El rojo y el verde no parecen colores particularmente parecidos a primera vista, pero la forma en que el ojo los trata es sorprendentemente similar.
Un nuevo estudio publicado en Science, dirigido por bioquímicos del Instituto de Tecnología de Nagoya en Japón, ha revelado cuán cerca están realmente a nivel molecular.
El equipo encontró que solo se necesitan diferencias en tres aminoácidos para sintonizar los conos en la retina y ser sensibles a la luz roja o verde.
El descubrimiento podría ayudar a explicar por qué el daltonismo rojo y verde es tan común y potencialmente conducir a nuevas formas de tratarlo.
“Este estudio informa sobre las primeras estructuras tridimensionales de los pigmentos visuales de los conos sensibles al rojo y al verde de los primates en su estado oscuro”, dice Kota Katayama, bioquímico del Instituto de Tecnología de Nagoya.
“A largo plazo, este conocimiento puede ayudar a los investigadores a comprender cómo las variaciones genéticas alteran la percepción del color y contribuyen a las deficiencias en la visión del color y otros trastornos visuales”.
Los humanos somos lo que se conoce como tricrómatas, lo que significa que tenemos tres tipos de células cónicas en la retina.
Todos estos son sensibles a diferentes longitudes de onda de luz (roja, verde y azul) y cuando se combinan millones de ellos, nos permite disfrutar de todos los colores familiares del arco iris.
Por supuesto, no todos los animales tienen la misma configuración.
Los perros son dicromáticos y ven con atención los amarillos y los azules, pero les faltan los rojos y los verdes. Mientras tanto, las aves cuentan con una visión tetracromática, lo que les da acceso a un mundo de colores completamente nuevos que ni siquiera podemos imaginar.
Pero según el nuevo estudio, deberíamos considerarnos afortunados de poder distinguir entre una Granny Smith y una Red Delicious.
Todos los conos del ojo humano absorben la luz utilizando la misma molécula básica, conocida como 11-cis-retinal. Las diferencias en las longitudes de onda que absorben y los colores que vemos como resultado se reducen a pequeñas variaciones en la estructura de la proteína.
“Los pigmentos sensibles al rojo y al verde son particularmente intrigantes: difieren sólo en unas pocas posiciones de aminoácidos, pero sus picos de absorción de luz están separados por unos 30 nanómetros, lo que permite la discriminación del color rojo-verde”, escriben los investigadores.
“Al combinar la microscopía crioelectrónica con la espectroscopia vibratoria y el modelado químico cuántico, nuestro objetivo era aclarar cómo los pigmentos de los conos ajustan su sensibilidad espectral”.
Para investigar, los investigadores recurrieron al macaco cangrejero (Macaca fascicularis), una especie de primate que tiene una visión tricromática muy similar a la de los humanos. Tomaron imágenes de microscopio crioelectrónico de los pigmentos de los conos rojo y verde de los macacos y luego crearon modelos digitales de ellos.
Luego, el equipo utilizó estas versiones digitales para simular lo que sucedería con versiones ligeramente diferentes de las proteínas y cómo eso afectaba la absorción de luz.
Al final, los científicos descubrieron que casi toda la diferencia de 30 nanómetros entre los picos rojo y verde podría atribuirse a variaciones en sólo tres aminoácidos: A180S, F277Y y A285T.
Curiosamente, el equipo descubrió que estos aminoácidos no ajustaban a qué colores era sensible un cono al cambiar la forma física de las proteínas.
En cambio, parecen alterar el entorno electrostático que los rodea, lo que luego cambia qué longitudes de onda se absorben y en qué medida.
Este examen minucioso también reveló una nueva estructura que puede explicar por qué su visión del color no se “desgasta” después de un tiempo en una habitación luminosa.
Se sabe que las células de los conos se regeneran rápidamente después de la estimulación con luz, y esto podría deberse a una nueva “abertura” en la estructura del pigmento que encontró el equipo. Esta abertura no está presente en la rodopsina, el pigmento que utilizan los bastones del ojo para permitirle ver en condiciones de poca luz.
Relacionado: Los científicos dicen que encontraron un nuevo color que los humanos nunca antes habían visto
“Estos hallazgos conectan diferencias funcionales de larga data en la visión del color con características estructurales concretas”, escriben los investigadores.
“Pequeños cambios de secuencia sintonizan el color al remodelar el campo electrostático que actúa sobre el cromóforo de la retina, mientras que las distintas vías de acceso a la membrana permiten un intercambio eficiente del cromóforo y una recuperación rápida”.
La investigación fue publicada en la revista Science.
Este artículo fue verificado por Rachel Garner y editado por Peter Dockrill. Si bien nos enorgullecemos de nuestro proceso, somos humanos. Si detecta un error, háganoslo saber.