Il processo attraverso il quale la luce innesca l’azione biologica nei batteri è noto come fotoricezione. Implica l’interazione della luce con proteine ​​fotorecettrici specializzate, la successiva trasduzione del segnale luminoso e, infine, la generazione di una risposta cellulare. Ecco una panoramica dei passaggi chiave:

1. Assorbimento della luce:i batteri contengono specifiche proteine ​​fotorecettrici che assorbono l'energia luminosa. Queste proteine ​​si trovano tipicamente nella membrana cellulare o nel citoplasma. I fotorecettori possono essere classificati in diversi tipi in base al loro cromoforo, il pigmento che assorbe la luce. I cromofori comuni nei fotorecettori batterici includono flavine, retinale e batterioclorofilla.

2. Isomerizzazione del cromoforo:dopo aver assorbito un fotone di luce, il cromoforo subisce un cambiamento conformazionale o isomerizzazione. Questa isomerizzazione innesca una serie di eventi all'interno della proteina fotorecettore, avviando la trasduzione del segnale luminoso.

3. Trasduzione del segnale:i cambiamenti conformazionali nella proteina dei fotorecettori portano all'attivazione delle vie di segnalazione a valle. Ciò può comportare interazioni con altre proteine, come chinasi, fosfatasi e fattori di trascrizione, che amplificano e trasmettono il segnale luminoso in tutta la cellula.

4. Risposta cellulare:la trasduzione del segnale luminoso si traduce infine in una risposta cellulare. Ciò può includere cambiamenti nell’espressione genetica, nell’attività enzimatica, nel metabolismo, nella motilità o in altri comportamenti. Ad esempio:

- Nei batteri fotosintetici, la luce innesca la fotosintesi attivando la sintesi degli enzimi coinvolti nella conversione dell'energia luminosa in energia chimica.

- In alcuni batteri fototrofici, la luce può regolare l'espressione dei geni coinvolti nella sintesi dei pigmenti, consentendo ai batteri di adattarsi alle diverse condizioni di luce.

- In alcuni batteri fototattici, la luce può influenzare il movimento cellulare controllando la direzione della rotazione flagellare, guidandoli verso o lontano dalla sorgente luminosa.

La fotoricezione batterica consente loro di percepire e rispondere ai cambiamenti nell'ambiente luminoso e di regolare di conseguenza vari processi cellulari. È fondamentale per la loro sopravvivenza, adattamento e interazione con l’ambiente circostante.