As alterações químicas que ocorrem quando a luz atinge a retina do olho envolvem muitos fenômenos da química orgânica e da fotoquímica, área de estudo da físico-química. O ponto central para o entendimento do processo visual em escala molecular são dois fenômenos em particular: a absorção da luz pelos polienos conjugados (moléculas orgânicas com várias duplas ligações em série) e a interconversão de isômeros cis-trans.
A retina do olho humano contém dois tipos de células receptoras. Devido a seus formatos, estas células recebem o nome de bastonetes e cones. Os bastonetes estão localizados primordialmente na periferia da retina e são responsáveis pela visão com luminosidade reduzida. Estas células, entretanto, são "cegas" às cores e, portanto, vêem apenas as tonalidades de cinza. Os cones são encontrados principalmente no centro da retina e são responsáveis pela visão com luminosidade considerável. Também possuem os pigmentos que são responsáveis pela visão das cores.
Alguns animais não possuem cones ou bastonetes. As retinas dos pombos contém apenas cones. Assim, apesar de conseguirem distinguir as cores, estas aves enxergam apenas na brilhante luz do dia. As retinas das corujas, por outro lado, possuem apenas bastonetes; as corujas enxergam muito bem sob luminosidade reduzida mas são cegas às cores.
As alterações químicas que ocorrem nos bastonetes são muito melhor entendidas que aquelas que ocorrem nos cones. Por este motivo, vamos nos concentrar apenas no estudo da visão promovida pelos bastonetes.
Quando a luz atinge as células bastonetes, é absorvida por um composto denominado rodopsina. Esta substância, por sua vez, inicia uma série de eventos químicos que por fim resultam na transmissão de um impulso nervoso ao cérebro.
Nosso entendimento da natureza química da rodopsina e das mudanças conformacionais que ocorrem quando esta substância absorve luz é resultado em grande parte pelas pesquisas de George Wald e colaboradores, na Universidade de Harvard. As pesquisas de Wald iniciaram-se em 1933, quando era um estudante de graduação em Berlin; o estudo da rodopsina, entretanto, iniciou-se muito antes em outros laboratórios.
A rodopsina foi descoberta em 1877 pelo fisiologista alemão Franz Boll. Boll notou que a coloração vermelho-púrpura, inicialmente presente na retina de sapos, desapareceu pela ação da luz. O processo de supressão da cor levou primeiramente a uma retina amarelada e, posteriormente, a uma incolor. Um ano depois, outro cientista alemão, Willy Kuhne, isolou o pigmento vermelho-púrpura e o nomeou, devido à sua coloração, de Sehpurpur, ou "púrpura visível". O nome "púrpura visível" continua sendo comumente utilizado para rodopsina.
FORMAÇÃO DA RODOPSINA A PARTIR DO 11-cis-retinal e opsina
DÉBORA THIFANE
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