Œil Sclérotique Rétine Corné e Fovéa Humeur vitrée Cristallin Humeur aqueuse Point aveugle Cristallin Iris Cristallin Face antérieure Humeur aqueuse Sutures Face postérieure Cellules en ruban du cortex et du noyau Cornée Epithélium Ligament Muscle ciliaire Capsule antérieure Capsule postérieure Cellules cristalliniennes en ruban - les canaux d’échanges entre cellules – connexons et aquaporines cellules jointives incurvées L : 1 cm ; e : 4,5 m et l : 10 m)- http://www5.ac- Aquaporine lille.fr/~svt/svt/articles.php?lng=fr&pg=562 on observe très nettement les fibres constitutives du cristallin, aussi bien en coupe longitudinale (amas de fibres jointives parallèles) qu’en coupe transversale (amas Connexon d’hexagone). Photo de Karine Lamoureux Canaux transmembranaires permettant le passage de l’eau : aquaporines Autres canaux (connexons) pour le passage de divers métabolites (glucose,...) Eau Métabolites, ions L’organisation du cristallin et origine de la cataracte Perte d’adhérence entre 2 cellules voisines Espace intercellulaire rempli d’eau Rétine au niveau fovéa (macula) Photographie tirée de http://www.chups.jussieu.fr/polys/histo/histoP2/POLY.Chp.7.2.3&IMG94.html Rétine 1 : cellules photoréceptrices 2 : cellules bipolaires 3 : cellules ganglionnaires La rétine 3 2 1 70 m environ Structure centrale de la rétine humaine d’après Jeannerod – La Recherche, janvier 1974- nombre de photorécepteurs (x 10 3 /mm 2) 140 cônes bâtonnets 100 60 1,3° 1,3° 20 microns 100 200 100 0 100 200 fovéa 300 cellules ganglionnaires cellules bipolaires photorécepteurs Coupe rétine CHOROÏDE Zone pigmentée Zone ciliée (cônes et bâtonnets) Noyaux des cellules photoréceptrices Zone de fibres nerveuses et de synapses Noyaux des neurones bipolaires Zone de fibres nerveuses et de synapses Noyaux des neurones multipolaires Zone de fibres nerveuses Humeur vitrée Cellules visuelles : photorécepteurs ............... .......................... ............... ............... ............... ............... ............... Absorption des radiations lumineuses par les photorécepteurs Cône « bleu » 437nm Bâtonnet 498nm Cône « rouge » 564nm Absorbance relative Cône « vert » 533nm Longueur d’onde (nm) 400 450 500 550 600 650 700 700 600 500 400 Texte extrait du site de l’INRP « Il existe deux grands types de photorécepteurs : les bâtonnets, fonctionnant en faible éclairement, et les cônes, actifs seulement en fort éclairement. Chaque photorécepteur ne synthétise qu'un seul type de pigment. Tous les bâtonnets contiennent la même protéine appelée rhodopsine, ayant un maximum d'absorption à 496 nm. Par contre, il existe 3 types de cônes, chacun ayant une protéine (opsine) différente ; on qualifie ces cônes de S, M et L d'après les caractéristiques du spectre d'absorption de l'opsine qu'ils possèdent (opsine S ou Bleue : maximum d'absorption à 420 nm, opsine M ou verte : maximum d'absorption à 530 nm, (nm) opsine L ou rouge : maximum d'absorption à 560 nm). » Rhodopsine : la molécule d’opsine dans la membrane d’un disque de bâtonnet http://webvision.med.utah.edu/book/par t-ii-anatomy-and-physiology-of- the-retina/photoreceptors/ ; http://svt.ac-dijon.fr/schemassv t/ar ticle.php3?id_ar ticle=2869 chromophore, le 11- cis -rétinal. La structure tertiaire de la rhodopsine et celle des photopigments des cônes est similaire, les séquences et le nombre d’acides aminés sont différents. La rhodopsine compte 348 acides aminés Cytosol Cytosol P P HOOC P P P II I I V I II V V I PP Membrane du disque VI I N II Espace intra-disque Phospholipide Acides aminés Site de fixation du rétinal H Ac N Espace intra-disque Région contenant des oligosaccharides Sites d’interaction avec des protéines du cytoplasme Sites de phosphorylation Opsines M, L et S - comparaisonsChaque cercle représente 1 acide aminé- les acides aminés identiques entre les 2 opsines sont en blanc tandis que ceux qui diffèrent sont en rouge ou en bleu HOOC HOOC Cytosol Membrane plasmique H Ac N H Ac N N Comparaison entre opsine M et opsine S composition de la iodopsine (nb d’acides aminés) Opsine Cône S Cône M Cône L 348 364 364 N Gènes codant les opsines chez l’Homme, localisation Gène codant la rhodopsine Gène codant l’opsine S Pigment Gène codant l’opsine L Gène codant l’opsine M Chromosome 3 Localisation du gène Rhodopsine des bâtonnets Opsine L (ou « pigment rouge ») des cônes L Opsine M (ou « pigment vert ») des cônes M Opsine S (ou « pigment bleu ») des cônes S Gène R sur le chromosome 3 Gène L sur le chromosome X Gène M sur le chromosome X Gène S sur le chromosome 7 Chromosome X Chromosome 7 Famille multigénique des gènes des pigments rétiniens : origine –scénario Gène de l’opsine M Gène de l’opsine S Gène de l’opsine L Chromosome X Chromosome 7 Mutations Mutations Duplication et transposition Gène de la rhodopsine Chromosome 3 Mutations Chromosome 7 Chromosome 3 Temps Translocation Chromosome 3 ou 7 Duplication et transposition Mutations Mutations Chromosome 3 ou 7 Chromosome X Translocation Duplication et transposition Chromosome 3 ou 7 Gène ancestral des pigments rétiniens Localisation chromosomique des gènes des opsines L M M Chromosome X S Chromosome 7 Rho Chromosome 3 L M S Gènes des opsines (cônes) Rho Gène de la rhodopsine (bâtonnets) Trois types de cônes pour la vision des couleurs Gène de l’opsine S Pigments (protéines) Pigment Opsine S Cône bleu Gène de l’opsine M Gène de l’opsine L Opsine L Opsine M Cône vert Cône rouge Perception de toutes les couleurs, vision trichromatique Longueur d’onde (en nm) histoire des gènes ‘’opsines’’ http://www.inrp.fr/Acces/biotic/evolut/mecanismes/opsines/html/points.htm La vision des couleurs mobilise trois types de photorécepteurs rétiniens contenant un pigment photorécepteur constitué pour partie d’opsine les opsines sont des protéines photoréceptrices, elles permettent, dans les cellules visuelles, la conversion de la lumière en en signal nerveux Les séquences nucléotidiques des gènes codant les opsines matrice des différences (calcul d’après le logiciel Anagène) humaines sont très semblables. ces gène dérivent d’un même gène Ops. Vert Ops. rouge Ops. bleu ancestral et constituent donc une famille multigénique Ops. Vert 0 15 195 Les opsines sont donc des protéines homologues ainsi que les gènes Ops. rouge 0 199 qui les codent. Ops. bleu 0 L'arbre phylogénétique de quelques Primates permet de dater la dernière duplication à l'origine des gènes "rouge" et "vert" portés par le chromosome X. 0 Ouistiti Macaque Chimpanzé Homme 20 Ma chromosome 7 portant le gène codant pour l’opsine sensible au bleu 40 Ma singes du Nouveau Monde singes de l’Ancien Monde chromosome X portant les gènes codant pour les opsines sensibles au rouge et au vert Localisation chromosomique des gènes codant pour les opsines humaines 1) quelles innovations génétiques ont rendu possible l’existence des 3 gènes ‘’opsines’’ ? 2) placer ces innovations sur l’arbre et dater les approximativement 3) placer les ‘’ancêtres communs’’
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