Descubren el proceso molecular que da origen a la visión

Todos sabemos cómo funciona el sentido de la vista. El ojo tiene un cristalino transparente que enfoca la luz que le llega del exterior para que llegue a la parte posterior del ojo, donde está la retina. Ésta convierte la energía lumínica en impulsos nerviosos que son conducidos al cerebro y luego interpretados. 

Ahora investigadores del Instituto Paul Scherrer PSI han descifrado los procesos moleculares que ocurren por primera vez en el ojo cuando la luz llega a la retina. Los procesos, que duran solo una fracción de una billonésima de segundo, son esenciales para la vista humana. El estudio ha sido publicado en la revista científica Nature.

Este proceso implica un cambio microscópico de una proteína en nuestra retina, y este cambio ocurre en un periodo de tiempo increíblemente pequeño: es el primer paso en nuestra percepción de la luz y en nuestra capacidad de ver. Los investigadores del PSI han logrado establecer exactamente lo que sucede después de la primera trillonésima de segundo en el proceso de percepción visual, con la ayuda del láser de electrones libres de rayos x SwissFEL de PSI.

En el corazón de la acción está nuestro receptor de luz, la proteína rodopsina, que en el ojo humano es producida por células sensoriales, los bastones, que se especializan en la percepción de la luz. Fijada en el medio de la rodopsina hay una pequeña molécula retorcida, el retinal, un derivado de la vitamina A. Cuando la luz incide sobre la proteína, el retinal absorbe parte de esa energía. Con la velocidad del rayo, cambia su forma tridimensional para que el interruptor en el ojo cambie de “apagado a “encendido”. Esto desencadena una cascada de reacciones cuyo efecto general es la percepción de un destello de luz. “Hace tiempo que conocemos el punto de partida y el producto final de la transformación de la retina, pero hasta ahora nadie ha podido observar en tiempo real exactamente cómo se produce el cambio en el pigmento visual rodopsina”, ha dicho Valérie Panneels, científica de la División de Investigación en Biología y Química de PSI.

El descubrimiento

Para Panneels, el momento clave llegó cuando se dieron cuenta de que la proteína absorbía parte de la energía de la luz para inflar brevemente una pequeña cantidad de sí misma, “como cuando nuestro pecho se expande al inhalar aire, para volver a contraerse poco después”, afirma. Durante esta etapa de “respiración”, la proteína pierde temporalmente la mayor parte de su contacto con la retina que se encuentra en su centro, porque, “aunque el retinar aún está conectado a la proteína por sus extremos, ahora tiene espacio para rotar y entonces la molécula rota, es como cuando un perro tiene la correa suelta y puede dar un tirón”, explica Panneels. Poco después, la proteína se contrae de nuevo y vuelve a sujetar firmemente la retina, excepto que ahora en una forma diferente más alargada.

La transformación del retinal hasta esta forma alargada solo toma un picosegundo, o una billonésima parte de segundo, lo que lo convierte en uno de los procesos más rápidos de toda la naturaleza.

 

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