word - Physique

Thème 1 Chapitre 7
Activité 2 : Isomérie et vision
La rétine est la partie photosensible de l’œil. Elle est constituée d’une juxtaposition de cellules photosensibles de deux types, les cônes et les
bâtonnets. Il existe trois types de cônes : rouges, bleus et verts. Ces cônes sont sensibles à la lumière de forte intensité et permettent de voir les
couleurs. Les bâtonnets s’adaptent eux aux faibles quantités de lumière et permettent donc une vision nocturne.
Toute variation lumineuse entraîne une succession de réactions photochimiques et biochimiques engendrant un signal électrique transmis au
cerveau via le nerf optique. Le cerveau analyse le message nerveux et en forme une image nette colorée, si l’œil n’a pas de défauts.
Les protéines interagissant avec la lumière se trouvent au niveau du
segment externe des cônes et des bâtonnets.
Il s’agit de la rhodopsine dans le cas des bâtonnets et des photopsines
(ou iodopsines) dans le cas des cônes.
Les photopsines et rhodopsine fonctionnent toutes deux suivant un
schéma similaire. Intéressons nous au fonctionnement de la rhodopsine.
Les rhodopsines sont en fait composées de deux entités :
- Une molécule de rétinal
- et l’opsine, une protéine membranaire.
Dans l’obscurité, le rétinal (dont la formule topologique est donnée ci-
dessous) existe sous une configuration Z, seule à pouvoir se fixer à
l’opsine.
Par absorption d’un photon, le rétinal Z est capable de s’isomériser en
rétinal E qui, lui, ne peut pas se lier à l’opsine. Cette réaction
photochimique (c’est-à-dire qui a lieu sous l’effet de la lumière) est
appelée une photoisomérisation ou isomérisation photochimique. Elle
entraîne une modification de la conformation de l’opsine, ce qui
déclenche des réactions métaboliques permettant la propagation de
l’influx nerveux jusqu’au cerveau.
Lorsque le rétinal ne reçoit plus de stimulus lumineux, des enzymes refont passer le rétinal dans la configuration Z.
C’est donc un phénomène de photoisomérisation qui est à l’origine d’un influx nerveux qui va déclencher le mécanisme de la vision.
Sources :
Campbell (1995) Biologie-3ème édition. Editions de Boeck : Bruxelles.
Wikipédia – Articles sur la rétine, le rétinal, la rhodopsine, la iodopsine. Consultés le 30/11/2013
Questions
1. Les molécules de rétinal forment des cristaux de couleur orangée. Expliquer pourquoi ils sont colorés d’après leur structure.
2. Les molécules de rétinal ont une sensibilité maximale dans le vert (λ = 510 nm). Cela vous semble-t-il cohérent ? Justifier votre réponse.
3. Sur la figure, surligner la double liaison où a lieu la photoisomérisation.
4. Sur la figure, la molécule A correspond-t-elle à la configuration Z ou E ? Justifier (et pas seulement en vous référant au texte).
5. Pourquoi selon vous est-il nécessaire que le rétinal absorbe un photon pour changer de configuration ?
Zoom sur une partie de la rétine 1