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Vol. 121. Núm. 4.
Páginas 0-160 (Junio 2003)
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Vol. 121. Núm. 4.
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Estructura de la rodopsina: luz en las sombras de las degeneraciones retinianas
Rhodopsin structure: some light into the shadows of retinal degenerations
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Joan Manyosaa, Anna Andrésa, Víctor Buzóna, Pere Garrigab
a Unitat de Biof??sica. Departament de Bioqu??mica i de Biologia Molecular. Universitat Aut??noma de Barcelona. Barcelona.
b Escola d'??ptica i Optometria de Terrassa. Departament d'Enginyeria Qu??mica. Universitat Polit??cnica de Catalunya. Terrassa. Barcelona. Espa??a.
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Fig. 1. Modelo de la estructura secundaria de la rodopsina basado en Palczewski et al#3#. El cromóforo 11-cis-retinal está unido a la proteína mediante una PSB a la Lys296. Los residuos marcados con un círculo indican la posición de las mutaciones asociadas a RP. En negro se indican las mutaciones encontradas en pacientes españoles.
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La retinosis pigmentaria comprende un grupo muy importante de enfermedades degenerativas de la retina, dentro del amplio conjunto de las retinopatías hereditarias, para las cuales no existe curación en la actualidad. Las mutaciones en diversas proteínas relacionadas con el metabolismo de las células fotorreceptoras y el proceso de fototransducción visual se encuentran en el origen de esta enfermedad. La rodopsina, fotorreceptor responsable de la absorción de luz y proteína fundamental en las primeras etapas del proceso visual, es una de las moléculas más estudiadas de la retina. Las mutaciones en el gen de la opsina son responsables del 25% de todos los casos de la forma autosómica dominante de la retinosis pigmentaria. La reciente cristalización de este receptor en su estado inactivo ha puesto de manifiesto nuevos detalles estructurales que permiten avanzar en la comprensión de los mecanismos intra e intermoleculares en los que la proteína participa como consecuencia de su activación. Asimismo, el estudio in vitro mediante diversas técnicas espectroscópicas y funcionales de rodopsinas con mutaciones detectadas previamente en pacientes con retinosis pigmentaria permite entender cuáles deben ser los requerimientos estructurales mínimos de la molécula para su funcionamiento correcto, así como los defectos que subyacen en el mecanismo molecular desencadenante de la muerte de las células fotorreceptoras. En este trabajo se presentan los principales aspectos de las investigaciones realizadas en los últimos años en este campo. La información molecular obtenida ha de facilitar el avance en la obtención de posibles soluciones terapéuticas para diversas enfermedades degenerativas de la retina, en particular de la retinosis pigmentaria.
Palabras clave:
Rodopsina
Estructura tridimensional
Fototransducción visual
Degeneraciones retinianas
Retinosis pigmentaria
Retinitis pigmentosa is a group of retinal degenerative diseases, within the broad family of hereditary retinopathies, for which there is no cure at present. Mutations in different genes coding for proteins related to the metabolism of photoreceptor cells, and to the visual phototransduction cascade, are the cause of this disease. Rhodopsin, the photoreceptor protein responsible for light absorption--and key in the first stages of vision--is one of the most studied molecules of the retina. Mutations in the opsin gene account for about 25% of all cases of autosomal dominant retinitis pigmentosa. Recent crystallization of this receptor in its inactive dark state has revealed new structural details yielding further insights into the intra and intermolecular mechanisms in which the protein is involved as a result of its activation. Furthermore, the in vitro study of recombinant rhodopsins carrying mutations previously found in retinitis pigmentosa patients (by means of spectroscopic and functional techniques) has shed new light on the structural requirements for its correct function, as well as the molecular defects underlying the mechanism of photoreceptor cell death. In this study, the main findings of the recent investigations carried out in this field are presented. The relevant information obtained at the molecular level is bound to facilitate our understanding of the molecular processes that will allow suitable therapies for different retinal degenerative diseases, particularly retinitis pigmentosa, to be proposed.
Keywords:
Rhodopsin
Three-dimensional structure
Visual phototransduction
Retinal degeneration
Retinitis pigmentosa

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