Optogenetica (din greacă optikós) se referă cel mai frecvent la o tehnică biologică care implică utilizarea luminii pentru a controla neuronii care au fost modificați genetic. Optogenetica este o metodă de control al activității unui neuron folosind ingineria genetică.

Majoritatea celulelor din corp mențin un gradient de încărcare (un dezechilibru în concentrația ionilor încărcați pozitiv și negativ) pe membranele lor celulare. Acest gradient creează un potențial electric polarizat sau tensiune. Neuronii sunt unul dintre puținele tipuri de celule care sunt excitabile electric, ceea ce înseamnă că atunci când suficient de ioni traversează membrana pentru a reduce dezechilibrul ionic la un prag specific, neuronul se declanșează.

Drept urmare, celula deschide rapid canalele ionice și permite ionilor să se grăbească în interior care inversează gradientul de încărcare. Când un neuron trage, semnalul electric este propagat pe o lungă extensie celulară numită axon către terminalul axonului, unde un neuron comunică prin eliberarea unor substanțe chimice numite neurotransmițători într-un spațiu mic între cele două celule, numit sinapsă. În consecință, neurotransmițătorii determină deschiderea canalelor ionice în neuronul vecin și procesul se repetă, transmitând semnalul pe un lanț de neuroni.

Optogenetica utilizează canale ionice speciale care se deschid și permit trecerea ionilor la expunerea la lumină de o anumită culoare. Aceste canale nu sunt prezente în majoritatea organismelor multicelulare, dar pot fi adăugate la celulele acestor animale folosind ingineria genetică. Spre deosebire de tehnicile anterioare de stimulare a neuronilor, care foloseau electrozi, optogenetica permite activarea precisă a tipurilor de celule specifice în care sunt introduse canalele ionice. Procesul de schimbare a informațiilor din codul genetic (planurile) unei ființe vii prin adăugarea sau ștergerea informațiilor.

Ingineria genetică este un proces în care oamenii de știință schimbă informațiile din codul genetic (planurile) unei vieți. În studiile optogenetice, oamenii de știință iau codul genetic al neuronilor pe care doresc să-i studieze și îi adaugă o nouă bucată de cod. Noul cod permite acestor neuroni să producă proteine ​​speciale, numite opsine. Proteine ​​care răspund la un anumit tip de lumină (de exemplu, ChR2 răspunde doar la lumina albastră). În neuroștiințe, aceste proteine ​​sunt utilizate pentru a controla activitatea neuronilor, care răspund la lumină. Opsinele apar în mod natural și au fost descoperite mai întâi în alge, care folosesc aceste proteine ​​pentru a le ajuta să se deplaseze spre lumină.

Sursa: https://foglets.com/optogenetics/