Lo stigma , a volte chiamato eyepot dalla traduzione letterale dall'inglese eyespot , è un fotorecettore organello specifico di alcune cellule flagellate ( mobili ) di alghe verdi e altri organismi fotosintetici unicellulari e li rende sensibili alla luce . Pertanto, a seconda della sua direzione e intensità , questi organismi possono avvicinarsi ( fototassi positiva) o allontanarsi da essa ( fototassi negativa). È anche responsabile del "foto-shock", o risposta fotofobica , che si osserva quando queste cellule vengono brevemente esposte a una luce intensa: le cellule si fermano, si ritirano un po 'e riprendono a nuotare in una direzione diversa. Permette a questi microrganismi di trovare e rimanere in un ambiente con condizioni di luce ottimali per la fotosintesi .
Gli stimmi sono gli "occhi" più semplici e comuni in natura, costituiti da carotenoidi contenuti nei granuli pigmentati dei fotorecettori. La percezione del segnale luminoso cambia il battito del flagello , che provoca la reazione fototattica. I fotorecettori si trovano nella membrana esterna dei granuli pigmentati.
Il fotorecettore del genere Euglena comprende lo stigma e un corpo paraflagellare che collega lo stigma al flagello . Al microscopio elettronico , questo set appare come un insieme lamellare di aste di membrana disposte elicoidalmente.
In Chlamydomonas , lo stigma fa parte del cloroplasto e assume la forma di una struttura a membrana a sandwich. Deriva dall'assemblaggio di membrane del cloroplasto (membrana interna, membrana esterna e membrana tilacoide ) e granuli contenenti carotenoidi ricoperti da una membrana. I granuli sono organizzati in una lastra a quarto d'onda che riflette la luce verso i fotorecettori schermando la luce proveniente dalle altre direzioni. Viene decostruito durante la divisione cellulare per ricostituirsi in ciascuna delle cellule figlie secondo una disposizione asimmetrica determinata dal citoscheletro ; questa posizione asimmetrica dello stigma nella cellula è essenziale per una fototassi efficiente.
Le proteine essenziali per il funzionamento dello stigma sono proteine fotorecettrici (in) . Fotorecettori organismi unicellulari appartengono a due classi principali: flavoproteine , il cromoforo è una molecola di flavin , e proteine retinylidene (fr) , vale a dire, opsine a derivati della retina formano rhodopsins . I fotorecettori di Euglena sono presumibilmente flavoproteine, mentre la fototassi di Chlamydomonas è mediata da rodopsine di tipo archaea ( batteriorodopsina ).
Oltre alle proteine fotorecettrici, gli stimmi contengono un gran numero di proteine che svolgono un ruolo strutturale, metabolico o di segnalazione . Il proteoma di uno stigma di Chlamydomonas , cioè l'insieme di proteine che lo compongono, contiene circa 200 proteine diverse.
Il fotorecettore Euglena è una ciclasi adenilato attivata dalla luce blu. L' eccitazione di questo recettore porta alla formazione di AMP ciclico come secondo messaggero . Un meccanismo di trasduzione del segnale chimico altera infine il battito del flagello e quindi il movimento della cellula.
La rodopsina tipo archeali di Chlamydomonas contiene un cromoforo all- trans retinylidene photoisomerized in isomero 13- cis . Questo attiva un fotorecettore del canale del calcio che porta a un cambiamento nel potenziale di membrana e nella concentrazione di ioni calcio intracellulari . La trasduzione del segnale fotoelettrico provoca l'alterazione dei battiti del flagello e dei movimenti delle cellule.