005). "الكريبتوكرومات" . علم الأحياء الجينومي . 6 (5): 220. doi : 10.1186/ gb -2005-6-5-220 . ISSN 1474-760X . PMC 1175950. PMID 15892880 .   
  3. ↑ روكويل، ناثان سي؛ سو، يي-شين؛ لاغارياس، ج. كلارك (2006). "بنية الفيتوكروم وآليات الإشارة" . المراجعة السنوية لبيولوجيا النبات . 57 (1): 837-858 . Bibcode : 2006AnRPB..57..837R . doi : 10.1146/annurev.arplant.56.032604.144208 . ISSN 1543-5008 . PMC 2664748. PMID 16669784 .   
  4. ↑ لي، شيانكون؛ رين، هايشنغ؛ كوندو، ميناك؛ ليو، تشيهيون؛ تشونغ، فرانك دبليو؛ وانغ، ليجوان؛ غاو، جيالي؛ تشونغ، دونغ بينغ (2020-08-28). "قفزة نوعية في الكفاءة الكمية من خلال حصاد الضوء في مستقبل الضوء UVR8" . مجلة نيتشر كوميونيكيشنز . 11 (1): 4316. Bibcode : 2020NatCo..11.4316L . doi : 10.1038/ s41467-020-17838-6 . ISSN 2041-1723 . PMC 7455749. PMID 32859932 .   
  5. ↑ سميث، دين ب.؛ رانغاناثان، راما؛ هاردي، روبرت و.؛ ماركس، جوليا؛ تسوتشيدا، تامي؛ زوكر، تشارلز س. (1991). "تعطيل مستقبلات الضوء وتدهور الشبكية بوساطة بروتين كيناز ج خاص بمستقبلات الضوء". مجلة ساينس . 254 (5037): 1478-1484 . Bibcode : 1991Sci ... 254.1478S . doi : 10.1126 / science.1962207 . JSTOR 2879432. PMID 1962207. ProQuest 213560980 .   
  6. ^ كوجيما، دايسوكي؛ موري، سوجورو؛ توري، ماساكي؛ وادا، أكيموري؛ موريشيتا، ريكا؛ فوكادا ، يوشيتاكا (17 أكتوبر 2011). "بروتين مستقبل الضوء الحساس للأشعة فوق البنفسجية OPN5 في البشر والفئران" . بلوس واحد . 6 (10) هـ26388. بيب كود : 2011PLoSO...626388K . دوى : 10.1371/journal.pone.0026388 . بمك 3197025 . بميد 22043319 .  
  7. ↑ غالفاو، فينيسيوس كوستا؛ فانكهاوزر، كريستيان (أكتوبر 2015). " استشعار البيئة الضوئية في النباتات: المستقبلات الضوئية وخطوات الإشارة المبكرة" . الرأي الحالي في علم الأحياء العصبي . 34 : 46-53 . doi : 10.1016/j.conb.2015.01.013 . PMID 25638281. S2CID 12390801 .  
  8. ↑ كريستي، جون م.؛ بريغز، وينسلو ر. (13 أبريل 2001). "استشعار الضوء الأزرق في النباتات العليا*" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 276 (15): 11457-11460 . doi : 10.1074/jbc.R100004200 . ISSN 0021-9258 . PMID 11279226 .  
  9. ↑ بريغز، وينسلو ر.؛ أولني، مارغريت أ. (1 يناير 2001). "المستقبلات الضوئية في التطور الضوئي للنبات حتى الآن. خمسة فيتوكرومات، واثنان من الكريبتوكرومات، وفوتوتروبين واحد، وسوبركروم واحد" . علم وظائف النبات . 125 (1): 85-88 . doi : 10.1104/pp.125.1.85 . PMC 1539332. PMID 11154303 .