Oko jako układ optyczny, składa się z: rogówki, cieczy wodnistej wypełniającej przednią komorę oka, soczewki i ciała szklistego.

Jednak głównymi elementami załamującymi światło w oku człowieka (i innych ssaków) są: rogówka (o stałej zdolności zbierającej wynoszącej u człowieka 43 dioptrie) oraz soczewka oczna o zmiennej krzywiźnie powierzchni, zbudowana z warstw o różnych współczynnikach załamania n, średnio dla całej soczewki ocznej człowieka n=1,437.

Receptorem światła jest drgająca siatkówka tzn.: czopki i pręciki (jej drgania zapobiegają tzw. habituacji, czyli znieczuleniu na bodźce świetlne przy nie zmieniającym się obrazie). Przestrzeń pomiędzy soczewką a siatkówką wypełniona jest ciałem szklistym o współczynniku załamania 1,336.

Odległość ogniskowa przednia dla tzw. schematycznego oka człowieka (przy rozluźnionych mięśniach akomodacyjnych) wynosi 17,1 mm, odległość ogniskowa tylna równa jest 22,8 mm. Napięcie mięśni akomodacyjnych zmienia krzywiznę soczewki, a więc zmienia obie odległości ogniskowe. Średnica źrenicy zmienia się od ok. 2 do 8 mm.

Oko jest wrażliwym receptorem światła (najbardziej fotoczułym elementem siatkówki są pręciki, nie dające jednak wrażeń barwnych). Największą czułość oko ludzkie ma dla barwy żółtozielonej, reaguje już na energię światła równą 0,8·10-17 J (niesioną przez ok. 20 fotonów). Powstający na siatkówce obraz jest pomniejszony, odwrócony i rzeczywisty.

Ze względu na względną prostotę układu optycznego oka obraz ten nie jest całkowicie wolny od aberracji chromatycznej i sferycznej, wady te są korygowane w mózgu (nerw czaszkowy II) podczas dalszego przetwarzania obrazu, wówczas też obraz jest odwracany, synchronizowany z obrazem z drugiego oka i stabilizowany (nie docierają do naszej świadomości drgania siatkówki).

Przy rozluźnionych mięśniach akomodacyjnych zdrowe oko daje na siatkówce ostry obraz przedmiotów nieskończenie odległych (u krótkowidzów obraz ten powstaje przed siatkówką, u dalekowidzów za nią - nadwzroczność). Częstą inną wadą oka jest niesferyczność powierzchni rogówki lub soczewki powodująca astygmatyzm.

Opis: Budowa narządu wzroku: A - rogówka, B - tęczówka, C - komora przednia, D - źrenica, E - soczewka, F - plamka żółta, G - mięsień gałki ocznej, H - nerw wzrokowy, I - plamka ślepa, J - ciało szkliste, K - naczyniówka, L – siatkówka

Działanie oka

• Światło przechodzi przez przednią część twardówki – rogówkę;

• wpada do oka przez źrenicę regulowaną tęczówką – kolorową częścią oka;

• przechodzi przez soczewkę, która załamuje promienie świetlne;

• przechodzi przez ciało szkliste;

• Promienie padają na wewnętrzną warstwę oka – siatkówkę (gdzie powstaje odwrócony obraz), składającą się z fotoreceptorów – czopków (kolor) i pręcików (kształt i ruch). Plamka żółta – największe skupisko czopków; plamka ślepa – tam nie ma fotoreceptorów, od niej wychodzi nerw wzrokowy;

• Poprzez nerw wzrokowy i dalsze składniki drogi wzrokowej impulsy nerwowe są przekazywane do ośrodków wzrokowych kory mózgowej. Bardzo ważna jest obecność rodopsyny w pręcikach i jej podobnych barwników w czopkach.

Elementy ciała rzęskowego, czyli wyrostki rzęskowe, to promieniście ułożone fałdy, które wydzielają ciecz wodnistą (mającą udział w sztywności gałki ocznej), natomiast mięsień rzęskowy umożliwia zmianę krzywizny soczewki, co zmienia jej ogniskową i sprawia, że oko ma zdolność do akomodacji.

Rodopsyna, ze względu na barwę nazywana też purpurą wzrokową – światłoczuły barwnik występujący w narządzie wzroku (dokładniej w siatkówce) głowonogów, stawonogów i kręgowców.

Rodopsyna składa się z białka opsyny, które wiązaniem kowalencyjnym łączy się z kofaktorem 11-cis retinalem (retinenem), który pełni rolę chromoforu. Wiązanie łączy ε-aminową grupę lizyny w pozycji 296 łańcucha białkowego z grupą aldehydową retinalu. Żaden inny stereoizomer retinalu, z wyjątkiem 9-cis, nie wykazuje takiej właściwości łączenia się z opsyną.

Pod wpływem światła docierającego do znajdującej się w pręcikach rodopsyny (wystarczy 1 foton) dochodzi do izomeryzacji formy 11-cis retinalu w drugi izomer – formę całkowicie-trans. Rodopsyna jest białkiem transbłonowym złożonym z 7 helikalnych łańcuchów i zmiana konformacyjna rodopsyny, powoduje aktywację związanego z nią białka G, transducyny, a następnie inicjację sygnału komórkowego.

Metarodopsyna II pod wpływem witaminy A powraca do formy 11-cis, łączy się z powrotem z opsyną w cząsteczkę rodopsyny gotową do rozpadu. Nazywa się to cyklem widzenia. Istotny wydaje się być sposób pobudzenia neuronów w siatkówce.

Za odkrywcę rodopsyny uważa się Franza Christiana Bolla.