بینش بیشتر در مورد نحوه عملکرد بینایی – ScienceDaily

[ad_1]

دانشمندان PSI یک جزء مهم چشم را روشن کرده اند: پروتئینی در میله های شبکیه که به ما کمک می کند در نور کم ببینیم. این پروتئین که به عنوان یک کانال یونی در غشای سلول عمل می کند، مسئول انتقال سیگنال نوری از چشم به مغز است. اگر یک بیماری ژنتیکی عملکرد مولکولی فرد را مختل کند، کور می شود. دانشمندان ساختار سه بعدی پروتئین را رمزگشایی کرده اند و راه را برای درمان های پزشکی نوآورانه هموار کرده اند. این مطالعه در مجله علمی منتشر شد طبیعت زیست شناسی ساختاری و مولکولی.

جاکوپو مارینو، زیست شناس در آزمایشگاه تحقیقاتی بیومولکولی PSI توضیح می دهد: به لطف سلول های میله ای شکل در چشمانمان، می توانیم ستارگان را در آسمان شب رصد کنیم. این سلول‌های عکس آنقدر به نور حساس هستند که می‌توانند حتی یک فوتون را که از نقطه‌ای بسیار دور از جهان به ما می‌رسد را تشخیص دهند – یک دستاورد واقعاً شگفت‌انگیز. توانایی مغز ما در ترجمه نهایی این پرتوهای نور به تأثیرات بصری تا حدی به دلیل کانال های یونی نوکلئوتیدی چرخه ای (CNGs) است که ساختار سه بعدی آنها اکنون توسط یک گروه تحقیقاتی PSI به رهبری جاکوپو مارینو روشن شده است.

کانال یونی به عنوان یک دروازه بان عمل می کند که کنترل می کند آیا ذرات خاص در داخل سلول گیرنده مجاز هستند یا خیر. این در پوسته غنی از پروتئین – غشای سلولی – سلول های میله ای شکل تعبیه شده است. در تاریکی، کانال یونی و در نتیجه دروازه سلول کاملاً باز است. اما هنگامی که نور به چشم برخورد می کند، مجموعه ای از فرآیندها را در سلول های میله ایجاد می کند. این در نهایت باعث بسته شدن دروازه می شود و در نتیجه ذرات دارای بار مثبت مانند یون های کلسیم دیگر نمی توانند وارد سلول شوند.

این سیگنال الکتروشیمیایی از طریق سلول های عصبی در قشر بینایی مغز ادامه می یابد، جایی که یک اثر بصری ایجاد می شود – مانند رعد و برق. جاکوپو مارینو گفت: ایده حل ساختار این کانال به تقریباً 20 سال پیش برمی گردد، زمانی که گبهارد شرترلر و بنجامین کاوپ قبلاً در این موضوع با هم همکاری می کردند. هر دو از نویسندگان مشترک مطالعه جدید هستند.

استقامت نتیجه داد

دکتر دایان بارت ابتدا مجبور شد پروتئین کانال را از چشم گاوهایی که از یک کشتارگاه تحویل داده شده بودند استخراج کند، فرآیندی پیچیده و دشوار. بارت توضیح می دهد: “این یک کار بسیار چالش برانگیز بود زیرا پروتئین بسیار حساس است و خیلی سریع تجزیه می شود. علاوه بر این، فقط در مقادیر کم در مواد اولیه موجود است.” دو سال طول کشید تا پروتئین کافی برای اثربخشی دریافت شود. جاکوپو مارینو با خنده می گوید: «ما هر دو آنقدر سرسخت بودیم که نمی توانستیم تسلیم شویم. اما در نهایت این سرسختی نتیجه داد.»

سپس محققان از میکروسکوپ کرایو الکترونی برای آشکار کردن ساختار سه بعدی کانال یونی استفاده کردند. دایان بارت می گوید: “برخلاف مطالعات قبلی در مورد ساختار کانال یونی، ما پروتئین طبیعی موجود در چشم را مطالعه کرده ایم. بنابراین، ما به شرایط واقعی موجود در موجودات زنده بسیار نزدیکتر هستیم.”

یکی از دلایلی که درک واضح تر از ساختار طبیعی پروتئین مجرای مهم است، پیشرفت توسعه درمان برای بیماری های ژنتیکی است که درمان شناخته شده ای برای آنها وجود ندارد، مانند رتینیت پیگمانتوزا. در این بیماری گیرنده های نوری به تدریج می میرند و افراد را نابینا می کنند. یکی از دلایل احتمالی این است که بدن به دلیل نقص ژنتیکی قادر به تولید صحیح پروتئین در کانال CNG نیست. در نتیجه با برخورد نور به چشم کانال یونی به طور کامل بسته نمی شود و تعادل الکتروشیمیایی سلول را مختل می کند و باعث مرگ سلول می شود.

جاکوپو مارینو توضیح می‌دهد: «اگر بتوانیم مولکول‌هایی را پیدا کنیم که بر پروتئین تأثیر بگذارند به گونه‌ای که کانال به طور کامل بسته شود، می‌توانیم از مرگ سلولی جلوگیری کنیم – و بنابراین از کور کردن افراد جلوگیری کنیم». اکنون که محققان ساختار دقیق پروتئین را شناسایی کرده اند، می توانند به طور خاص به دنبال چنین مولکول هایی بگردند.

مانع اضافی

پروتئین از چهار قسمت تشکیل شده است: سه دسته از زیر واحد A و یک دسته از زیر واحد B. یک کانال یونی با عملکرد مناسب تنها در این ترکیب امکان پذیر است. در مطالعه خود، محققان PSI نشان می دهند که چرا به نظر می رسد زیرواحد B چنین نقش مهمی را ایفا می کند: یک بازوی جانبی پروتئین – یک اسید آمینه – از بقیه پروتئین به عنوان مانعی از طریق یک پورتال بیرون زده است. این امر مسیر عبور کانال را تا جایی که یون ها نمی توانند از آن عبور کنند باریک می کند.

دایان بارت می گوید: “هیچ کس انتظار چنین چیزی را نداشت – این کاملاً غافلگیرکننده بود.” گلوگاه های دیگری هم اکنون در واحد A وجود دارد – به عنوان دروازه های اصلی – که قبلاً تصور می شد تنها آنها باشند. جالب است بدانید که مانع اضافی نه تنها در پروتئین چشم گاو یافت می شود، بلکه به نظر می رسد همانطور که دانشمندان نشان داده اند برای همه گونه های حیوانات نیز صدق می کند. فرقی نمی کند کروکودیل باشند، عقاب یا انسان – همه موجودات زنده با کانال یونی در چشم دارای آمینو اسید برجسته یکسانی در این موقعیت در پروتئین هستند. از آنجایی که در طول تکامل به طور مداوم حفظ شده است، باید برای عملکرد کانال ضروری باشد.

منبع تاریخ:

مواد ارائه شده توسط موسسه پل شرر. اصل، نوشته بریژیت اوسترات. توجه: محتوا را می توان برای سبک و طول ویرایش کرد.

[ad_2]

https://20khababr.ir
https://afkharebartar.ir
https://akhabarebartar.ir
https://andnews.ir
https://avatefepak.ir
https://baranmajale.ir
https://behtaringam.ir
https://daltek.ir
https://elmitarin.ir
https://fardayeashena.ir
https://forbos.ir
https://foxirani.ir
https://gisoon.ir
https://hodhodirani.ir
https://iranisard.ir
https://kahkashani.ir
https://lasttimes.ir
https://lilaki.ir
https://livejame.ir
https://magirani.ir
https://majaleiranian.ir
https://mervina.ir
https://mineralnews.ir
https://modirezard.ir
https://momon.ir
https://moniseh.ir
https://nationaliran.ir
https://netcrafti.ir
https://news-single.ir
https://newsexpress.ir
https://newslife.ir
https://newsspot.ir
https://newsteen.ir
https://nikmag.ir
https://officemag.ir
https://okaziyon.ir
https://one-news.ir
https://pandamag.ir
https://parsroids.ir
https://patris-fun.ir
https://senatornews.ir
https://seratmag.ir
https://sibala.ir
https://sohanian.ir
https://sosokan.ir
https://tazekhabari.ir
https://technoirani.ir
https://timesirani.ir
https://yamorani.ir
https://yandexkhabari.ir
https://abdoosnews.ir
https://zehnenoandinsh.ir
https://abestanews.ir
https://abtinnews.ir
https://akhbarebartaaar.ir
https://akhbaremaaaa.ir
https://akhbareshomaaa.ir
https://akhshijnews.ir
https://atrinnews.ir
https://atroticnews.ir
https://atshnews.ir
https://bashariatemrooz.ir
https://dastesalamatt.ir
https://dostemansalam.ir
https://elementorsite.ir
https://emrooztafahom.ir
https://ensanedirooooooz.ir
https://etelaresankhabar.ir
https://examplenews.ir
https://fardaalefba.ir
https://gisooyekhabar.ir
https://halohekayatha.ir
https://hashtadonoh.ir
https://hekayatfardayeemaaa.ir
https://honarmandkhabar.ir
https://istgaheshomareyek.ir
https://ketabkhoooon.ir
https://kimyagaaaar.ir
https://markazeakhbar.ir
https://masternewss.ir
https://mohamadrezasite.ir
https://morvarideasia.ir
https://mramins.ir
https://naserinews.ir
https://nasermr.ir
https://newsamins.ir
https://newsatropat.ir
https://newscenterals.ir
https://newsmineral.ir
https://newsouls.ir
https://newspishgamannn.ir
https://newssalam.ir
https://newsshans.ir
https://newsworlds.ir
https://parinews.ir
https://patris-music.ir
https://poshtibannews.ir
https://powernewss.ir
https://recordejadid.ir
https://salamnewws.ir
https://23ncfst.ir/
https://amiran-carpet.ir/
https://armanenergytec.ir/
https://blogenews.ir/
https://blogkhoon.ir/
https://bvfars.ir/
https://charsounews.ir/
https://chsnews.ir/
https://dezfil.ir/
https://dmwebmaster.ir/
https://dota2news.ir/
https://erfanhd.ir/
https://etminan110.ir/
https://faratarazkhabar.ir/
https://farsgardi20.ir/
https://footynews.ir/
https://goto98.ir/
https://ilyarkhabar.ir/
https://ir2khabar.ir/
https://iranalmanac.ir/
https://irandaryafest.ir/
https://khabarehaft.ir/
https://khabarontime.ir/
https://lolsms.ir/
https://maadgig.ir/
https://masoudtb.ir/
https://mp3news.ir/
https://music-ha.ir/
https://nakhlestankhabar.ir/
https://newcharge.ir/
https://news-links.ir/
https://news180.ir/
https://pimn.ir/
https://prmf.ir/
https://pvnews.ir/
https://rejawnews.ir/
https://sahab-co.ir/
https://samanbarg.ir/
https://semanews.ir/
https://shirinonews.ir/
https://soheilesonghor.ir/
https://tacity.ir/
https://taktanews.ir/
https://tarabaranmag.ir/
https://telegram-persian.ir/
https://tfcenter.ir/
https://trika.ir/
https://velninews.ir/
https://vidnaz.ir/
https://wajnews.ir/
https://your-news.ir/
https://zangannews.ir/
https://2016downloadnew.ir/
https://paxsolomusic.ir/
https://daryamedia.ir/
https://andikakhabar.ir/
https://seo-pbn.ir/
https://ghezelwich.ir
https://panaztebtabriz.ir
https://shayna-net.ir
https://kanooneslamshahr.ir
https://raynuts.ir
https://honare2.ir
https://itsama.ir
https://flingpet.ir
https://foreverpro.ir
https://fraeesi.ir
https://gkhabar.ir
https://18amlak.ir
https://pooyesh-khabar.ir
https://matsef.ir
https://photo-land.ir
https://tabarestan118.ir
https://disachain.ir
https://chikaapp.ir
https://mahestan18.ir
https://radyaabkala.ir
https://c-civil.ir
https://saeeed.ir
https://copytops.ir
https://modirsearch.ir
https://shz1music.ir
https://m-khosravi.ir
https://iranhayashi.ir
https://iranian-dress.ir
https://gigblog.ir
https://basitcg.ir
https://mashhadhekmat.ir
https://rahetamin.ir
https://radolyamani.ir
https://bnemati.ir
https://face-wood.ir
https://tourvare.ir
https://centertasisat.ir
https://bidarirafsanjan.ir
https://namahaa.ir
https://30pp.ir
https://script-tabadol-link.ir
https://simayesarbedar.ir
https://pakdashtiha.ir
https://rentacars.ir
https://2019movies.ir
https://ekar24.ir
https://saber-ramezani.ir
https://teb-saharsina.ir