ออปซินการมองเห็นของสัตว์มีกระดูกสันหลังเป็นออปซินซิเลียรี ชนิดย่อย และทำหน้าที่ในการมองเห็นในสัตว์มีกระดูกสันหลัง ซึ่งรวมถึงออปซินในเซลล์รูปแท่งและ รูปกรวยของมนุษย์ มักเรียกย่อว่าออปซินเนื่องจากเป็นออปซิน กลุ่มแรก ที่ถูกค้นพบและยังคงเป็นออปซินที่ได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางที่สุด^{[ 1 ]}

ออปซิน หมายถึง โปรตีนที่ ไม่มีเรตินัล จับอยู่ ( apoprotein ) เท่านั้น เมื่อออปซินจับกับเรตินัลเพื่อสร้างเป็นโปรตีนสมบูรณ์ (holoprotein ) จะเรียกว่าโปรตีนเรตินิลิดีน (Retinylidene protein ) อย่างไรก็ตาม ความแตกต่างนี้มักถูกละเลย และออปซินอาจหมายถึงทั้งสองอย่าง (โดยไม่คำนึงว่าเรตินัลจะจับอยู่หรือไม่)

ออปซินเป็นตัวรับที่เชื่อมต่อกับโปรตีนจี (GPCRs) และต้องจับกับเรตินัล—โดยทั่วไปคือ11- cis-เรตินัล —เพื่อให้ไวต่อแสง เนื่องจากเรตินัลทำหน้าที่เป็นโครโมฟอร์เมื่อโปรตีนเรตินิลิดีนดูดซับโฟตอน เรตินัลจะเกิดการไอโซเมอไรเซชันและถูกปล่อยออกมาจากออปซิน กระบวนการที่ตามมาหลังจากการไอโซเมอไรเซชันและการสร้างเรตินัลขึ้นใหม่เรียกว่าวงจรการมองเห็น 11- cis- เรตินัลอิสระไวต่อแสงและมี ความไวต่อสเปกตรัมของตัวเองที่ 380 นาโนเมตร^{[ 2 ]}อย่างไรก็ตาม เพื่อกระตุ้นกระบวนการแปลงสัญญาณแสงซึ่งเป็นกระบวนการที่อยู่เบื้องหลังสัญญาณการมองเห็น เรตินัลจะต้องจับกับออปซินเมื่อมันเกิดการไอโซเมอไรเซชัน โปรตีนเรตินิลิดีนมีความไวต่อสเปกตรัมที่แตกต่างจากเรตินัลอิสระและขึ้นอยู่กับลำดับของออปซิน

แม้ว่าออปซินจะสามารถจับกับเรตินัลได้เท่านั้น แต่ก็มีเรตินัลอยู่สองรูปแบบที่สามารถทำหน้าที่เป็นโครโมฟอร์สำหรับออปซินการมองเห็นของสัตว์มีกระดูกสันหลัง:

• เรตินัล 1 ( 11- ซิส -เรตินัล ) - รูปแบบทั่วไปที่มีอยู่ในออปซินส่วนใหญ่
• เรตินัล 2 ( 11- cis -3,4-Dehydroretinal ) - รูปแบบที่หายากกว่า ซึ่งมีการเลื่อนไปทางสีแดง ค่อนข้างมาก เมื่อเทียบกับเรตินัล 1

สัตว์ที่อาศัยอยู่บนบกและปลาทะเลสร้างเม็ดสีการมองเห็นโดยใช้เรตินัล 1 เท่านั้น อย่างไรก็ตาม ปลาน้ำจืดและสัตว์สะเทินน้ำสะเทินบกหลายชนิดสามารถสร้างเม็ดสีการมองเห็นโดยใช้เรตินัล 2 ได้เช่นกัน ขึ้นอยู่กับการกระตุ้นของเอนไซม์เรตินัล-3,4-ดีแซทูเรส (GO:0061899) สัตว์หลายชนิดเหล่านี้สามารถสลับระหว่างโครโมฟอร์ เหล่านี้ ได้ในระหว่างวงจรชีวิต เพื่อปรับตัวให้เข้ากับถิ่นที่อยู่อาศัยที่เปลี่ยนแปลงไป^{[ 3 ] [ 4 ]}

การเปลี่ยนไอโซเมอร์ของ 11- cis -retinal ไปเป็น all- trans -retinal ด้วยแสงจะเหนี่ยวนำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างในโปรตีน ซึ่งจะกระตุ้นกระบวนการแปลงสัญญาณด้วยแสง

สัตว์มีกระดูกสันหลังมีออปซินรับภาพอยู่ 2 ประเภท โดยแบ่งตามการแสดงออกในเซลล์รับแสงแบบแท่งหรือแบบกรวย

ออปซินที่แสดงออกในเซลล์รูปกรวยเรียกว่าออปซินรูปกรวย^{[ 1 ]}ออปซินรูปกรวยเรียกว่าโฟโตปซินเมื่อไม่ได้จับ กับเร ตินัลและ เรียกว่า ไอโอโดปซินเมื่อจับกับเรตินัล^{[ 1 ]}ออปซินรูปกรวยทำหน้าที่ในการมองเห็นแบบโฟโตปิก (แสงแดด) ออปซินรูปกรวยยังแบ่งย่อยออกไปอีกตามความไวต่อสเปกตรัมของไอโอโดปซิน กล่าวคือ ความยาวคลื่นที่สังเกตพบการดูดซับแสงสูงสุด ( λ _max ) ^{[ 7 ]}

ออปซินที่แสดงออกในเซลล์รูปแท่งเรียกว่าออปซินรูปแท่ง ออปซินรูปแท่งเรียกว่าสโคทอปซินเมื่อไม่ได้จับกับเรตินัล และ เรียกว่า โรดอปซินหรือพอร์ฟิรอปซินเมื่อจับกับเรตินัล (1 และ 2 ตามลำดับ) ออปซินรูปแท่งทำหน้าที่ในการมองเห็นในที่มืด (แสงสลัว) ^{[ 8 ]}เมื่อเปรียบเทียบกับออปซินรูปกรวย ความไวต่อสเปกตรัมของโรดอปซินค่อนข้างคงที่ ไม่เบี่ยงเบนไปจาก 500 นาโนเมตรในสัตว์มีกระดูกสันหลังชนิดใด

โดยทั่วไปแล้ว สัตว์มีกระดูกสันหลังที่ยังมีชีวิตอยู่จะมีออปซินรูปกรวย 4 คลาส (LWS, SWS1, SWS2 และ Rh2) รวมถึงออปซินรูปแท่ง 1 คลาส (โรดอปซิน, Rh1) ซึ่งทั้งหมดนี้ได้รับการสืบทอดมาจากบรรพบุรุษของสัตว์มีกระดูกสันหลังในยุคแรก ออปซินการมองเห็นของสัตว์มีกระดูกสันหลังทั้ง 5 คลาสนี้เกิดขึ้นจากการจำลองยีน หลายชุด เริ่มต้นด้วย LWS และสิ้นสุดที่ Rh1 ตามแผนภูมิ วิวัฒนาการ ทางด้านขวา ซึ่งเป็นตัวอย่างของการสร้างหน้าที่ใหม่แต่ละคลาสได้วิวัฒนาการไปเป็นรูปแบบต่างๆ มากมาย^{[ 9 ] [ 10 ]}ความสัมพันธ์ทางวิวัฒนาการที่อนุมานโดยใช้ ลำดับ กรดอะมิโนของออปซิน มักถูกนำมาใช้เพื่อจัดประเภทออปซินรูปกรวยให้อยู่ในคลาสที่เกี่ยวข้อง^{[ 1 ]}สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมสูญเสียคลาส Rh2 และ SWS2 ไปในช่วงคอขวดกลางคืนบรรพบุรุษของไพรเมตได้พัฒนาออปซิน LWS สองตัว (LWS และ MWS) ในภายหลังทำให้มนุษย์มีออปซินการมองเห็น 4 ตัวใน 3 คลาส

จอร์จ วอลด์ได้รับรางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ใน ปี 1967 จากการทดลองของเขาในช่วงทศวรรษ 1950 ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความแตกต่างในการดูดกลืนแสงของโฟโตปซินเหล่านี้ (ดูภาพ) ^{[ 11 ]}

• ตาบอดสี
• เมลาโนปซิน
• โปรตีนเรตินิลิดีน
• โรดอปซิน
• วงจรภาพ
• การแปลงสัญญาณแสงทางสายตา