I fotorecettori convertono, o trasducono, l’energia luminosa in modificazioni del potenziale di membrana. Nel fotorecettore la stimolazione luminosa del fotopigmento attiva le proteine G che, a loro volta, attivano un enzima effettore capace di modificare la concentrazione citoplasmatica della molecola del secondo messaggero. Questa modificazione provoca la chiusura dei canali ionici di membrana, alterando il potenziale di membrana.
Ciascuna molecola di fotopigmento attiva molte proteine G e ciascuna proteina G attiva molte molecole di enzima; questa cascata biologica permette l’amplificazione del segnale, conferendo al nostro sistema visivo la capacità di rilevare persino un singolo fotone che è l’unità elementare di energia luminosa. I fotorecettori sono sempre depolarizzati al buio a causa di una corrente di Na+ entrante, la cosiddetta corrente al buio. Il sodio entra nei fotorecettori attraverso un canale GMPc-dipendente (guanosinmonofosfato ciclico-dipendente). La luce porta all’attivazione di un enzima che degrada il GMPc, facendo perciò cessare la corrente di Na+ ed iperpolarizzando la cellula.
Dunque, i fotorecettori si iperpolarizzano in risposta alla luce. La risposta di iperpolarizzazione è innescata dall’assorbimento di radiazione elettromagnetica da parte di un fotopigmento di membrana, chiamato rodopsina, che si trova nel segmento esterno dei bastoncelli. La rodopsina consiste in una proteina con sette alfa eliche, chiamate opsine, ed una piccola molecola derivante dalla vitamina A, chiamata retinale. Il retinale subisce una modificazione nella sua conformazione atomica quando assorbe luce, attivando in tal modo l’opsina.
