Il ruolo fondamentale delle opsine negli animali in relazione alla visione, alla fototassi, ai ritmi circadiani e ad altre risposte legate alla luce è ampiamente riconosciuto. Queste proteine interagiscono con sostanze reattive e, una volta prodotte nei neuroni, rendono le membrane cellulari sensibili alla luce.
Le opsine, anche conosciute come pigmenti visivi, sono tipicamente recettori accoppiati alle proteine G (GPCR). Nei vertebrati, si distinguono quattro tipi di opsine presenti nei bastoncelli e nelle cellule coniche, responsabili della visione e di funzioni non visive come la regolazione dei ritmi circadiani.
Le opsine sono costituite da opsina, una proteina transmembrana con sette alfa eliche, e da una retina cromofora derivata dalla vitamina A. L’attivazione dell’opsina avviene quando la retina subisce una modifica conformazionale in seguito all’assorbimento della luce. Le varie tipologie di opsine si differenziano per le funzioni molecolari, il modo in cui si accoppiano alle cascate di trasduzione del segnale mediata dalle proteine G e le attività della fotoisomerasi.
Oltre al contributo nella visione, le opsine svolgono ruoli significativi in diversi tessuti per processi come la pigmentazione cutanea, la crescita dei capelli, la maturazione delle gonadi e il controllo dei ritmi circadiani. Recenti ricerche hanno anche evidenziato funzioni non legate alla luce, come la trasduzione di stimoli sensoriali e azioni di pulizia all’interno delle cellule.
Nei volatili, le opsine non visive influenzano la riproduzione stagionale, mentre nei pesci sono coinvolte nello sviluppo neurale. Nei mammiferi, le opsine mostrano capacità di rilevamento della luce al di fuori degli occhi, grazie alla presenza di varie opsinie non strettamente legate alla visione.
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