Apa itu Fotoreseptor? — Biologi

Definisi 21.3 Biologi Sekolah Menengah Atas · Bab 21 — Mata dan Fotoreseptornya

Retinanya memuat dua macam sel fotoreseptor, yang dinamai menurut bentuknya. Sel batang, yang berjumlah sekitar 120 juta, menanggapi cahaya yang sangat redup tetapi semuanya dengan pigmen yang sama: sel itu memberi penglihatan dalam bayangan kelabu pada malam hari. Sel kerucut, yang berjumlah sekitar 6 juta, menuntut cahaya yang lebih terang dan hadir dalam tiga jenis, yang masing-masing berpigmen paling peka terhadap bagian spektrum yang berbeda: sel itu memberi penglihatan siang hari dan warna. Tiap fotoreseptornya memuat sebuah fotopigmen — yaitu protein, sebuah opsin, yang memegang molekul kecil penyerap cahaya yang berasal dari vitamin A — yang perubahan bentuknya saat menyerap sebuah foton memulai tanggapan listrik selnya.

Retina, dalam irisan. Cahayanya menyeberangi lapisan sel saraf yang bening dan mencapai fotoreseptor di belakangnya, yang ujung penyerap cahayanya menghadap menjauhinya; isyaratnya lalu berjalan maju, dari sel penerima ke sel bipolar lalu ke sel ganglion, yang serabutnya membentuk saraf optiknya.

Retina yang dilihat lewat pupilnya dengan sebuah oftalmoskop: cakram pucat tempat saraf optiknya keluar dan pembuluhnya masuk (yaitu bintik butanya), dan, lebih gelap dan di satu sisinya, foveanya tempat sel kerucutnya paling rapat.

Contoh

Contoh 21.5 (Kedua keganjilannya dijelaskan)

Bintang yang samar lenyap ketika ditatap langsung karena foveanya hanya punya sel kerucut, yang menuntut cahaya lebih banyak daripada yang disediakan bintangnya; jika ditengok dari samping, cahayanya jatuh pada sel batang, yang mengenalinya. Jaketnya kelabu pada malam hari karena sel batang yang melihatnya punya satu pigmen saja: sel itu dapat melaporkan berapa banyak cahayanya, bukan panjang gelombang mana. Warnanya adalah perbandingan antara ketiga jenis sel kerucutnya, dan sel kerucutnya bisu dalam gelap.

Contoh 21.7 (Membaca lengkungnya)

Cahaya $500\,\mathrm{nm}$ : kerucut S pada 8%, M pada 75%, L pada 40% — terlihat biru kehijauan. Cahaya $620\,\mathrm{nm}$ : S pada 0, M pada 10%, L pada 42% — merah. Orang tanpa kerucut L hanya menerima, bagi keduanya, sebuah nilai S dan sebuah nilai M, dan cahaya yang kedua memberi S 0, M 10: nyaris tak terbedakan dari hijau yang redup. Warna yang akan dibedakan jenis yang hilang itu meruntuh menjadi satu.

Baca dalam konteks →

Definisi 22.1 Biologi Universitas — Tahun 3 · Bab 22 — Fisiologi Tumbuhan Molekuler dan Tanggapan Tekanan

Tumbuhan mengindera cahaya dengan tiga keluarga protein, tidak satu pun berupa klorofil. Fitokrom adalah dimer berpigmen bilin yang disakelar cahaya merah ( $660\,\mathrm{nm}$ ) dari bentuk Pr yang tak aktif ke bentuk Pfr yang aktif, lalu kembali oleh merah-jauh ( $730\,\mathrm{nm}$ ); Pfr berpindah ke dalam intinya lalu menandai sebuah keluarga faktor transkripsi, yakni PIF, untuk dirombak, yang melepaskan gen perkembangan yang tumbuh di cahaya; di dalam gelap Pfr berbalik perlahan. Kriptokrom (biru, $450\,\mathrm{nm}$ ) adalah flavoprotein yang berkerabat dengan enzim perbaikan DNA, yang mengendalikan pengurangan etiolasi, jamnya, dan pembungaannya; fototropin (biru) adalah kinase selaput yang mengarahkan pembengkokan ke arah cahaya, yakni membukanya stomata dan gerakan kloroplas. Sebuah semai di dalam gelap teretiolasi — hipokotil panjang, kotiledon tertutup, tanpa klorofil, dengan segenap sumber dayanya dibelanjakan untuk mencapai permukaannya; cahaya menyakelarnya ke fotomorfogenesis, dan sakelarnya dilempar oleh Pfr dan kriptokrom yang menonaktifkan sebuah kompleks penekan tunggal (COP1) yang di dalam gelap memusnahkan faktor transkripsi acara cahayanya. Cahaya dengan demikian dibaca dua kali: sebagai tenaga, oleh kloroplasnya, dan sebagai isyarat, oleh reseptor yang peka pada fluks foton sejuta kali lebih kecil.

Semai yang ditumbuhkan dalam gelap dan dalam cahaya: genom yang sama, dua acara perkembangan, dan perbedaannya adalah sebuah foton merah tunggal yang diserap fitokrom.

Contoh

Contoh 22.5 (Gravitropisme dan fototropisme)

Baringkanlah sebuah semai pada sisinya. Di dalam tudung akarnya, plastid padat berisi pati mengendap ke sisi bawah yang baru pada sel kolumelanya dalam hitungan menit; pengusung PIN3 sel itu berpindah ke muka bawahnya; auksinnya mengalir lebih banyak menuruni sayap bawah akarnya, tempat ia, karena di atas optimum bagi sel akarnya, menghambat pemanjangan, lalu akarnya melengkung ke bawah. Pada tunasnya, aliran ke samping yang sama ke sisi bawahnya justru mendorong pemanjangan (optimum sel tunasnya lebih tinggi), lalu tunasnya melengkung ke atas. Fototropisme: fototropin pada sisi yang tersinari sebuah tunas mengubah penaruhan PIN sehingga auksinnya menimbun pada sisi yang ternaungi, yang tumbuh lebih cepat, lalu membengkokkan tunasnya ke arah cahayanya. Kedua gerakannya lambat — berjam-jam — sebab keduanya pertumbuhan, bukan gerak, dan keduanya tak terpulihkan pada jaringan yang telah tumbuh. Darwin (1880) menunjukkan bahwa pucuk sebuah semai rumput menanggapi cahayanya dan daerah di bawahnya membengkok; Went (1928) mengumpulkan pengaruhnya di dalam sebuah balok agar yang ditaruh pada sebuah pucuk yang dipotong lalu menunjukkan bahwa sebuah balok yang ditaruh tidak setangkup pada sebuah tunas yang dipenggal membuatnya membengkok: pengaruhnya berupa sebuah zat yang dapat membaur, yang lalu dinamai auksin.

Contoh 22.9 (Jam tumbuhan dan panjang harinya)

Tumbuhan memelihara sebuah jam sirkadia dengan rancangan yang sama seperti jam hewan dan dari bagian yang tak berkerabat: faktor paginya (CCA1, LHY) menekan sebuah gen petang (TOC1) yang produknya menekan mereka, dengan gelung lanjutan yang membuat sebuah daur 24 jam yang tangguh bahkan di dalam cahaya tetap, yang mendahului fajar dengan membuka stomatanya dan menyalakan gen fotosintesisnya sejam sebelum mataharinya. Keluaran jamnya yang paling berakibat adalah pengukuran panjang harinya. Pada Arabidopsis, yakni sebuah tumbuhan hari panjang, jamnya membuat protein CONSTANS menimbun pada sore hari; pada sebuah hari panjang, sore itu masih tersinari, fitokrom dan kriptokrom memantapkan proteinnya, lalu ia menyalakan FT di daunnya; pada sebuah hari pendek, proteinnya dibuat dalam gelap lalu dimusnahkan. Protein FT, yakni florigen yang dikejar percobaan pencangkokan sejak Chailakhyan (1936), mengembara di dalam floemnya ke pucuk tunasnya lalu, bersama sebuah pasangan di sana, mengubah pucuknya dari membuat daun menjadi membuat bunga. Tumbuhan hari pendek (padi, kedelai) memakai jam yang sama dengan tandanya dibalik. Sebuah tumbuhan dengan demikian membaca penanggalannya dengan membandingkan sebuah irama dalamnya dengan cahaya luarnya — yakni “kebetulan luar” yang diusulkan Bünning pada tahun 1936 dan yang dijadikan harfiah genetika molekuler tujuh puluh tahun kemudian.

Baca dalam konteks →

Contoh

Contoh

Istilah terkait